কার্বোক্সিমিথাইলসেলুলোজ কী?

সেলুলোজের কার্বক্সিমিথিলেশনের পর কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) পাওয়া যায়। এর জলীয় দ্রবণে ঘন করা, ফিল্ম তৈরি, বন্ধন, জল ধারণ, কলয়েড সুরক্ষা, ইমালসিফিকেশন এবং সাসপেনশনের মতো কার্যকারিতা রয়েছে এবং এটি পেট্রোলিয়াম, খাদ্য, ঔষধ, বস্ত্র ও কাগজ শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং এটি অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ সেলুলোজ ইথার। প্রাকৃতিক সেলুলোজ হলো প্রকৃতিতে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে বিস্তৃত এবং সবচেয়ে প্রাচুর্যপূর্ণ পলিস্যাকারাইড, এবং এর উৎস অত্যন্ত সমৃদ্ধ। সেলুলোজের বর্তমান পরিবর্তন প্রযুক্তি প্রধানত ইথারিফিকেশন এবং এস্টারিফিকেশনের উপর কেন্দ্র করে। কার্বক্সিমিথিলেশন হলো এক ধরনের ইথারিফিকেশন প্রযুক্তি।

ভৌত বৈশিষ্ট্য

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) একটি অ্যানায়নিক সেলুলোজ ইথার, যা দেখতে সাদা বা সামান্য হলুদ ফ্লোকুলেন্ট ফাইবার পাউডার অথবা সাদা পাউডারের মতো। এটি গন্ধহীন, স্বাদহীন এবং বিষাক্ত নয়; ঠান্ডা বা গরম জলে সহজেই দ্রবণীয় এবং একটি নির্দিষ্ট সান্দ্রতার স্বচ্ছ দ্রবণ তৈরি করে। এই দ্রবণটি নিরপেক্ষ বা সামান্য ক্ষারীয় এবং ইথানল, ইথার, আইসোপ্রোপানল, অ্যাসিটোন ও অন্যান্য জৈব দ্রাবকে অদ্রবণীয়, তবে ৬০% জল-মিশ্রিত ইথানল বা অ্যাসিটোন দ্রবণে দ্রবণীয়। এটি আর্দ্রতা শোষণকারী, আলো ও তাপে স্থিতিশীল, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে এর সান্দ্রতা কমে যায়। দ্রবণটি পিএইচ (pH) ২-১০ এর মধ্যে স্থিতিশীল থাকে, পিএইচ ২-এর কম হলে কঠিন অধঃক্ষেপ তৈরি হয় এবং পিএইচ ১০-এর বেশি হলে সান্দ্রতা আরও কমে যায়। এর বিবর্ণ হওয়ার তাপমাত্রা ২২৭℃, কার্বনাইজেশন তাপমাত্রা ২৫২℃ এবং ২% জলীয় দ্রবণের পৃষ্ঠটান ৭১ মি.ন./মি.।

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

কার্বোক্সিমিথাইল প্রতিস্থাপকযুক্ত সেলুলোজ ডেরিভেটিভ থেকে এটি তৈরি করা হয়। এক্ষেত্রে সেলুলোজকে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করিয়ে অ্যালকালি সেলুলোজ গঠন করা হয় এবং তারপর মনোক্লোরোঅ্যাসিটিক অ্যাসিডের সাথে এর বিক্রিয়া ঘটানো হয়। সেলুলোজ গঠনকারী গ্লুকোজ ইউনিটে ৩টি হাইড্রোক্সিল গ্রুপ থাকে যা প্রতিস্থাপন করা যায়, ফলে বিভিন্ন মাত্রার প্রতিস্থাপনযুক্ত উৎপাদ পাওয়া যেতে পারে। গড়ে, প্রতি ১ গ্রাম শুষ্ক ওজনে ১ মিলিমোল কার্বোক্সিমিথাইল যোগ করা হয়, যা জলে এবং লঘু অ্যাসিডে অদ্রবণীয়, কিন্তু একে ফুলিয়ে আয়ন বিনিময় ক্রোমাটোগ্রাফির জন্য ব্যবহার করা যায়। বিশুদ্ধ জলে কার্বোক্সিমিথাইলের pKa প্রায় ৪ এবং ০.৫ মোল/লিটার NaCl-এ প্রায় ৩.৫। এটি একটি দুর্বল অম্লীয় ক্যাটায়ন বিনিময়কারী এবং সাধারণত pH>৪-এ নিরপেক্ষ ও ক্ষারীয় প্রোটিন পৃথকীকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। ৪০%-এর বেশি হাইড্রোক্সিল গ্রুপ কার্বোক্সিমিথাইল গ্রুপ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, যা জলে দ্রবীভূত হয়ে একটি স্থিতিশীল উচ্চ-সান্দ্রতার কলয়েডীয় দ্রবণ তৈরি করতে পারে।

মূল উদ্দেশ্য

কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) একটি অ-বিষাক্ত ও গন্ধহীন সাদা ফ্লোকুলেন্ট পাউডার, যার কার্যকারিতা স্থিতিশীল এবং এটি পানিতে সহজে দ্রবণীয়। এর জলীয় দ্রবণ একটি নিরপেক্ষ বা ক্ষারীয় স্বচ্ছ সান্দ্র তরল, যা অন্যান্য পানিতে দ্রবণীয় আঠা ও রেজিনে দ্রবণীয়, কিন্তু ইথানলের মতো জৈব দ্রাবকে অদ্রবণীয়। সিএমসি আঠা, থিকনার, সাসপেন্ডিং এজেন্ট, ইমালসিফায়ার, ডিসপারসেন্ট, স্টেবিলাইজার, সাইজিং এজেন্ট ইত্যাদি হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (সিএমসি) হলো সেলুলোজ ইথারগুলোর মধ্যে সর্বাধিক উৎপাদিত, সর্বাধিক ব্যবহৃত এবং সবচেয়ে সুবিধাজনক ব্যবহার্য পণ্য, যা সাধারণত “শিল্পজাত মনোসোডিয়াম গ্লুটামেট” নামে পরিচিত।

১. এটি তেল ও প্রাকৃতিক গ্যাস উত্তোলন, কূপ খনন এবং অন্যান্য প্রকল্পে ব্যবহৃত হয়।

① সিএমসি (CMC) যুক্ত কাদা কূপের দেয়ালে কম ভেদ্যতা সম্পন্ন একটি পাতলা ও দৃঢ় ফিল্টার কেক তৈরি করতে পারে, যা পানির অপচয় কমায়।

২। মাডে সিএমসি যোগ করার পর, ড্রিলিং রিগ একটি কম প্রাথমিক শিয়ার ফোর্স অর্জন করতে পারে, যার ফলে মাড সহজেই এর মধ্যে থাকা গ্যাস মুক্ত করতে পারে এবং একই সাথে, বর্জ্য পদার্থ দ্রুত মাড পিটে নিষ্কাশিত হয়।

২। অন্যান্য সাসপেনশন ডিসপারশনের মতো ড্রিলিং মাডেরও একটি নির্দিষ্ট স্থায়িত্বকাল থাকে এবং এর সাথে সিএমসি (CMC) যোগ করলে তা স্থিতিশীল হয় ও এর স্থায়িত্বকাল দীর্ঘায়িত হয়।

④ সিএমসি যুক্ত কাদায় ছত্রাক খুব কমই জন্মায়, তাই এর উচ্চ পিএইচ মান বজায় রাখা এবং সংরক্ষক ব্যবহারের প্রয়োজন নেই।

⑤ ড্রিলিং মাড ধৌতকরণ তরলের পরিশোধনকারী উপাদান হিসেবে এতে সিএমসি (CMC) রয়েছে, যা বিভিন্ন দ্রবণীয় লবণের দূষণ প্রতিরোধ করতে সক্ষম।

⑥ সিএমসি (CMC) যুক্ত কাদার স্থিতিশীলতা ভালো এবং এটি ১৫০℃-এর বেশি তাপমাত্রায়ও পানির অপচয় কমাতে পারে।

উচ্চ সান্দ্রতা এবং উচ্চ প্রতিস্থাপন মাত্রা সম্পন্ন সিএমসি কম ঘনত্বের মাডের জন্য উপযুক্ত, এবং কম সান্দ্রতা ও উচ্চ প্রতিস্থাপন মাত্রা সম্পন্ন সিএমসি উচ্চ ঘনত্বের মাডের জন্য উপযুক্ত। মাডের ধরন, অঞ্চল এবং কূপের গভীরতার মতো বিভিন্ন পরিস্থিতি অনুযায়ী সিএমসি-র নির্বাচন নির্ধারণ করা উচিত।

২. বস্ত্র, মুদ্রণ এবং রঞ্জন শিল্পে ব্যবহৃত হয়। বস্ত্র শিল্পে তুলা, রেশম, পশম, রাসায়নিক তন্তু, মিশ্রিত এবং অন্যান্য শক্তিশালী উপকরণের হালকা সুতা সাইজিং করার জন্য সাইজিং এজেন্ট হিসেবে সিএমসি ব্যবহৃত হয়;

৩. কাগজ শিল্পে সিএমসি (CMC) কাগজের পৃষ্ঠ মসৃণকারী উপাদান এবং সাইজিং এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করা যায়। পাল্পের সাথে ০.১% থেকে ০.৩% সিএমসি যোগ করলে কাগজের প্রসার্য শক্তি ৪০% থেকে ৫০%, সংকোচনজনিত ভাঙন ক্ষমতা ৫০% এবং মণ্ডনযোগ্যতা ৪ থেকে ৫ গুণ বৃদ্ধি পায়।

৪. সিন্থেটিক ডিটারজেন্টের সাথে যোগ করা হলে সিএমসি ময়লা শোষক হিসেবে ব্যবহার করা যায়; টুথপেস্ট শিল্পের মতো দৈনন্দিন রাসায়নিক শিল্পে সিএমসি গ্লিসারিনের জলীয় দ্রবণ টুথপেস্টের গাম বেস হিসেবে ব্যবহৃত হয়; ঔষধ শিল্পে এটি ঘনকারক এবং ইমালসিফায়ার হিসেবে ব্যবহৃত হয়; ভাসমান খনিজ প্রক্রিয়াকরণে সিএমসি জলীয় দ্রবণকে ঘন করে ব্যবহার করা হয়, ইত্যাদি।

৫. সিরামিক শিল্পে এটি আঠা, প্লাস্টিকাইজার, গ্লেজের জন্য সাসপেন্ডিং এজেন্ট, রঙ স্থায়ীকরণ এজেন্ট ইত্যাদি হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

৬. নির্মাণকাজে জল ধারণ ক্ষমতা ও শক্তি বাড়াতে ব্যবহৃত হয়।

৭. এটি খাদ্য শিল্পে ব্যবহৃত হয়। খাদ্য শিল্পে উচ্চ প্রতিস্থাপন মাত্রা সম্পন্ন সিএমসি (CMC) আইসক্রিম, টিনজাত খাদ্য, দ্রুত রান্না করা নুডলসের জন্য ঘনকারক হিসেবে এবং বিয়ারের জন্য ফেনা স্থিতিশীলকারী হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এটি ঘনকারক, বাইন্ডার বা সহায়ক উপাদান হিসেবেও ব্যবহৃত হয়।

৮. ঔষধ শিল্প ট্যাবলেট বাইন্ডার, ডিসইন্টিগ্র্যান্ট এবং সাসপেনশনের সাসপেন্ডিং এজেন্ট হিসেবে উপযুক্ত সান্দ্রতাযুক্ত সিএমসি (CMC) নির্বাচন করে।