بیوٹین سلفونیٹ سیلولوز ایتھر واٹر ریڈوسر کی ترکیب اور خصوصیت

مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز (MCC) پولیمرائزیشن کی ایک خاص ڈگری کے ساتھ جو سیلولوز کاٹن کے گودے کے ایسڈ ہائیڈولیسس کے ذریعے حاصل کی گئی تھی، کو خام مال کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے ایکٹیویشن کے تحت، اس پر 1,4-بیوٹین سلٹون (BS) کے ساتھ رد عمل ظاہر کیا گیا تاکہ A cellulose Butyl سلفونیٹ (SBC) واٹر ریڈوسر کو حاصل کیا جا سکے جس میں پانی کی اچھی حل پذیری ہو۔ مصنوعات کے ڈھانچے کو انفراریڈ اسپیکٹروسکوپی (FT-IR)، نیوکلیئر میگنیٹک ریزوننس اسپیکٹروسکوپی (NMR)، اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی (SEM)، ایکس رے ڈفریکشن (XRD) اور دیگر تجزیاتی طریقوں، اور پولیمرائزیشن کی ڈگری، خام مال کا تناسب، کی خصوصیت تھی۔ اور MCC کے ردعمل کی چھان بین کی گئی۔ مصنوعی عمل کے حالات جیسے درجہ حرارت، رد عمل کا وقت، اور مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر معطل کرنے والے ایجنٹ کی قسم کے اثرات۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ: جب خام مال MCC کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 ہے، تو ری ایکٹنٹس کا بڑے پیمانے پر تناسب یہ ہے: AGU (سیلولوز گلوکوسائیڈ یونٹ): n (NaOH): n (BS) = 1.0: 2.1: 2.2، The معطل کرنے والا ایجنٹ isopropanol ہے، کمرے کے درجہ حرارت پر خام مال کی ایکٹیویشن کا وقت 2 h ہے، اور پروڈکٹ کی ترکیب کا وقت 5 h ہے۔ جب درجہ حرارت 80 ڈگری سینٹی گریڈ ہوتا ہے، تو حاصل کردہ پروڈکٹ میں بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی اعلی ترین ڈگری ہوتی ہے، اور پروڈکٹ میں پانی کو کم کرنے کی بہترین کارکردگی ہوتی ہے۔

کلیدی الفاظ:سیلولوز؛ سیلولوز بٹیل سلفونیٹ؛ پانی کو کم کرنے والا ایجنٹ؛ پانی کو کم کرنے کی کارکردگی

1،تعارف

کنکریٹ سپر پلاسٹکائزر جدید کنکریٹ کے ناگزیر اجزاء میں سے ایک ہے۔ یہ خاص طور پر پانی کو کم کرنے والے ایجنٹ کی ظاہری شکل کی وجہ سے ہے کہ اعلی کام کرنے کی صلاحیت، اچھی استحکام اور یہاں تک کہ کنکریٹ کی اعلی طاقت کی ضمانت دی جاسکتی ہے۔ فی الحال بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے اعلی کارکردگی والے واٹر ریڈوسر میں بنیادی طور پر درج ذیل زمرے شامل ہیں: نیفتھلین پر مبنی واٹر ریڈوسر (SNF)، سلفونیٹڈ میلامین رال پر مبنی واٹر ریڈوسر (SMF)، سلفامیٹ پر مبنی واٹر ریڈوسر (ASP)، ترمیم شدہ لگنو سلفونیٹ سپر پلاسٹکائزر ML)، اور پولی کاربو آکسیلیٹ سپر پلاسٹکائزر (PC)، جس پر فی الحال زیادہ فعال طور پر تحقیق کی گئی ہے۔ پانی کو کم کرنے والوں کی ترکیب کے عمل کا تجزیہ کرتے ہوئے، زیادہ تر پچھلی روایتی کنڈینسیٹ واٹر کم کرنے والے فارملڈہائیڈ کو پولی کنڈینسیشن ری ایکشن کے لیے خام مال کے طور پر مضبوط تیز بو کے ساتھ استعمال کرتے ہیں، اور سلفونیشن کا عمل عام طور پر انتہائی سنکنرن سلفیورک ایسڈ یا مرتکز سلفیورک ایسڈ کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ یہ ناگزیر طور پر کارکنوں اور ارد گرد کے ماحول پر منفی اثرات کا سبب بنے گا، اور فضلہ کی باقیات اور فضلہ مائع کی ایک بڑی مقدار بھی پیدا کرے گا، جو پائیدار ترقی کے لیے سازگار نہیں ہے۔ تاہم، اگرچہ پولی کاربو آکسیلیٹ واٹر کم کرنے والوں میں وقت کے ساتھ کنکریٹ کے چھوٹے نقصان، کم خوراک، اچھا بہاؤ کے فوائد ہیں اس میں زیادہ کثافت اور کوئی زہریلا مادّہ نہیں جیسے کہ formaldehyde کے فوائد ہیں، لیکن چین میں اسے فروغ دینا مشکل ہے۔ قیمت خام مال کے ماخذ کے تجزیے سے یہ معلوم کرنا مشکل نہیں ہے کہ مذکورہ بالا پانی کو کم کرنے والے زیادہ تر پیٹرو کیمیکل مصنوعات/بائی پروڈکٹس کی بنیاد پر ترکیب کیے جاتے ہیں، جب کہ پیٹرولیم، ایک غیر قابل تجدید وسیلہ کے طور پر، تیزی سے کم ہوتا جا رہا ہے اور اس کی قیمت مسلسل بڑھ رہی ہے. لہذا، نئے اعلیٰ کارکردگی والے کنکریٹ سپر پلاسٹکائزرز کو تیار کرنے کے لیے سستے اور وافر قدرتی قابل تجدید وسائل کو خام مال کے طور پر استعمال کرنے کا طریقہ کنکریٹ سپر پلاسٹکائزرز کے لیے ایک اہم تحقیقی سمت بن گیا ہے۔

سیلولوز ایک لکیری میکرومولکول ہے جو بہت سے D-glucopyranose کو β-(1-4) glycosidic بانڈز کے ساتھ جوڑ کر تشکیل دیا جاتا ہے۔ ہر گلوکوپیرانوسیل رنگ پر تین ہائیڈروکسیل گروپ ہوتے ہیں۔ مناسب علاج ایک خاص رد عمل حاصل کر سکتا ہے. اس مقالے میں، سیلولوز روئی کے گودے کو ابتدائی خام مال کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، اور پولیمرائزیشن کی مناسب ڈگری کے ساتھ مائکرو کرسٹل لائن سیلولوز حاصل کرنے کے لیے ایسڈ ہائیڈولائسز کے بعد، اسے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے ذریعے چالو کیا گیا تھا اور 1,4-بیوٹین سلٹون کے ساتھ رد عمل ظاہر کیا گیا تاکہ بیوٹائل سلفونیٹ ایسڈ تیار کیا جا سکے۔ سیلولوز ایتھر سپر پلاسٹکائزر، اور ہر رد عمل کے متاثر کن عوامل پر تبادلہ خیال کیا گیا۔

2. تجربہ

2.1 خام مال

سیلولوز کاٹن کا گودا، پولیمرائزیشن ڈگری 576، سنکیانگ اویانگ ٹیکنالوجی کمپنی، لمیٹڈ؛ 1,4-بیوٹین سلٹون (BS)، صنعتی گریڈ، شنگھائی جیاچن کیمیکل کمپنی، لمیٹڈ کے ذریعہ تیار کردہ؛ 52.5R عام پورٹ لینڈ سیمنٹ، ارومچی سیمنٹ فیکٹری کی طرف سے فراہم کردہ؛ Xiamen Ace Ou Standard Sand Co., Ltd. کے ذریعہ تیار کردہ چائنا آئی ایس او معیاری ریت؛ سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ، ہائیڈروکلورک ایسڈ، آئسوپروپانول، اینہائیڈروس میتھانول، ایتھائل ایسیٹیٹ، این-بیوٹانول، پیٹرولیم ایتھر، وغیرہ، سبھی تجزیاتی طور پر خالص، تجارتی طور پر دستیاب ہیں۔

2.2 تجرباتی طریقہ

روئی کے گودے کی ایک خاص مقدار کا وزن کریں اور اسے اچھی طرح سے پیس لیں، اسے تین گردن والی بوتل میں ڈالیں، ایک خاص مقدار میں ہائیڈروکلورک ایسڈ ڈالیں، گرم کرنے کے لیے ہلائیں اور ایک خاص مدت تک ہائیڈولائز کریں، کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کریں، فلٹر کریں، غیر جانبدار ہونے تک پانی سے دھوئیں، اور حاصل کرنے کے لیے 50 ° C پر ویکیوم خشک کریں، پولیمرائزیشن کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز خام مال رکھنے کے بعد، ان کی پولیمرائزیشن کی ڈگری کو لٹریچر کے مطابق پیمائش کریں، اسے تین گردن والی رد عمل والی بوتل میں ڈالیں، اسے معطل کر دیں۔ ایک معلق ایجنٹ اس کے بڑے پیمانے پر 10 گنا، ہلچل کے تحت سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ آبی محلول کی ایک خاص مقدار شامل کریں، ہلچل کریں اور کمرے کے درجہ حرارت پر ایک خاص مدت کے لیے چالو کریں، 1,4-بیوٹین سلٹون (BS) کی حسابی مقدار شامل کریں، گرم کریں۔ رد عمل کے درجہ حرارت پر، ایک مخصوص مدت کے لیے مستقل درجہ حرارت پر رد عمل ظاہر کریں، پروڈکٹ کو کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کریں، اور سکشن فلٹریشن کے ذریعے خام مصنوعات حاصل کریں۔ 3 بار پانی اور میتھانول سے کللا کریں، اور حتمی پروڈکٹ، یعنی سیلولوز بٹیل سلفونیٹ واٹر ریڈوسر (SBC) حاصل کرنے کے لیے سکشن سے فلٹر کریں۔

2.3 مصنوعات کا تجزیہ اور خصوصیات

2.3.1 مصنوعات کی سلفر مواد کا تعین اور متبادل کی ڈگری کا حساب

FLASHEA-PE2400 عنصری تجزیہ کار کا استعمال سلفر کے مواد کا تعین کرنے کے لیے خشک سیلولوز بیوٹائل سلفونیٹ واٹر ریڈوسر پروڈکٹ پر عنصری تجزیہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔

2.3.2 مارٹر کی روانی کا تعین

GB8076-2008 میں 6.5 کے مطابق ماپا گیا۔ یعنی، پہلے پانی/سیمنٹ/معیاری ریت کے مرکب کی پیمائش کریں NLD-3 سیمنٹ مارٹر کی روانی ٹیسٹر پر جب توسیع کا قطر (180±2) ملی میٹر ہو۔ سیمنٹ، پیمائش شدہ بینچ مارک پانی کی کھپت 230 گرام ہے)، اور پھر سیمنٹ/پانی کم کرنے والے ایجنٹ/معیاری پانی/معیاری ریت=450g/4.5g/ کے مطابق پانی میں پانی کم کرنے والا ایجنٹ شامل کریں جس کا وزن سیمنٹ کے ماس کا 1% ہے۔ 230 g/ 1350 g کے تناسب کو JJ-5 سیمنٹ مارٹر مکسر میں رکھا جاتا ہے اور یکساں طور پر ہلایا جاتا ہے، اور مارٹر کی روانی ٹیسٹر پر مارٹر کے پھیلے ہوئے قطر کی پیمائش کی جاتی ہے، جو ماپا مارٹر کی روانی ہے۔

2.3.3 پروڈکٹ کی خصوصیت

Bruker کمپنی کے EQUINOX 55 ٹائپ فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹرومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے FT-IR کی خصوصیت تھی۔ نمونے کا H NMR سپیکٹرم INOVA ZAB-HS پلو سپر کنڈکٹنگ نیوکلیئر مقناطیسی گونج والا آلہ ویریان کمپنی سے نمایاں تھا۔ مصنوعات کی مورفولوجی کو ایک خوردبین کے تحت دیکھا گیا تھا؛ XRD تجزیہ MAC کمپنی M18XHF22-SRA کے ایکس رے ڈفریکٹومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے نمونے پر کیا گیا تھا۔

3. نتائج اور بحث

3.1 خصوصیت کے نتائج

3.1.1 FT-IR خصوصیت کے نتائج

اورکت تجزیہ خام مال مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز پر پولیمرائزیشن Dp=45 کی ڈگری کے ساتھ کیا گیا تھا اور اس خام مال سے تیار کردہ SBC پروڈکٹ۔ چونکہ SC اور SH کی جذب کی چوٹییں بہت کمزور ہیں، اس لیے وہ شناخت کے لیے موزوں نہیں ہیں، جبکہ S=O میں جذب کی چوٹی مضبوط ہے۔ لہذا، آیا مالیکیولر ڈھانچے میں سلفونک ایسڈ گروپ موجود ہے یا نہیں اس کا تعین S=O چوٹی کے وجود کی تصدیق کر کے کیا جا سکتا ہے۔ ظاہر ہے، سیلولوز سپیکٹرم میں، 3344 cm-1 کی لہر نمبر پر ایک مضبوط جذب کی چوٹی ہے، جو سیلولوز میں ہائیڈروکسیل اسٹریچنگ کمپن چوٹی سے منسوب ہے۔ 2923 cm-1 کی لہر نمبر پر مضبوط جذب کی چوٹی میتھیلین (-CH2) کی کھینچنے والی کمپن چوٹی ہے۔ کمپن کی چوٹی؛ 1031، 1051، 1114، اور 1165cm-1 پر مشتمل بینڈز کی سیریز ہائیڈروکسیل اسٹریچنگ وائبریشن کی جذب چوٹی اور ایتھر بانڈ (COC) موڑنے والی کمپن کی جذب چوٹی کو ظاہر کرتی ہے۔ لہر نمبر 1646cm-1 ہائیڈروجن کی عکاسی کرتا ہے جو ہائیڈروکسیل اور آزاد پانی سے بنتا ہے بانڈ جذب کی چوٹی؛ 1432~1318cm-1 کا بینڈ سیلولوز کرسٹل ڈھانچے کے وجود کو ظاہر کرتا ہے۔ SBC کے IR سپیکٹرم میں، بینڈ 1432~1318cm-1 کی شدت کمزور ہو جاتی ہے۔ جب کہ جذب کی چوٹی کی شدت 1653 cm-1 میں بڑھ جاتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈروجن بانڈز بنانے کی صلاحیت مضبوط ہوتی ہے۔ 1040، 605cm-1 مضبوط جذب چوٹی دکھائی دیتی ہے، اور یہ دونوں سیلولوز کے انفراریڈ سپیکٹرم میں منعکس نہیں ہوتے ہیں، سابقہ ​​S=O بانڈ کی خصوصیت جذب کی چوٹی ہے، اور مؤخر الذکر SO بانڈ کی خصوصیت جذب کی چوٹی ہے۔ مندرجہ بالا تجزیہ کی بنیاد پر، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ سیلولوز کے ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے بعد، اس کی مالیکیولر چین میں سلفونک ایسڈ گروپس موجود ہیں۔

3.1.2 H NMR خصوصیت کے نتائج

سیلولوز بیوٹائل سلفونیٹ کا H NMR سپیکٹرم دیکھا جا سکتا ہے: γ=1.74~2.92 کے اندر سائکلوبوٹائل کی ہائیڈروجن پروٹون کیمیکل شفٹ ہے، اور γ=3.33~4.52 کے اندر سیلولوز اینہائیڈروگلوکوز یونٹ ہے آکسیجن پروٹون کی کیمیائی شفٹ γ=4. ~6 آکسیجن سے جڑے ہوئے بیوٹیل سلفونک ایسڈ گروپ میں میتھیلین پروٹون کی کیمیائی تبدیلی ہے، اور γ=6~7 پر کوئی چوٹی نہیں ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ پروڈکٹ نہیں ہے دیگر پروٹون موجود ہیں۔

3.1.3 SEM کی خصوصیت کے نتائج

سیلولوز کاٹن کے گودا، مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز اور پروڈکٹ سیلولوز بٹیل سلفونیٹ کا SEM مشاہدہ۔ سیلولوز کاٹن کے گودے، مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز اور پروڈکٹ سیلولوز بیوٹین سلفونیٹ (SBC) کے SEM تجزیہ کے نتائج کا تجزیہ کرنے سے پتہ چلتا ہے کہ HCL ​​کے ساتھ ہائیڈولیسس کے بعد حاصل ہونے والا مائکرو کرسٹل لائن سیلولوز سیلولوز ریشوں کی ساخت کو نمایاں طور پر تبدیل کر سکتا ہے۔ ریشے دار ڈھانچہ تباہ ہو گیا تھا، اور باریک جمع سیلولوز کے ذرات حاصل کیے گئے تھے۔ BS کے ساتھ مزید رد عمل ظاہر کر کے حاصل کردہ SBC کا کوئی ریشہ دار ڈھانچہ نہیں تھا اور وہ بنیادی طور پر ایک بے ساختہ ڈھانچے میں تبدیل ہو گیا تھا، جو پانی میں تحلیل ہونے کے لیے فائدہ مند تھا۔

3.1.4 XRD کی خصوصیت کے نتائج

سیلولوز اور اس کے مشتقات کی کرسٹل لینٹی سے مراد اس کرسٹل لائن کے علاقے کا فیصد ہے جو سیلولوز یونٹ کی ساخت سے پورے طور پر تشکیل پاتا ہے۔ جب سیلولوز اور اس کے مشتق کیمیائی عمل سے گزرتے ہیں، تو مالیکیول میں اور مالیکیولز کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز تباہ ہو جاتے ہیں، اور کرسٹل لائن خطہ ایک بے ساختہ خطہ بن جائے گا، اس طرح کرسٹل پن کو کم کر دے گا۔ لہذا، رد عمل سے پہلے اور بعد میں کرسٹل پن میں تبدیلی سیلولوز کا ایک پیمانہ ہے ردعمل میں حصہ لینے یا نہ کرنے کے معیار میں سے ایک ہے۔ XRD تجزیہ مائکرو کرسٹل لائن سیلولوز اور پروڈکٹ سیلولوز بیوٹین سلفونیٹ پر کیا گیا تھا۔ موازنہ سے دیکھا جا سکتا ہے کہ ایتھریفیکیشن کے بعد، کرسٹلینٹی بنیادی طور پر تبدیل ہو جاتی ہے، اور پروڈکٹ مکمل طور پر ایک بے ساختہ ڈھانچے میں تبدیل ہو چکی ہے، تاکہ اسے پانی میں تحلیل کیا جا سکے۔

3.2 مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر خام مال کی پولیمرائزیشن کی ڈگری کا اثر

مارٹر کی روانی پروڈکٹ کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی کو براہ راست ظاہر کرتی ہے، اور پروڈکٹ کا سلفر مواد مارٹر کی روانی کو متاثر کرنے والے سب سے اہم عوامل میں سے ایک ہے۔ مارٹر کی روانی مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی کی پیمائش کرتی ہے۔

پولیمرائزیشن کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ MCC تیار کرنے کے لیے ہائیڈولیسس ری ایکشن حالات کو تبدیل کرنے کے بعد، مندرجہ بالا طریقہ کے مطابق، SBC مصنوعات کی تیاری کے لیے ایک مخصوص ترکیب کا عمل منتخب کریں، مصنوعات کے متبادل کی ڈگری کا حساب لگانے کے لیے سلفر کے مواد کی پیمائش کریں، اور SBC مصنوعات کو پانی میں شامل کریں۔ /سیمنٹ/معیاری ریت مکسنگ سسٹم مارٹر کی روانی کی پیمائش کریں۔

تجرباتی نتائج سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ تحقیق کی حد کے اندر، جب مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز خام مال کی پولیمرائزیشن ڈگری زیادہ ہوتی ہے، تو پروڈکٹ میں سلفر کا مواد (متبادل ڈگری) اور مارٹر کی روانی کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ: خام مال کا مالیکیولر وزن چھوٹا ہے، جو خام مال کے یکساں اختلاط اور ایتھریفیکیشن ایجنٹ کی رسائی کے لیے موزوں ہے، اس طرح مصنوعات کی ایتھریفیکیشن کی ڈگری کو بہتر بناتا ہے۔ تاہم، خام مال کی پولیمرائزیشن کی ڈگری میں کمی کے ساتھ مصنوعات کے پانی میں کمی کی شرح سیدھی لائن میں نہیں بڑھتی ہے۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پولیمرائزیشن Dp <96 (سالماتی وزن<15552) کی ڈگری کے ساتھ مائکرو کرسٹل لائن سیلولوز کا استعمال کرتے ہوئے ایس بی سی کے ساتھ ملا ہوا سیمنٹ مارٹر مکسچر کی مارٹر کی روانی 180 ملی میٹر سے زیادہ ہے (جو بغیر پانی کے کم کرنے والے اس سے زیادہ ہے) . بینچ مارک روانی)، اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ SBC کو 15552 سے کم مالیکیولر وزن کے ساتھ سیلولوز کا استعمال کرکے تیار کیا جا سکتا ہے، اور پانی کو کم کرنے کی ایک خاص شرح حاصل کی جا سکتی ہے۔ ایس بی سی کو پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 (سالماتی وزن: 7290) کے ساتھ مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز کا استعمال کرکے تیار کیا جاتا ہے، اور کنکریٹ کے مرکب میں شامل کیا جاتا ہے، مارٹر کی ناپی گئی روانی سب سے بڑی ہوتی ہے، اس لیے یہ سمجھا جاتا ہے کہ پولیمرائزیشن کی ڈگری کے ساتھ سیلولوز SBC کی تیاری کے لیے تقریباً 45 سب سے زیادہ موزوں ہے۔ جب خام مال کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 سے زیادہ ہوتی ہے، تو مارٹر کی روانی بتدریج کم ہوتی جاتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ پانی کو کم کرنے کی شرح کم ہو جاتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جب مالیکیولر وزن بڑا ہوتا ہے، تو ایک طرف، مرکب نظام کی چپچپا پن بڑھ جائے گی، سیمنٹ کی بازی یکسانیت خراب ہو جائے گی، اور کنکریٹ میں پھیلاؤ سست ہو جائے گا، جو بازی اثر کو متاثر کرے گا۔ دوسری طرف، جب مالیکیولر وزن بڑا ہوتا ہے، تو سپر پلاسٹکائزر کے میکرو مالیکیولز بے ترتیب کوائل کی شکل میں ہوتے ہیں، جو سیمنٹ کے ذرات کی سطح پر جذب کرنا نسبتاً مشکل ہوتا ہے۔ لیکن جب خام مال کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 سے کم ہوتی ہے، حالانکہ مصنوعات میں سلفر کا مواد (متبادل ڈگری) نسبتاً بڑا ہوتا ہے، تو مارٹر مکسچر کی روانی بھی کم ہونا شروع ہوجاتی ہے، لیکن کمی بہت کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جب پانی کو کم کرنے والے ایجنٹ کا مالیکیولر وزن چھوٹا ہوتا ہے، اگرچہ مالیکیولر پھیلاؤ آسان ہوتا ہے اور اس میں اچھی نمی ہوتی ہے، مالیکیول کی جذب کی رفتار مالیکیول سے زیادہ ہوتی ہے، اور پانی کی نقل و حمل کا سلسلہ بہت چھوٹا ہوتا ہے، اور ذرات کے درمیان رگڑ بڑا ہے، جو کنکریٹ کے لیے نقصان دہ ہے۔ بازی کا اثر اتنا اچھا نہیں ہے جتنا کہ بڑے سالماتی وزن والے پانی کو کم کرنے والے کا۔ لہذا، پانی کم کرنے والے کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے سور کے چہرے (سیلولوز سیگمنٹ) کے مالیکیولر وزن کو مناسب طریقے سے کنٹرول کرنا بہت ضروری ہے۔

3.3 پروڈکٹ کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر رد عمل کے حالات کا اثر

تجربات کے ذریعے یہ پتہ چلا ہے کہ MCC کے پولیمرائزیشن کی ڈگری کے علاوہ، ری ایکٹنٹس کا تناسب، رد عمل کا درجہ حرارت، خام مال کی ایکٹیویشن، پروڈکٹ کی ترکیب کا وقت، اور معطل کرنے والے ایجنٹ کی قسم سبھی پروڈکٹ کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔

3.3.1 ری ایکٹنٹ تناسب

(1) BS کی خوراک

عمل کے دیگر پیرامیٹرز کے ذریعے طے شدہ شرائط کے تحت (MCC کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 ہے, n(MCC):n(NaOH)=1:2.1، معطل کرنے والا ایجنٹ isopropanol ہے، کمرے کے درجہ حرارت پر سیلولوز کے فعال ہونے کا وقت 2h ہے، ترکیب کا درجہ حرارت 80 °C ہے، اور ترکیب کا وقت 5h)، پروڈکٹ کے بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی ڈگری پر ایتھریفیکیشن ایجنٹ 1,4-بیوٹین سلٹون (BS) کی مقدار کے اثر کی تحقیقات کرنے کے لیے مارٹر

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جیسے جیسے BS کی مقدار بڑھتی ہے، بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی ڈگری اور مارٹر کی روانی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ جب BS اور MCC کا تناسب 2.2:1 تک پہنچ جاتا ہے، DS اور مارٹر کی روانی زیادہ سے زیادہ تک پہنچ جاتی ہے۔ قدر، یہ سمجھا جاتا ہے کہ پانی کو کم کرنے والی کارکردگی اس وقت سب سے بہتر ہے۔ BS کی قدر میں مسلسل اضافہ ہوتا رہا، اور متبادل کی ڈگری اور مارٹر کی روانی دونوں میں کمی آنے لگی۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جب BS ضرورت سے زیادہ ہوتا ہے، BS NaOH کے ساتھ HO-(CH2)4SO3Na پیدا کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کرے گا۔ لہذا، یہ کاغذ BS اور MCC کے بہترین مادی تناسب کو 2.2:1 کے طور پر منتخب کرتا ہے۔

(2) NaOH کی خوراک

عمل کے دیگر پیرامیٹرز کے ذریعے متعین حالات کے تحت (MCC کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45، n(BS):n(MCC)=2.2:1 ہے۔ معطل کرنے والا ایجنٹ isopropanol ہے، کمرے کے درجہ حرارت پر سیلولوز کے فعال ہونے کا وقت 2h ہے، ترکیب کا درجہ حرارت 80°C ہے، اور ترکیب کا وقت 5h)، پروڈکٹ میں بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی ڈگری اور مارٹر کی روانی پر سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی مقدار کے اثر کی تحقیقات کے لیے۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ، کمی کی رقم میں اضافے کے ساتھ، SBC کے متبادل کی ڈگری میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے، اور بلند ترین قدر تک پہنچنے کے بعد کم ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ، جب NaOH کا مواد زیادہ ہوتا ہے، نظام میں بہت زیادہ آزاد اڈے ہوتے ہیں، اور ضمنی رد عمل کا امکان بڑھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ضمنی رد عمل میں زیادہ ایتھریفیکیشن ایجنٹ (BS) حصہ لیتے ہیں، اس طرح سلفونک کے متبادل کی ڈگری کو کم کر دیتے ہیں۔ مصنوعات میں ایسڈ گروپس۔ زیادہ درجہ حرارت پر، بہت زیادہ NaOH کی موجودگی سیلولوز کو بھی کم کر دے گی، اور مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پولیمرائزیشن کی کم ڈگری پر متاثر ہوگی۔ تجرباتی نتائج کے مطابق، جب NaOH سے MCC کا داڑھ کا تناسب تقریباً 2.1 ہوتا ہے، تو متبادل کی ڈگری سب سے بڑی ہوتی ہے، اس لیے یہ مقالہ طے کرتا ہے کہ NaOH اور MCC کا داڑھ کا تناسب 2.1:1.0 ہے۔

3.3.2 مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر ردعمل کے درجہ حرارت کا اثر

دیگر عمل کے پیرامیٹرز کے ذریعہ طے شدہ شرائط کے تحت (MCC کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 ہے, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2، معطل کرنے والا ایجنٹ isopropanol ہے، اور ایکٹیویشن کا وقت کمرے کے درجہ حرارت پر سیلولوز 2 گھنٹے کا وقت ہے)، پروڈکٹ میں بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی ڈگری پر ترکیب کے رد عمل کے درجہ حرارت کی تحقیقات کی گئیں۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جیسے جیسے رد عمل کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، SBC کا سلفونک ایسڈ متبادل ڈگری DS بتدریج بڑھتا ہے، لیکن جب رد عمل کا درجہ حرارت 80 °C سے بڑھ جاتا ہے، DS نیچے کی طرف رجحان ظاہر کرتا ہے۔ 1,4-بیوٹین سلٹون اور سیلولوز کے درمیان ایتھریفیکیشن ری ایکشن ایک اینڈوتھرمک ری ایکشن ہے، اور ری ایکشن کا درجہ حرارت بڑھانا ایتھریفائنگ ایجنٹ اور سیلولوز ہائیڈروکسیل گروپ کے درمیان ہونے والے ری ایکشن کے لیے فائدہ مند ہے، لیکن درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، NaOH اور سیلولوز کا اثر آہستہ آہستہ بڑھتا ہے۔ . یہ مضبوط ہو جاتا ہے، جس کی وجہ سے سیلولوز انحطاط اور گر جاتا ہے، جس کے نتیجے میں سیلولوز کے مالیکیولر وزن میں کمی اور چھوٹی مالیکیولر شکر کی پیداوار ہوتی ہے۔ ایتھریفائینگ ایجنٹوں کے ساتھ اس طرح کے چھوٹے مالیکیولز کا رد عمل نسبتاً آسان ہے، اور زیادہ ایتھریفائینگ ایجنٹ استعمال کیے جائیں گے، جس سے پروڈکٹ کے متبادل کی ڈگری متاثر ہوگی۔ لہذا، یہ مقالہ اس بات پر غور کرتا ہے کہ BS اور سیلولوز کے ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے لیے موزوں ترین رد عمل کا درجہ حرارت 80℃ ہے۔

3.3.3 مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر ردعمل کے وقت کا اثر

رد عمل کا وقت کمرے کے درجہ حرارت کو خام مال کی ایکٹیویشن اور مصنوعات کے درجہ حرارت کی مستقل ترکیب کے وقت میں تقسیم کیا جاتا ہے۔

(1) خام مال کے کمرے کے درجہ حرارت کو چالو کرنے کا وقت

مندرجہ بالا بہترین عمل کے حالات کے تحت (پولیمرائزیشن کی MCC ڈگری 45 ہے، n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2، معطل کرنے والا ایجنٹ isopropanol ہے، ترکیب کے رد عمل کا درجہ حرارت 80°C ہے، مصنوعات مستقل درجہ حرارت کی ترکیب کا وقت 5h)، پروڈکٹ بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپ کے متبادل کی ڈگری پر کمرے کے درجہ حرارت کو چالو کرنے کے وقت کے اثر و رسوخ کی تحقیقات کریں۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ SBC پروڈکٹ کے بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپ کے متبادل کی ڈگری پہلے بڑھتی ہے اور پھر ایکٹیویشن کے وقت کے طول کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ تجزیہ کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ NaOH ایکشن ٹائم میں اضافے کے ساتھ، سیلولوز کا انحطاط سنگین ہے۔ چھوٹی سالماتی شکر پیدا کرنے کے لیے سیلولوز کے مالیکیولر وزن کو کم کریں۔ ایتھریفائینگ ایجنٹوں کے ساتھ اس طرح کے چھوٹے مالیکیولز کا رد عمل نسبتاً آسان ہے، اور زیادہ ایتھریفائینگ ایجنٹ استعمال کیے جائیں گے، جس سے پروڈکٹ کے متبادل کی ڈگری متاثر ہوگی۔ لہذا، یہ کاغذ سمجھتا ہے کہ خام مال کے کمرے کے درجہ حرارت کو چالو کرنے کا وقت 2h ہے۔

(2) مصنوعات کی ترکیب کا وقت

مندرجہ بالا عمل کے بہترین حالات کے تحت، کمرے کے درجہ حرارت پر ایکٹیویشن ٹائم کے اثر کی مصنوعات کے بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپ کے متبادل کی ڈگری پر تحقیق کی گئی۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ رد عمل کے وقت کے طول کے ساتھ، سب سے پہلے متبادل کی ڈگری بڑھ جاتی ہے، لیکن جب رد عمل کا وقت 5h تک پہنچ جاتا ہے، DS نیچے کی طرف رجحان دکھاتا ہے۔ اس کا تعلق سیلولوز کے ایتھریفیکیشن ری ایکشن میں موجود فری بیس سے ہے۔ زیادہ درجہ حرارت پر، رد عمل کے وقت کا طول سیلولوز کے الکلی ہائیڈرولیسس کی ڈگری میں اضافہ، سیلولوز مالیکیولر چین کا مختصر ہونا، مصنوعات کے مالیکیولر وزن میں کمی اور ضمنی رد عمل میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔ متبادل ڈگری کم ہوتی ہے. اس تجربے میں، ترکیب کا مثالی وقت 5 گھنٹے ہے۔

3.3.4 مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر معطل کرنے والے ایجنٹ کی قسم کا اثر

عمل کے بہترین حالات کے تحت (MCC پولیمرائزیشن ڈگری 45 ہے, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2، کمرے کے درجہ حرارت پر خام مال کی ایکٹیویشن کا وقت 2h ہے، درجہ حرارت کی مستقل ترکیب کا وقت مصنوعات کی تعداد 5h ہے، اور ترکیب رد عمل کا درجہ حرارت 80 ℃)، بالترتیب isopropanol، ethanol، n-butanol، ethyl acetate اور پیٹرولیم ایتھر کو معطل کرنے والے ایجنٹوں کے طور پر منتخب کریں، اور مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی پر ان کے اثر و رسوخ پر تبادلہ خیال کریں۔

ظاہر ہے، isopropanol، n-butanol اور ethyl acetate سب کو اس ایتھریفیکیشن ری ایکشن میں معطل کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ معطل کرنے والے ایجنٹ کا کردار، ری ایکٹنٹس کو منتشر کرنے کے علاوہ، رد عمل کے درجہ حرارت کو کنٹرول کر سکتا ہے۔ isopropanol کا ابلتا نقطہ 82.3°C ہے، اس لیے isopropanol کو معطل کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، نظام کے درجہ حرارت کو زیادہ سے زیادہ رد عمل کے درجہ حرارت کے قریب کنٹرول کیا جا سکتا ہے، اور پروڈکٹ میں بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی ڈگری اور اس کی روانی مارٹر نسبتا زیادہ ہیں؛ جب کہ ایتھنول کا ابلتا نقطہ بہت زیادہ ہے، رد عمل کا درجہ حرارت ضروریات کو پورا نہیں کرتا، پروڈکٹ میں بیوٹین سلفونک ایسڈ گروپس کے متبادل کی ڈگری اور مارٹر کی روانی کم ہے۔ پٹرولیم ایتھر ردعمل میں حصہ لے سکتا ہے، لہذا کوئی منتشر مصنوعات حاصل نہیں کی جا سکتی۔

4 نتیجہ

(1) روئی کے گودے کو ابتدائی خام مال کے طور پر استعمال کرنا،مائکرو کرسٹل لائن سیلولوز (MCC)پولیمرائزیشن کی ایک مناسب ڈگری کے ساتھ تیار کیا گیا تھا، جسے NaOH نے چالو کیا تھا، اور پانی میں گھلنشیل بٹیل سلفونک ایسڈ سیلولوز ایتھر، یعنی سیلولوز پر مبنی واٹر ریڈوسر تیار کرنے کے لیے 1,4-بیوٹین سلٹون کے ساتھ رد عمل ظاہر کیا تھا۔ پروڈکٹ کی ساخت کی خصوصیات تھی، اور یہ پایا گیا کہ سیلولوز کے ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے بعد، اس کی مالیکیولر چین پر سلفونک ایسڈ گروپس موجود تھے، جو ایک بے ساختہ ڈھانچے میں تبدیل ہو چکے تھے، اور واٹر ریڈوسر پروڈکٹ میں پانی کی اچھی حل پذیری تھی۔

(2) تجربات کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ جب مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز کی پولیمرائزیشن کی ڈگری 45 ہے، تو حاصل شدہ مصنوعات کی پانی کو کم کرنے والی کارکردگی بہترین ہوتی ہے۔ اس شرط کے تحت کہ خام مال کی پولیمرائزیشن کی ڈگری کا تعین کیا جاتا ہے، ری ایکٹنٹس کا تناسب ہے n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2، کمرے کے درجہ حرارت پر خام مال کے فعال ہونے کا وقت 2h، مصنوعات کی ترکیب کا درجہ حرارت 80 ° C ہے، اور ترکیب کا وقت 5h ہے۔ پانی کی کارکردگی بہترین ہے۔