خشک مخلوط مارٹر میں سیلولوز ایتھر کا کردار

سیلولوز ایتھر ایک مصنوعی پولیمر ہے جو قدرتی سیلولوز سے کیمیائی ترمیم کے ذریعے بنایا گیا ہے۔ سیلولوز ایتھر قدرتی سیلولوز سے مشتق ہے۔ سیلولوز ایتھر کی پیداوار مصنوعی پولیمر سے مختلف ہے۔ اس کا سب سے بنیادی مواد سیلولوز ہے، جو ایک قدرتی پولیمر مرکب ہے۔ قدرتی سیلولوز کی ساخت کی خاصیت کی وجہ سے، سیلولوز خود ایتھریفیکیشن ایجنٹوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کی صلاحیت نہیں رکھتا ہے۔ تاہم، سوجن ایجنٹ کے علاج کے بعد، سالماتی زنجیروں اور زنجیروں کے درمیان مضبوط ہائیڈروجن بانڈز تباہ ہو جاتے ہیں، اور ہائیڈروکسیل گروپ کی فعال رہائی ایک رد عمل والی الکلی سیلولوز بن جاتی ہے۔ سیلولوز ایتھر حاصل کریں۔

سیلولوز ایتھرز کی خصوصیات متبادل کی قسم، تعداد اور تقسیم پر منحصر ہے۔ سیلولوز ایتھرز کی درجہ بندی متبادل کی قسم، ایتھریفیکیشن کی ڈگری، حل پذیری اور متعلقہ ایپلی کیشن خصوصیات پر بھی مبنی ہے۔ مالیکیولر چین پر متبادل کی قسم کے مطابق، اسے مونوتھر اور مخلوط ایتھر میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ہم عام طور پر جو MC استعمال کرتے ہیں وہ monoether ہے، اور HPMC مخلوط ایتھر ہے۔ میتھائل سیلولوز ایتھر MC قدرتی سیلولوز کے گلوکوز یونٹ پر ہائیڈروکسیل گروپ کے بعد میتھوکسی کی جگہ لے لیتا ہے۔ یہ ایک پروڈکٹ ہے جسے یونٹ میں موجود ہائیڈروکسیل گروپ کے ایک حصے کو میتھوکسی گروپ کے ساتھ اور دوسرے حصے کو ہائیڈروکسی پروپیل گروپ کے ساتھ بدل کر حاصل کیا جاتا ہے۔ ساختی فارمولا ہے [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyethyl methyl cellulose ether HEMC، یہ مارکیٹ میں بڑے پیمانے پر استعمال اور فروخت ہونے والی اہم اقسام ہیں۔

حل پذیری کے لحاظ سے، اسے آئنک اور غیر آئنک میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ پانی میں گھلنشیل غیر آئنک سیلولوز ایتھرز بنیادی طور پر الکائل ایتھرز اور ہائیڈروکسیالکل ایتھرز کی دو سیریز پر مشتمل ہوتے ہیں۔ Ionic CMC بنیادی طور پر مصنوعی ڈٹرجنٹ، ٹیکسٹائل پرنٹنگ اور رنگنے، خوراک اور تیل کی تلاش میں استعمال ہوتا ہے۔ غیر آئنک ایم سی، ایچ پی ایم سی، ایچ ای ایم سی، وغیرہ بنیادی طور پر تعمیراتی مواد، لیٹیکس کوٹنگز، ادویات، روزانہ کیمیکلز وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں جو گاڑھا کرنے والے، پانی کو برقرار رکھنے والے ایجنٹ، سٹیبلائزر، ڈسپرسنٹ اور فلم بنانے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

سیلولوز ایتھر کا پانی برقرار رکھنا

تعمیراتی مواد کی تیاری میں، خاص طور پر خشک مخلوط مارٹر، سیلولوز ایتھر ایک ناقابل تلافی کردار ادا کرتا ہے، خاص طور پر خصوصی مارٹر (ترمیم شدہ مارٹر) کی تیاری میں، یہ ایک ناگزیر اور اہم جز ہے۔

مارٹر میں پانی میں گھلنشیل سیلولوز ایتھر کا اہم کردار بنیادی طور پر تین پہلوؤں پر مشتمل ہے، ایک بہترین پانی کو برقرار رکھنے کی صلاحیت، دوسرا مارٹر کی مستقل مزاجی اور تھیکسوٹروپی پر اثر، اور تیسرا سیمنٹ کے ساتھ تعامل ہے۔

سیلولوز ایتھر کے پانی کو برقرار رکھنے کا اثر بنیادی تہہ کے پانی کے جذب، مارٹر کی ساخت، مارٹر کی تہہ کی موٹائی، مارٹر کی پانی کی طلب، اور مواد کی ترتیب کے وقت پر منحصر ہے۔ سیلولوز ایتھر کا پانی برقرار رکھنا خود سیلولوز ایتھر کی گھلنشیلتا اور پانی کی کمی سے آتا ہے۔ جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، اگرچہ سیلولوز مالیکیولر چین میں ہائی ہائیڈریٹ ایبل OH گروپس کی ایک بڑی تعداد ہوتی ہے، لیکن یہ پانی میں حل نہیں ہوتا، کیونکہ سیلولوز کی ساخت میں کرسٹل پن کی اعلیٰ ڈگری ہوتی ہے۔ اکیلے ہائیڈروکسیل گروپوں کی ہائیڈریشن کی صلاحیت مضبوط ہائیڈروجن بانڈز اور مالیکیولز کے درمیان وین ڈیر والز کی قوتوں کا احاطہ کرنے کے لیے کافی نہیں ہے۔ اس لیے یہ صرف پھولتا ہے لیکن پانی میں تحلیل نہیں ہوتا۔ جب کسی متبادل کو مالیکیولر چین میں داخل کیا جاتا ہے، تو نہ صرف متبادل ہائیڈروجن چین کو تباہ کرتا ہے، بلکہ ملحقہ زنجیروں کے درمیان متبادل کے پچر کی وجہ سے انٹرچین ہائیڈروجن بانڈ بھی تباہ ہو جاتا ہے۔ متبادل جتنا بڑا ہوگا، مالیکیولز کے درمیان فاصلہ اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ جتنا زیادہ فاصلہ۔ ہائیڈروجن بانڈز کو تباہ کرنے کا اثر جتنا زیادہ ہوگا، سیلولوز جالی کے پھیلنے اور محلول داخل ہونے کے بعد سیلولوز ایتھر پانی میں گھلنشیل ہو جاتا ہے، جس سے ایک اعلی وسکوسیٹی محلول بنتا ہے۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، پولیمر کی ہائیڈریشن کمزور ہو جاتی ہے، اور زنجیروں کے درمیان پانی باہر نکل جاتا ہے۔ جب پانی کی کمی کا اثر کافی ہوتا ہے تو، مالیکیول جمع ہونا شروع ہو جاتے ہیں، جس سے تین جہتی نیٹ ورک ڈھانچہ جیل بنتا ہے اور فولڈ ہو جاتا ہے۔ مارٹر کے پانی کی برقراری کو متاثر کرنے والے عوامل میں سیلولوز ایتھر کی واسکاسیٹی، شامل کی گئی مقدار، ذرات کی باریک پن اور استعمال کا درجہ حرارت شامل ہیں۔

سیلولوز ایتھر کی واسکاسیٹی جتنی زیادہ ہوگی، پانی کو برقرار رکھنے کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی اور پولیمر محلول کی واسکاسیٹی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ پولیمر کے مالیکیولر وزن (پولیمرائزیشن ڈگری) پر منحصر ہے، اس کا تعین مالیکیولر ڈھانچے کی زنجیر کی لمبائی اور زنجیر کی شکل سے بھی ہوتا ہے، اور متبادل کی اقسام اور مقدار کی تقسیم بھی اس کی چپکنے والی حد کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔ [η]=Kmα

پولیمر محلول کی اندرونی چپچپا پن
m پولیمر مالیکیولر وزن
α پولیمر خصوصیت مستقل
K viscosity حل گتانک

پولیمر محلول کی viscosity پولیمر کے سالماتی وزن پر منحصر ہے۔ سیلولوز ایتھر محلول کی viscosity اور ارتکاز کا تعلق مختلف شعبوں میں استعمال سے ہے۔ لہذا، ہر سیلولوز ایتھر میں بہت سے مختلف viscosity وضاحتیں ہیں، اور viscosity کی ایڈجسٹمنٹ بنیادی طور پر الکالی سیلولوز کے انحطاط، یعنی سیلولوز مالیکیولر چینز کے ٹوٹنے سے محسوس ہوتی ہے۔
مارٹر میں سیلولوز ایتھر کی جتنی زیادہ مقدار شامل کی جائے گی، پانی کو برقرار رکھنے کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی، اور واسکاسیٹی جتنی زیادہ ہوگی، پانی کو برقرار رکھنے کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔

ذرہ کے سائز کے لیے، ذرہ جتنا باریک ہوگا، پانی کی برقراری اتنی ہی بہتر ہوگی۔ تصویر 3 دیکھیں۔ سیلولوز ایتھر کے بڑے ذرے کے پانی کے ساتھ رابطے کے بعد، سطح فوری طور پر گھل جاتی ہے اور مواد کو لپیٹنے کے لیے ایک جیل بناتی ہے تاکہ پانی کے مالیکیولز کو مسلسل گھسنے سے روکا جا سکے۔ یکساں بازی سے کم گھل جاتی ہے، ابر آلود فلوکولینٹ محلول یا مجموعے کی تشکیل ہوتی ہے۔ یہ سیلولوز ایتھر کے پانی کی برقراری کو بہت متاثر کرتا ہے، اور سیلولوز ایتھر کو منتخب کرنے کے عوامل میں سے ایک حل پذیری ہے۔

سیلولوز ایتھر کا گاڑھا ہونا اور Thixotropy

سیلولوز ایتھر کا دوسرا کام - گاڑھا ہونا، اس بات پر منحصر ہے: سیلولوز ایتھر کے پولیمرائزیشن کی ڈگری، محلول کا ارتکاز، قینچ کی شرح، درجہ حرارت اور دیگر حالات۔ محلول کی جیلنگ خاصیت الکائل سیلولوز اور اس کے تبدیل شدہ مشتقات کے لیے منفرد ہے۔ جیلیشن کی خصوصیات کا تعلق متبادل کی ڈگری، حل کی حراستی اور اضافی اشیاء سے ہے۔ ہائیڈروکسیالکل میں ترمیم شدہ مشتقات کے لیے، جیل کی خصوصیات ہائیڈروکسیالکل کی ترمیمی ڈگری سے بھی متعلق ہیں۔ کم واسکاسیٹی ایم سی اور ایچ پی ایم سی کے لیے، 10%-15% محلول تیار کیا جا سکتا ہے، درمیانی واسکاسیٹی ایم سی اور ایچ پی ایم سی کو 5%-10% سلوشن تیار کیا جا سکتا ہے، اور ہائی واسکاسیٹی MC اور HPMC صرف 2%-3% سلوشن تیار کر سکتے ہیں، اور عام طور پر سیلولوز ایتھر کی viscosity کی درجہ بندی کو بھی 1%-2% محلول کے ساتھ درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ اعلی سالماتی وزن سیلولوز ایتھر میں گاڑھا ہونے کی اعلی کارکردگی ہوتی ہے۔ اسی ارتکاز کے محلول میں، مختلف مالیکیولر وزن والے پولیمر مختلف viscosities ہوتے ہیں۔ اعلیٰ ڈگری۔ ہدف کی viscosity صرف کم سالماتی وزن سیلولوز ایتھر کی ایک بڑی مقدار کو شامل کرکے حاصل کی جاسکتی ہے۔ اس کی viscosity کا قینچ کی شرح پر بہت کم انحصار ہوتا ہے، اور زیادہ viscosity ہدف کی viscosity تک پہنچ جاتی ہے، اور اضافی اضافی رقم کم ہوتی ہے، اور viscosity کا انحصار گاڑھا ہونے کی کارکردگی پر ہوتا ہے۔ لہذا، ایک خاص مستقل مزاجی کو حاصل کرنے کے لیے، سیلولوز ایتھر کی ایک خاص مقدار (حل کا ارتکاز) اور محلول کی چپکنے کی ضمانت ہونی چاہیے۔ محلول کے جیل کا درجہ حرارت بھی محلول کی حراستی میں اضافے کے ساتھ خطی طور پر کم ہو جاتا ہے، اور ایک خاص ارتکاز تک پہنچنے کے بعد کمرے کے درجہ حرارت پر جیل۔ کمرے کے درجہ حرارت پر HPMC کی جیلنگ ارتکاز نسبتاً زیادہ ہے۔

مستقل مزاجی کو ذرات کے سائز کا انتخاب کرکے اور ترمیم کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ سیلولوز ایتھرز کا انتخاب کرکے بھی ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے۔ نام نہاد ترمیم MC کے کنکال کے ڈھانچے پر ہائیڈروکسیالکل گروپوں کے متبادل کی ایک خاص ڈگری کو متعارف کرانا ہے۔ دو متبادلوں کے رشتہ دار متبادل اقدار کو تبدیل کر کے، یعنی میتھوکسی اور ہائیڈروکسیالکل گروپوں کی DS اور MS رشتہ دار متبادل اقدار جو ہم اکثر کہتے ہیں۔ سیلولوز ایتھر کی کارکردگی کے مختلف تقاضوں کو دو متبادلوں کے رشتہ دار متبادل اقدار کو تبدیل کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

پاؤڈرڈ تعمیراتی مواد میں استعمال ہونے والے سیلولوز ایتھرز کو ٹھنڈے پانی میں جلدی تحلیل ہونا چاہیے اور نظام کے لیے مناسب مستقل مزاجی فراہم کرنا چاہیے۔ اگر قینچ کی ایک خاص شرح دی جائے تو یہ پھر بھی فلوکولینٹ اور کولائیڈل بلاک بن جاتا ہے، جو کہ ایک غیر معیاری یا ناقص معیار کی مصنوعات ہے۔

سیمنٹ پیسٹ کی مستقل مزاجی اور سیلولوز ایتھر کی خوراک کے درمیان بھی ایک اچھا لکیری تعلق ہے۔ سیلولوز ایتھر مارٹر کی viscosity کو بہت زیادہ بڑھا سکتا ہے۔ خوراک جتنی زیادہ ہوگی، اثر اتنا ہی واضح ہوگا۔

ہائی وسکوسیٹی سیلولوز ایتھر آبی محلول میں ہائی تھیکسوٹروپی ہوتی ہے، جو سیلولوز ایتھر کی ایک بڑی خصوصیت بھی ہے۔ ایم سی پولیمر کے آبی محلول میں عام طور پر سیوڈو پلاسٹک اور نان تھیکسوٹروپک سیالیت ان کے جیل کے درجہ حرارت سے کم ہوتی ہے، لیکن نیوٹنین بہاؤ کی خصوصیات کم قینچ کی شرح پر ہوتی ہیں۔ سیلولوز ایتھر کے مالیکیولر وزن یا ارتکاز کے ساتھ، متبادل کی قسم اور متبادل کی ڈگری سے قطع نظر، سیوڈو پلاسٹکٹی بڑھتی ہے۔ لہٰذا، یکساں viscosity گریڈ کے سیلولوز ایتھرز، خواہ MC، HPMC، HEMC کیوں نہ ہوں، ہمیشہ ایک ہی rheological خصوصیات دکھائیں گے جب تک کہ ارتکاز اور درجہ حرارت کو مستقل رکھا جائے۔ ساختی جیل اس وقت بنتے ہیں جب درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے، اور انتہائی thixotropic بہاؤ ہوتا ہے۔ زیادہ ارتکاز اور کم viscosity سیلولوز ایتھرز جیل کے درجہ حرارت سے بھی نیچے تھیکسوٹروپی دکھاتے ہیں۔ یہ پراپرٹی بلڈنگ مارٹر کی تعمیر میں لیولنگ اور سیگنگ کو ایڈجسٹ کرنے میں بہت فائدہ مند ہے۔ یہاں یہ وضاحت کرنے کی ضرورت ہے کہ سیلولوز ایتھر کی واسکاسیٹی جتنی زیادہ ہوگی، پانی کی برقراری اتنی ہی بہتر ہوگی، لیکن واسکاسیٹی زیادہ ہوگی، سیلولوز ایتھر کا رشتہ دار مالیکیولر وزن اتنا ہی زیادہ ہوگا، اور اس کی حل پذیری میں اسی طرح کمی ہوگی، جس کا منفی اثر پڑتا ہے۔ مارٹر کی حراستی اور تعمیراتی کارکردگی پر۔ واسکاسیٹی جتنی زیادہ ہوگی، مارٹر پر گاڑھا ہونے کا اثر اتنا ہی زیادہ واضح ہوگا، لیکن یہ مکمل طور پر متناسب نہیں ہے۔ کچھ درمیانے اور کم واسکاسیٹی، لیکن تبدیل شدہ سیلولوز ایتھر گیلے مارٹر کی ساختی طاقت کو بہتر بنانے میں بہتر کارکردگی کا حامل ہے۔ viscosity میں اضافے کے ساتھ، سیلولوز ایتھر کی پانی کی برقراری بہتر ہوتی ہے۔