কাগজ শিল্পে সেলুলোজ ইথার

এই কাগজটি পেপারমেকিং শিল্পে সেলুলোজ ইথারগুলির প্রকার, প্রস্তুতির পদ্ধতি, কার্যকারিতা বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগের অবস্থার পরিচয় দেয়, সেলুলোজ ইথারের কিছু নতুন জাত উন্নয়নের সম্ভাবনার সাথে সামনে রাখে এবং কাগজ তৈরিতে তাদের প্রয়োগ এবং বিকাশের প্রবণতা নিয়ে আলোচনা করে।

মূল শব্দ:সেলুলোজ ইথার; কর্মক্ষমতা; কাগজ শিল্প

সেলুলোজ হল একটি প্রাকৃতিক পলিমার যৌগ, এর রাসায়নিক গঠন হল একটি পলিস্যাকারাইড ম্যাক্রোমোলিকুল যা অ্যানহাইড্রাসβ- বেস রিং হিসাবে গ্লুকোজ এবং প্রতিটি বেস রিং এর একটি প্রাথমিক হাইড্রক্সিল গ্রুপ এবং একটি গৌণ হাইড্রক্সিল গ্রুপ রয়েছে। এর রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে সেলুলোজ ডেরাইভেটিভের একটি সিরিজ পাওয়া যেতে পারে। সেলুলোজ ইথার তৈরির পদ্ধতি হল NaOH এর সাথে সেলুলোজ বিক্রিয়া করা, তারপর বিভিন্ন কার্যকরী বিক্রিয়া যেমন মিথাইল ক্লোরাইড, ইথিলিন অক্সাইড, প্রোপিলিন অক্সাইড ইত্যাদির সাথে ইথারিফিকেশন বিক্রিয়া করা এবং তারপর উপজাত লবণ এবং কিছু সেলুলোজ সোডিয়াম ধুয়ে ফেলা। পণ্য সেলুলোজ ইথার হল সেলুলোজের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ ডেরিভেটিভস, যা ওষুধ এবং স্বাস্থ্যবিধি, দৈনন্দিন রাসায়নিক শিল্প, কাগজ তৈরি, খাদ্য, ওষুধ, নির্মাণ, উপকরণ এবং অন্যান্য শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বিদেশী দেশগুলি এর গবেষণাকে অত্যন্ত গুরুত্ব দিয়েছে, এবং প্রয়োগকৃত মৌলিক গবেষণা, বাস্তবিক প্রভাব প্রয়োগ এবং প্রস্তুতিতে অনেক অর্জন করা হয়েছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, চীনের কিছু লোক ধীরে ধীরে এই দিকটির গবেষণায় জড়িত হতে শুরু করেছে এবং প্রাথমিকভাবে উত্পাদন অনুশীলনে কিছু ফলাফল অর্জন করেছে। অতএব, সেলুলোজ ইথারের বিকাশ এবং ব্যবহার পুনর্নবীকরণযোগ্য জৈবিক সম্পদের ব্যাপক ব্যবহার এবং কাগজের গুণমান এবং কর্মক্ষমতার উন্নতিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি একটি নতুন ধরণের কাগজ তৈরির সংযোজন যা উন্নয়নশীল।

1. সেলুলোজ ইথারগুলির শ্রেণীবিভাগ এবং প্রস্তুতির পদ্ধতি

সেলুলোজ ইথারগুলির শ্রেণীবিভাগ সাধারণত আয়নিসিটি অনুসারে 4 টি বিভাগে বিভক্ত।

1.1 ননিওনিক সেলুলোজ ইথার

অ-আয়নিক সেলুলোজ ইথার হল প্রধানত সেলুলোজ অ্যালকাইল ইথার, এবং এর প্রস্তুতির পদ্ধতি হল সেলুলোজকে NaOH-এর সাথে বিক্রিয়া করা এবং তারপর বিভিন্ন কার্যকরী মনোমার যেমন মনোক্লোরোমেথেন, ইথিলিন অক্সাইড, প্রোপিলিন অক্সাইড ইত্যাদির সাথে ইথারিফিকেশন বিক্রিয়া করা এবং তারপর ধোয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত করা। উপজাত লবণ এবং সেলুলোজ সোডিয়াম, প্রধানত মিথাইল সেলুলোজ ইথার, মিথাইল হাইড্রোক্সাইথাইল সেলুলোজ ইথার, মিথাইল হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল সেলুলোজ ইথার, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার, সায়ানোইথাইল সেলুলোজ ইথার এবং হাইড্রক্সিবুথার সেলুলোজ ইথার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

1.2 অ্যানিওনিক সেলুলোজ ইথার

অ্যানিওনিক সেলুলোজ ইথারগুলি প্রধানত সোডিয়াম কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ এবং সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ। প্রস্তুতির পদ্ধতি হল NaOH এর সাথে সেলুলোজ বিক্রিয়া করা এবং তারপরে ক্লোরোএসেটিক অ্যাসিড, ইথিলিন অক্সাইড এবং প্রোপিলিন অক্সাইডের সাথে ইথার চালানো। রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া, এবং তারপর উপজাত লবণ এবং সোডিয়াম সেলুলোজ ধোয়া দ্বারা প্রাপ্ত।

1.3 ক্যাটানিক সেলুলোজ ইথার

Cationic সেলুলোজ ইথারগুলির মধ্যে প্রধানত 3-ক্লোরো-2-হাইড্রোক্সাইপ্রোপাইলট্রাইমেথাইলামমোনিয়াম ক্লোরাইড সেলুলোজ ইথার রয়েছে, যা NaOH এর সাথে সেলুলোজ বিক্রিয়া করে এবং তারপর ক্যাটানিক ইথারিফাইং এজেন্ট 3-ক্লোরো-2-হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল ট্রাইমিথাইল অ্যামোনিয়াম বা ইথারনেইক্লোরাইডের সাথে বিক্রিয়া করে প্রস্তুত করা হয়। এবং তারপর উপজাত লবণ এবং সোডিয়াম সেলুলোজ ধুয়ে প্রাপ্ত।

1.4 Zwitterionic সেলুলোজ ইথার

zwitterionic সেলুলোজ ইথারের আণবিক শৃঙ্খলে অ্যানিওনিক গ্রুপ এবং ক্যাটানিক গ্রুপ উভয়ই রয়েছে। এর প্রস্তুতির পদ্ধতি হল সেলুলোজকে NaOH এর সাথে বিক্রিয়া করা এবং তারপরে মনোক্লোরোএসেটিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করা এবং ক্যাটানিক ইথারিফিকেশন এজেন্ট 3-chloro-2-hydroxypropyl Trimethylammonium ক্লোরাইড ইথারিফাইড করা হয় এবং তারপর উপজাত লবণ এবং সোডিয়াম সেলুলোজ ধুয়ে প্রাপ্ত হয়।

2. সেলুলোজ ইথারের কর্মক্ষমতা এবং বৈশিষ্ট্য

2.1 ফিল্ম গঠন এবং আনুগত্য

সেলুলোজ ইথারের ইথারিফিকেশন এর বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্য যেমন দ্রবণীয়তা, ফিল্ম-গঠনের ক্ষমতা, বন্ধনের শক্তি এবং লবণ প্রতিরোধের উপর একটি দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে। সেলুলোজ ইথারের উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি, নমনীয়তা, তাপ প্রতিরোধের এবং ঠান্ডা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং বিভিন্ন রেজিন এবং প্লাস্টিকাইজারের সাথে ভাল সামঞ্জস্য রয়েছে এবং প্লাস্টিক, ফিল্ম, বার্নিশ, আঠালো, ল্যাটেক্স এবং ড্রাগ আবরণ সামগ্রী ইত্যাদি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

2.2 দ্রাব্যতা

পলিহাইড্রক্সিল গোষ্ঠীর অস্তিত্বের কারণে সেলুলোজ ইথারের ভাল জল দ্রবণীয়তা রয়েছে এবং বিভিন্ন বিকল্প অনুসারে জৈব দ্রাবকের জন্য আলাদা দ্রাবক নির্বাচনযোগ্যতা রয়েছে। মিথাইলসেলুলোজ ঠান্ডা জলে দ্রবণীয়, গরম জলে অদ্রবণীয় এবং কিছু দ্রাবকগুলিতেও দ্রবণীয়; মিথাইল হাইড্রোক্সিথাইল সেলুলোজ ঠান্ডা জলে দ্রবণীয়, গরম জলে অদ্রবণীয় এবং জৈব দ্রাবক। যাইহোক, যখন মিথাইলসেলুলোজ এবং মিথাইলহাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোসের জলীয় দ্রবণ উত্তপ্ত হয়, তখন মিথাইলসেলুলোজ এবং মিথাইলহাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোজ প্রস্রাব করবে। মিথাইল সেলুলোজ 45-60 এ অবক্ষয় হয়°সি, মিশ্র ইথারিফাইড মিথাইল হাইড্রোক্সিথাইল সেলুলোজের বৃষ্টিপাতের তাপমাত্রা 65-80 পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়°C. যখন তাপমাত্রা কমানো হয়, তখন অবক্ষেপ পুনরায় দ্রবীভূত হয়। Hydroxyethylcellulose এবং Sodium carboxymethylcellulose যে কোন তাপমাত্রায় পানিতে দ্রবণীয় এবং জৈব দ্রাবকগুলিতে অদ্রবণীয় (কিছু ব্যতিক্রম ছাড়া)। এই সম্পত্তি ব্যবহার করে, বিভিন্ন তেল নিরোধক এবং দ্রবণীয় ফিল্ম উপকরণ প্রস্তুত করা যেতে পারে।

2.3 ঘন হওয়া

সেলুলোজ ইথার কলয়েড আকারে জলে দ্রবীভূত হয়, এর সান্দ্রতা সেলুলোজ ইথারের পলিমারাইজেশন ডিগ্রির উপর নির্ভর করে এবং দ্রবণটিতে হাইড্রেটেড ম্যাক্রোমোলিকুলস রয়েছে। ম্যাক্রোমোলিকিউলসের জটলা করার কারণে, সমাধানের প্রবাহের আচরণ নিউটনিয়ান তরলগুলির থেকে আলাদা, তবে এমন একটি আচরণ প্রদর্শন করে যা শিয়ার বলের সাথে পরিবর্তিত হয়। সেলুলোজ ইথারের ম্যাক্রোমোলিকুলার গঠনের কারণে, ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে দ্রবণের সান্দ্রতা দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে দ্রুত হ্রাস পায়। এর বৈশিষ্ট্য অনুসারে, সেলুলোজ ইথার যেমন কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ প্রতিদিনের রাসায়নিক পদার্থের জন্য ঘন কারক, কাগজের আবরণের জন্য জল-ধারণকারী এজেন্ট এবং স্থাপত্যের আবরণের জন্য ঘন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

2.4 অবনতি

যখন সেলুলোজ ইথার পানির পর্যায়ে দ্রবীভূত হয়, তখন ব্যাকটেরিয়া বৃদ্ধি পাবে এবং ব্যাকটেরিয়ার বৃদ্ধি এনজাইম ব্যাকটেরিয়া উৎপাদনের দিকে পরিচালিত করবে। এনজাইমটি সেলুলোজ ইথারের সংলগ্ন অপরিবর্তিত অ্যানহাইড্রোগ্লুকোজ একক বন্ধন ভেঙে দেয়, পলিমারের আপেক্ষিক আণবিক ওজন হ্রাস করে। অতএব, যদি সেলুলোজ ইথার জলীয় দ্রবণকে দীর্ঘ সময়ের জন্য সংরক্ষণ করতে হয়, তবে এটিতে প্রিজারভেটিভ যোগ করতে হবে এবং অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল বৈশিষ্ট্যযুক্ত সেলুলোজ ইথারগুলির জন্যও নির্দিষ্ট অ্যান্টিসেপটিক ব্যবস্থা গ্রহণ করা উচিত।

3. কাগজ শিল্পে সেলুলোজ ইথারের প্রয়োগ

3.1 কাগজ শক্তিশালীকরণ এজেন্ট

উদাহরণস্বরূপ, CMC একটি ফাইবার বিচ্ছুরণকারী এবং একটি কাগজ শক্তিশালীকরণ এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা সজ্জাতে যোগ করা যেতে পারে। যেহেতু সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের সজ্জা এবং ফিলার কণার মতো একই চার্জ রয়েছে, তাই এটি ফাইবারের সমানতা বাড়াতে পারে। তন্তুগুলির মধ্যে বন্ধন প্রভাব উন্নত করা যেতে পারে, এবং শারীরিক সূচক যেমন প্রসার্য শক্তি, ফেটে যাওয়ার শক্তি এবং কাগজের কাগজের সমানতা উন্নত করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, লংঝু এবং অন্যরা 100% ব্লিচড সালফাইট কাঠের সজ্জা, 20% ট্যালকম পাউডার, 1% বিচ্ছুরিত রোসিন আঠালো ব্যবহার করে, অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের সাথে pH মান 4.5 এ সামঞ্জস্য করে এবং উচ্চতর সান্দ্রতা CMC (সান্দ্রতা 800~1200MPA) ডিগ্রি ব্যবহার করে। প্রতিস্থাপন হল 0.6। এটি দেখা যায় যে CMC কাগজের শুষ্ক শক্তি উন্নত করতে পারে এবং এর আকারের মাত্রাও উন্নত করতে পারে।

3.2 সারফেস সাইজিং এজেন্ট

সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ কাগজের পৃষ্ঠের শক্তি উন্নত করতে কাগজের পৃষ্ঠের আকারের এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। পলিভিনাইল অ্যালকোহল এবং পরিবর্তিত স্টার্চ সাইজিং এজেন্টের বর্তমান ব্যবহারের তুলনায় এর প্রয়োগের প্রভাব পৃষ্ঠের শক্তি প্রায় 10% বৃদ্ধি করতে পারে এবং ডোজ প্রায় 30% হ্রাস করা যেতে পারে। এটি কাগজ তৈরির জন্য একটি খুব প্রতিশ্রুতিশীল সারফেস সাইজিং এজেন্ট, এবং নতুন জাতের এই সিরিজটি সক্রিয়ভাবে বিকাশ করা উচিত। ক্যাটানিক সেলুলোজ ইথারের ক্যাটানিক স্টার্চের তুলনায় পৃষ্ঠের আকার নির্ধারণের কার্যকারিতা ভাল। এটি কেবল কাগজের পৃষ্ঠের শক্তিকে উন্নত করতে পারে না, তবে কাগজের কালি শোষণের কার্যকারিতাও উন্নত করতে পারে এবং রঞ্জন প্রভাব বাড়াতে পারে। এটি একটি প্রতিশ্রুতিশীল সারফেস সাইজিং এজেন্ট। মো লিহুয়ান এবং অন্যরা কাগজ এবং পিচবোর্ডে পৃষ্ঠের আকার পরীক্ষা করার জন্য সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ এবং অক্সিডাইজড স্টার্চ ব্যবহার করেছিলেন। ফলাফলগুলি দেখায় যে CMC এর একটি আদর্শ পৃষ্ঠের আকার পরিবর্তনের প্রভাব রয়েছে।

মিথাইল কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ সোডিয়ামের একটি নির্দিষ্ট আকারের কার্যকারিতা রয়েছে এবং কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ সোডিয়াম একটি পাল্প সাইজিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। নিজস্ব সাইজিং ডিগ্রী ছাড়াও, cationic সেলুলোজ ইথার একটি কাগজ তৈরির ধারণ সহায়তা ফিল্টার হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে, সূক্ষ্ম ফাইবার এবং ফিলারের ধারণ হার উন্নত করে এবং কাগজ শক্তিশালীকরণ এজেন্ট হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

3.3 ইমালসন স্টেবিলাইজার

সেলুলোজ ইথার ইমালসন প্রস্তুতিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি জলীয় দ্রবণে ভাল ঘন হওয়ার প্রভাব, যা ইমালসন বিচ্ছুরণ মাধ্যমের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করতে পারে এবং ইমালসন বৃষ্টিপাত এবং স্তরবিন্যাস প্রতিরোধ করতে পারে। যেমন সোডিয়াম কার্বক্সিইথাইল সেলুলোজ, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল সেলুলোজ ইথার ইত্যাদি অ্যানিওনিক বিচ্ছুরিত রোজিন গাম, ক্যাটেশনিক সেলুলোজ ইথার, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার, ইথারাইল সেলুলোজ, ইথারাইল সেলুলোজ ইত্যাদির জন্য স্টেবিলাইজার এবং প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে সেলুলোজ ইথার, ইত্যাদি ক্যাটানিক ডিসপ্রেস রোসিন গাম, AKD, ASA এবং অন্যান্য সাইজিং এজেন্টের জন্য প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। লংঝু এট আল। 100% ব্লিচড সালফাইট কাঠের সজ্জা, 20% ট্যালকম পাউডার, 1% বিচ্ছুরিত রোজিন আঠালো, অ্যালুমিনিয়াম সালফেটের সাথে pH মান 4.5 এ সামঞ্জস্য করা হয়েছে এবং উচ্চতর সান্দ্রতা CMC (সান্দ্রতা 800~12000MPA.S) ব্যবহার করা হয়েছে। প্রতিস্থাপনের ডিগ্রি হল 0.6, এবং এটি অভ্যন্তরীণ আকারের জন্য ব্যবহৃত হয়। ফলাফলগুলি থেকে দেখা যায় যে সিএমসি ধারণকারী রোসিন রাবারের সাইজিং ডিগ্রী স্পষ্টতই উন্নত হয়েছে, এবং রোসিন ইমালশনের স্থায়িত্ব ভাল, এবং রাবার উপাদানের ধারণ হারও বেশি।

3.4 আবরণ জল ধরে রাখার এজেন্ট

এটি কাগজের আবরণ বাইন্ডার, সায়ানোইথাইল সেলুলোজ, হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইত্যাদি লেপ এবং প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। কেসিন এবং ল্যাটেক্সের অংশ প্রতিস্থাপন করতে পারে, যাতে মুদ্রণের কালি সহজেই প্রবেশ করতে পারে এবং প্রান্তগুলি পরিষ্কার হয়। কার্বক্সিইথাইল সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিইথাইল কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ ইথার রঙ্গক বিচ্ছুরণকারী, ঘন, জল ধারণকারী এজেন্ট এবং স্টেবিলাইজার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, প্রলেপযুক্ত কাগজের আবরণ তৈরিতে জল-ধারণকারী এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজের পরিমাণ 1-2%।

4. কাগজ শিল্পে ব্যবহৃত সেলুলোজ ইথারের বিকাশের প্রবণতা

বিশেষ ফাংশন সহ সেলুলোজ ডেরাইভেটিভস প্রাপ্ত করার জন্য রাসায়নিক পরিবর্তনের ব্যবহার প্রাকৃতিক জৈব পদার্থ-সেলুলোজের বিশ্বের বৃহত্তম ফলনের নতুন ব্যবহার খোঁজার একটি কার্যকর উপায়। অনেক ধরণের সেলুলোজ ডেরিভেটিভস এবং বিস্তৃত ফাংশন রয়েছে এবং সেলুলোজ ইথারগুলি তাদের দুর্দান্ত কার্যকারিতার কারণে অনেক শিল্পে প্রয়োগ করা হয়েছে। কাগজ শিল্পের চাহিদা মেটানোর জন্য, সেলুলোজ ইথারের বিকাশে নিম্নলিখিত প্রবণতাগুলিতে মনোযোগ দেওয়া উচিত:

(1) কাগজ শিল্পের প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত সেলুলোজ ইথারগুলির বিভিন্ন স্পেসিফিকেশন পণ্য তৈরি করুন, যেমন বিভিন্ন ধরণের প্রতিস্থাপন, বিভিন্ন সান্দ্রতা এবং বিভিন্ন আপেক্ষিক আণবিক ভর সহ সিরিজের পণ্যগুলি, বিভিন্ন কাগজের জাত উৎপাদনে নির্বাচনের জন্য।

(2) সেলুলোজ ইথারের নতুন জাতগুলির বিকাশ বাড়াতে হবে, যেমন কাগজ তৈরির জন্য উপযুক্ত ক্যাটানিক সেলুলোজ ইথার, সারফেস সাইজিং এজেন্ট, এবং জ্যুইটারিয়নিক সেলুলোজ ইথার যা লেটেক্স সেল সাইনোসেথিল ইথার প্রতিস্থাপনের জন্য রিইনফোর্সিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এবং একটি দপ্তরী হিসাবে মত.

(3) সেলুলোজ ইথার তৈরির প্রক্রিয়া এবং এর নতুন প্রস্তুতির পদ্ধতির উপর গবেষণাকে শক্তিশালী করুন, বিশেষ করে খরচ কমানো এবং প্রক্রিয়াটি সহজ করার গবেষণা।

(4) সেলুলোজ ইথারের বৈশিষ্ট্য, বিশেষত ফিল্ম-গঠনের বৈশিষ্ট্য, বন্ধন বৈশিষ্ট্য এবং বিভিন্ন সেলুলোজ ইথারের ঘনত্বের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর গবেষণাকে শক্তিশালী করুন এবং কাগজ তৈরিতে সেলুলোজ ইথার প্রয়োগের উপর তাত্ত্বিক গবেষণাকে শক্তিশালী করুন।