কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ তৈরি

কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (CMC)এটি একটি বহুমুখী জল-দ্রবণীয় পলিমার যা সেলুলোজ থেকে প্রাপ্ত, যা উদ্ভিদ কোষ প্রাচীরে পাওয়া একটি প্রাকৃতিক পলিস্যাকারাইড। ঘন করা, স্থিতিশীল করা, বাঁধাই করা, ফিল্ম-গঠন করা এবং জল ধরে রাখার মতো অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে CMC খাদ্য, ওষুধ, প্রসাধনী, টেক্সটাইল, কাগজ এবং আরও অনেক শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। CMC তৈরিতে প্রাকৃতিক উৎস থেকে সেলুলোজ নিষ্কাশন থেকে শুরু করে কার্বক্সিমিথাইল গ্রুপ প্রবর্তনের জন্য এর পরিবর্তন থেকে শুরু করে বেশ কয়েকটি ধাপ জড়িত।

১. সেলুলোজ নিষ্কাশন:
সিএমসি তৈরির প্রথম ধাপ হল কাঠের পাল্প, তুলার লিন্টার বা অন্যান্য উদ্ভিদ তন্তুর মতো প্রাকৃতিক উৎস থেকে সেলুলোজ নিষ্কাশন করা। সেলুলোজ সাধারণত পাল্পিং, ব্লিচিং এবং পরিশোধন সহ বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পাওয়া যায়। উদাহরণস্বরূপ, কাঠের পাল্প যান্ত্রিক বা রাসায়নিক পাল্পিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পাওয়া যেতে পারে এবং তারপরে ক্লোরিন বা হাইড্রোজেন পারক্সাইড দিয়ে ব্লিচিং করে অমেধ্য এবং লিগনিন অপসারণ করা হয়।

২. সেলুলোজ সক্রিয়করণ:
একবার সেলুলোজ নিষ্কাশন করা হলে, কার্বক্সিমিথাইল গ্রুপের প্রবর্তন সহজতর করার জন্য এটি সক্রিয় করা প্রয়োজন। তাপমাত্রা এবং চাপের নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) বা সোডিয়াম কার্বনেট (Na2CO3) এর মতো ক্ষার দিয়ে সেলুলোজকে প্রক্রিয়াজাত করে সাধারণত সক্রিয়করণ করা হয়। ক্ষার প্রক্রিয়াজাতকরণ সেলুলোজ তন্তুগুলিকে ফুলে তোলে এবং আন্তঃআণবিক এবং আন্তঃআণবিক হাইড্রোজেন বন্ধন ভেঙে তাদের প্রতিক্রিয়াশীলতা বৃদ্ধি করে।

৩. কার্বক্সিমিথিলেশন বিক্রিয়া:
সক্রিয় সেলুলোজটি তখন কার্বক্সিমিথিলেশন বিক্রিয়ার শিকার হয় যেখানে কার্বক্সিমিথিল গ্রুপ (-CH2COOH) সেলুলোজ শৃঙ্খলের হাইড্রোক্সিল গ্রুপের সাথে যুক্ত হয়। এই বিক্রিয়াটি সাধারণত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) এর মতো ক্ষারীয় অনুঘটকের উপস্থিতিতে সোডিয়াম মনোক্লোরোএসিটেট (SMCA) দিয়ে সক্রিয় সেলুলোজ বিক্রিয়ার মাধ্যমে সম্পন্ন হয়। বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ উপস্থাপন করা যেতে পারে:

সেলুলোজ + ক্লোরোএসেটিক অ্যাসিড → কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ + NaCl

তাপমাত্রা, বিক্রিয়ার সময়, বিকারক পদার্থের ঘনত্ব এবং pH সহ বিক্রিয়ার অবস্থাগুলি সাবধানতার সাথে নিয়ন্ত্রণ করা হয় যাতে উচ্চ ফলন এবং পছন্দসই প্রতিস্থাপনের মাত্রা (DS) নিশ্চিত করা যায় যা সেলুলোজ শৃঙ্খলের প্রতি গ্লুকোজ ইউনিটে প্রবর্তিত কার্বক্সিমিথাইল গ্রুপের গড় সংখ্যাকে বোঝায়।

৪. নিরপেক্ষকরণ এবং ধোয়া:
কার্বক্সিমিথাইলেশন বিক্রিয়ার পর, ফলস্বরূপ কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজকে নিরপেক্ষ করা হয় যাতে অতিরিক্ত ক্ষার এবং অপ্রতিক্রিয়াশীল ক্লোরোএসেটিক অ্যাসিড অপসারণ করা যায়। এটি সাধারণত জল বা একটি পাতলা অ্যাসিড দ্রবণ দিয়ে পণ্যটি ধুয়ে এবং তারপরে বিক্রিয়ার মিশ্রণ থেকে কঠিন CMC আলাদা করার জন্য পরিস্রাবণের মাধ্যমে অর্জন করা হয়।

৫. পরিশোধন:
এরপর পরিশোধিত সিএমসি বারবার পানি দিয়ে ধুয়ে লবণ, অপ্রতিক্রিয়াশীল বিকারক এবং উপজাত পদার্থের মতো অমেধ্য অপসারণ করা হয়। পরিশোধিত সিএমসিকে ধোয়ার জল থেকে আলাদা করার জন্য পরিস্রাবণ বা সেন্ট্রিফিউগেশন ব্যবহার করা যেতে পারে।

৬. শুকানো:
অবশেষে, পরিশোধিত কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ শুকানো হয় যাতে অবশিষ্ট আর্দ্রতা অপসারণ করা যায় এবং শুকনো পাউডার বা দানাদার আকারে পছন্দসই পণ্য পাওয়া যায়। চূড়ান্ত পণ্যের পছন্দসই বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে বায়ু শুকানো, ভ্যাকুয়াম শুকানো বা স্প্রে শুকানোর মতো বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে শুকানো সম্ভব।

৭. চরিত্রায়ন এবং মান নিয়ন্ত্রণ:
শুকনোসিএমসিপণ্যটির রাসায়নিক গঠন, প্রতিস্থাপনের মাত্রা, আণবিক ওজন এবং বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করার জন্য ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (FTIR), নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স (NMR) এবং সান্দ্রতা পরিমাপের মতো বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ কৌশল অনুসরণ করা হয়। পণ্যটি তার উদ্দেশ্যপ্রণোদিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় স্পেসিফিকেশন পূরণ করে কিনা তা নিশ্চিত করার জন্য মান নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষাও করা হয়।

কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ তৈরিতে প্রাকৃতিক উৎস থেকে সেলুলোজ নিষ্কাশন, সক্রিয়করণ, কার্বক্সিমিথাইলেশন বিক্রিয়া, নিরপেক্ষকরণ, পরিশোধন, শুকানো এবং বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ সহ বেশ কয়েকটি ধাপ জড়িত। উচ্চ ফলন, পছন্দসই প্রতিস্থাপনের মাত্রা এবং চূড়ান্ত পণ্যের গুণমান অর্জনের জন্য প্রতিটি ধাপে প্রতিক্রিয়ার অবস্থা এবং পরামিতিগুলির যত্ন সহকারে নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। সিএমসি একটি বহুল ব্যবহৃত পলিমার যার অনন্য বৈশিষ্ট্য এবং বহুমুখীতার কারণে বিভিন্ন প্রয়োগ রয়েছে।