কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ

1. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ এর সংক্ষিপ্ত পরিচিতি

ইংরেজি নাম: কার্বক্সিল মিথাইল সেলুলোজ

সংক্ষেপ: সিএমসি

আণবিক সূত্রটি পরিবর্তনশীল: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

চেহারা: সাদা বা হালকা হলুদ তন্তুযুক্ত দানাদার গুঁড়ো।

জল দ্রাব্যতা: জলে সহজে দ্রবণীয়, একটি স্বচ্ছ সান্দ্র কলয়েড তৈরি করে এবং দ্রবণটি নিরপেক্ষ বা সামান্য ক্ষারীয়।

বৈশিষ্ট্য: পৃষ্ঠ সক্রিয় কলয়েডের উচ্চ আণবিক যৌগ, গন্ধহীন, স্বাদহীন এবং অ-বিষাক্ত।

প্রাকৃতিক সেলুলোজ প্রকৃতিতে ব্যাপকভাবে বিতরণ করা হয় এবং এটি সর্বাধিক প্রচুর পরিমাণে পলিস্যাকারাইড। কিন্তু উৎপাদনে, সেলুলোজ সাধারণত সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ আকারে বিদ্যমান থাকে, তাই পুরো নাম সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ, অথবা CMC-Na হওয়া উচিত। শিল্প, নির্মাণ, ঔষধ, খাদ্য, টেক্সটাইল, সিরামিক এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

2. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ প্রযুক্তি

সেলুলোজের পরিবর্তন প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে: ইথারিফিকেশন এবং এস্টারিফিকেশন।

কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের রূপান্তর: ইথারিফিকেশন প্রযুক্তিতে কার্বক্সিমিথাইলেশন বিক্রিয়া, সেলুলোজকে কার্বক্সিমিথাইলেটেড করে কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ পাওয়া যায়, যাকে CMC বলা হয়।

কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ জলীয় দ্রবণের কাজ: ঘন করা, ফিল্ম গঠন, বন্ধন, জল ধরে রাখা, কলয়েড সুরক্ষা, ইমালসিফিকেশন এবং সাসপেনশন।

৩. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের রাসায়নিক বিক্রিয়া

সেলুলোজ ক্ষারীকরণ বিক্রিয়া:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa]n + nH2O

ক্ষারীয় সেলুলোজের পরে মনোক্লোরোএসেটিক অ্যাসিডের ইথারিফিকেশন বিক্রিয়া:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

অতএব: কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ গঠনের রাসায়নিক সূত্র হল: কোষ-O-CH2-COONa NaCMC

সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ(NaCMC বা সংক্ষেপে CMC) হল একটি জল-দ্রবণীয় সেলুলোজ ইথার যা সর্বাধিক ব্যবহৃত জলীয় দ্রবণ সূত্রের সান্দ্রতা কয়েক cP থেকে কয়েক হাজার cP পর্যন্ত পরিবর্তিত করতে পারে।

৪. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের পণ্য বৈশিষ্ট্য

১. সিএমসি জলীয় দ্রবণের সংরক্ষণ: এটি কম তাপমাত্রা বা সূর্যালোকে স্থিতিশীল থাকে, তবে তাপমাত্রার পরিবর্তনের কারণে দ্রবণের অম্লতা এবং ক্ষারত্ব পরিবর্তিত হবে। অতিবেগুনী রশ্মি বা অণুজীবের প্রভাবে, দ্রবণের সান্দ্রতা হ্রাস পাবে বা এমনকি দূষিত হয়ে যাবে। দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের প্রয়োজন হলে, একটি উপযুক্ত সংরক্ষণকারী যোগ করা উচিত।

2. CMC জলীয় দ্রবণ প্রস্তুত করার পদ্ধতি: প্রথমে কণাগুলিকে সমানভাবে ভেজা করুন, যা দ্রবীভূত হওয়ার হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে।

৩. সিএমসি হাইগ্রোস্কোপিক এবং সংরক্ষণের সময় আর্দ্রতা থেকে রক্ষা করা উচিত।

৪. ভারী ধাতুর লবণ যেমন দস্তা, তামা, সীসা, অ্যালুমিনিয়াম, রূপা, লোহা, টিন এবং ক্রোমিয়াম সিএমসি অবক্ষেপণ ঘটাতে পারে।

৫. PH2.5 এর নিচে জলীয় দ্রবণে বৃষ্টিপাত ঘটে, যা ক্ষার যোগ করে নিরপেক্ষকরণের পরে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে।

৬. যদিও ক্যালসিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম এবং টেবিল লবণের মতো লবণ CMC-এর উপর বৃষ্টিপাতের প্রভাব ফেলে না, তবুও তারা দ্রবণের সান্দ্রতা কমিয়ে দেবে।

৭. সিএমসি অন্যান্য জল-দ্রবণীয় আঠা, সফটনার এবং রেজিনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

৮. বিভিন্ন প্রক্রিয়াকরণের কারণে, CMC-এর চেহারা সূক্ষ্ম গুঁড়ো, মোটা দানাদার বা তন্তুযুক্ত হতে পারে, যার ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের সাথে কোনও সম্পর্ক নেই।

৯. সিএমসি পাউডার ব্যবহারের পদ্ধতি সহজ। এটি সরাসরি যোগ করা যেতে পারে এবং ৪০-৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে ঠান্ডা জলে বা উষ্ণ জলে দ্রবীভূত করা যেতে পারে।

৫. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের প্রতিস্থাপন এবং দ্রাব্যতার মাত্রা

প্রতিস্থাপনের মাত্রা বলতে প্রতিটি সেলুলোজ ইউনিটের সাথে সংযুক্ত সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল গ্রুপের গড় সংখ্যা বোঝায়; প্রতিস্থাপনের মাত্রার সর্বোচ্চ মান 3, তবে শিল্পের দিক থেকে সবচেয়ে কার্যকর হল NaCMC যার প্রতিস্থাপনের মাত্রা 0.5 থেকে 1.2 পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। 0.2-0.3 প্রতিস্থাপনের মাত্রা সহ NaCMC এর বৈশিষ্ট্য 0.7-0.8 প্রতিস্থাপনের মাত্রা সহ NaCMC এর বৈশিষ্ট্য থেকে বেশ আলাদা। প্রথমটি pH 7 জলে কেবল আংশিকভাবে দ্রবণীয়, তবে দ্বিতীয়টি সম্পূর্ণ দ্রবণীয়। ক্ষারীয় পরিস্থিতিতে বিপরীতটি সত্য।

৬. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের পলিমারাইজেশন ডিগ্রি এবং সান্দ্রতা

পলিমারাইজেশন ডিগ্রি: সেলুলোজ শৃঙ্খলের দৈর্ঘ্য বোঝায়, যা সান্দ্রতা নির্ধারণ করে। সেলুলোজ শৃঙ্খল যত দীর্ঘ হবে, সান্দ্রতা তত বেশি হবে এবং NaCMC দ্রবণও তত বেশি হবে।

সান্দ্রতা: NaCMC দ্রবণটি একটি নন-নিউটনীয় তরল, এবং শিয়ার বল বৃদ্ধি পেলে এর আপাত সান্দ্রতা হ্রাস পায়। নাড়া বন্ধ করার পর, সান্দ্রতা আনুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না এটি স্থিতিশীল থাকে। অর্থাৎ, দ্রবণটি থিক্সোট্রপিক।

৭. কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের প্রয়োগের পরিসর

১. নির্মাণ ও সিরামিক শিল্প

(১) স্থাপত্য আবরণ: ভালো বিচ্ছুরণ, সমান আবরণ বিতরণ; কোন স্তরবিন্যাস নেই, ভালো স্থিতিশীলতা; ভালো ঘনত্ব প্রভাব, নিয়মিত আবরণ সান্দ্রতা।

(২) সিরামিক শিল্প: মৃৎশিল্পের মাটির প্লাস্টিকতা উন্নত করতে ফাঁকা বাইন্ডার হিসেবে ব্যবহৃত হয়; টেকসই গ্লেজ।

২. ধোয়া, প্রসাধনী, তামাক, টেক্সটাইল মুদ্রণ এবং রঞ্জন শিল্প

(১) ধোয়া: ধোয়া ময়লা যাতে কাপড়ের উপর পুনরায় জমা না হয় তার জন্য ডিটারজেন্টে CMC যোগ করা হয়।

(২) প্রসাধনী: ঘন করা, বিচ্ছুরণ করা, ঝুলে থাকা, স্থিতিশীল করা ইত্যাদি। প্রসাধনীর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের পূর্ণ ব্যবহার করা উপকারী।

(৩) তামাক: সিএমসি তামাকের চাদর বন্ধনের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা কার্যকরভাবে চিপ ব্যবহার করতে পারে এবং কাঁচা তামাক পাতার পরিমাণ কমাতে পারে।

(৪) টেক্সটাইল: কাপড়ের ফিনিশিং এজেন্ট হিসেবে, সিএমসি উচ্চ-গতির তাঁতে সুতা স্কিপিং এবং ভাঙন কমাতে পারে।

(৫) মুদ্রণ এবং রঞ্জনবিদ্যা: এটি মুদ্রণ পেস্টে ব্যবহৃত হয়, যা রঞ্জক পদার্থের হাইড্রোফিলিক এবং অনুপ্রবেশ ক্ষমতা বৃদ্ধি করতে পারে, রঞ্জনবিদ্যাকে অভিন্ন করে তোলে এবং রঙের পার্থক্য কমাতে পারে।

৩. মশার কয়েল এবং ওয়েল্ডিং রড শিল্প

(১) মশার কয়েল: মশার কয়েলের শক্ততা বাড়াতে এবং ভাঙার সম্ভাবনা কমাতে মশার কয়েলে CMC ব্যবহার করা হয়।

(২) ইলেক্ট্রোড: সিরামিক আবরণকে আরও ভালোভাবে আবদ্ধ এবং গঠন করতে, ব্রাশিং কর্মক্ষমতা উন্নত করতে, এবং উচ্চ তাপমাত্রায় এটির বার্নআউট কর্মক্ষমতাও রয়েছে, সিএমসি একটি গ্লেজ এজেন্ট হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

৪. টুথপেস্ট শিল্প

(১) টুথপেস্টে বিভিন্ন কাঁচামালের সাথে CMC-এর ভালো সামঞ্জস্য রয়েছে;

(২) পেস্টটি সূক্ষ্ম, জল আলাদা করে না, খোসা ছাড়ে না, ঘন হয় না এবং প্রচুর ফেনা থাকে;

(৩) ভালো স্থিতিশীলতা এবং উপযুক্ত ধারাবাহিকতা, যা টুথপেস্টকে ভালো আকৃতি, ধারণক্ষমতা এবং বিশেষ করে আরামদায়ক স্বাদ দিতে পারে;

(৪) তাপমাত্রা পরিবর্তন, ময়শ্চারাইজিং এবং সুগন্ধি-নির্ধারণ প্রতিরোধী।

(৫) ক্যানে ছোট ছোট কাঁচি কাটা এবং লেজ কাটা।

৫. খাদ্য শিল্প

(১) অ্যাসিডিক পানীয়: উদাহরণস্বরূপ, দইতে প্রোটিনের জমাট বাঁধার কারণে বৃষ্টিপাত এবং স্তরবিন্যাস রোধ করার জন্য স্থিতিশীলকারী হিসেবে; পানিতে দ্রবীভূত হওয়ার পরে আরও ভাল স্বাদ; ভাল প্রতিস্থাপনের অভিন্নতা।

(২) আইসক্রিম: বরফের স্ফটিক এড়াতে জল, চর্বি, প্রোটিন ইত্যাদিকে একটি অভিন্ন, বিচ্ছুরিত এবং স্থিতিশীল মিশ্রণে পরিণত করুন।

(৩) রুটি এবং পেস্ট্রি: সিএমসি ব্যাটারের সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, পণ্যের আর্দ্রতা ধরে রাখা এবং সংরক্ষণের সময়কাল বাড়াতে পারে।

(৪) তাৎক্ষণিক নুডলস: নুডলসের শক্ততা এবং রান্নার প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে; বিস্কুট এবং প্যানকেকে এটির গঠন ভালো, এবং কেকের পৃষ্ঠ মসৃণ এবং ভাঙা সহজ নয়।

(৫) তাৎক্ষণিক পেস্ট: গাম বেস হিসেবে।

(৬) সিএমসি শারীরবৃত্তীয়ভাবে নিষ্ক্রিয় এবং এর কোনও ক্যালোরি মূল্য নেই। অতএব, কম ক্যালোরিযুক্ত খাবার তৈরি করা যেতে পারে।

৬. কাগজ শিল্প

কাগজের আকার পরিবর্তনের জন্য CMC ব্যবহার করা হয়, যার ফলে কাগজের ঘনত্ব বেশি, কালি প্রবেশের ক্ষমতা ভালো, মোম সংগ্রহের ক্ষমতা বেশি এবং মসৃণতা বেশি। কাগজ রঙ করার প্রক্রিয়ায়, এটি রঙিন পেস্টের ঘূর্ণায়মানতা নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে; এটি কাগজের ভিতরের তন্তুগুলির মধ্যে আঠালো অবস্থা উন্নত করতে পারে, যার ফলে কাগজের শক্তি এবং ভাঁজ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়।

৭. পেট্রোলিয়াম শিল্প

তেল ও গ্যাস খনন, কূপ খনন এবং অন্যান্য প্রকল্পে সিএমসি ব্যবহৃত হয়।

৮. অন্যান্য

জুতা, টুপি, পেন্সিল ইত্যাদির জন্য আঠালো, চামড়ার জন্য পলিশ এবং রঙিন, ফোম অগ্নি নির্বাপক যন্ত্রের জন্য স্টেবিলাইজার ইত্যাদি।