সেলুলোজ ইথার দ্রবণের বৈশিষ্ট্য এবং এর প্রভাবক কারণগুলি কী কী?

সেলুলোজ ইথার দ্রবণের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল এর রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য। অনেক সেলুলোজ ইথারের বিশেষ রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের কারণে এটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের অধ্যয়ন নতুন প্রয়োগ ক্ষেত্রগুলির বিকাশ বা কিছু প্রয়োগ ক্ষেত্রগুলির উন্নতির জন্য উপকারী। সাংহাই জিয়াও টং বিশ্ববিদ্যালয়ের লি জিং এর রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের উপর একটি পদ্ধতিগত গবেষণা পরিচালনা করেছেন।কার্বক্সিমিথাইলসেলুলোজ (সিএমসি), যার মধ্যে রয়েছে CMC-এর আণবিক গঠনের পরামিতি (আণবিক ওজন এবং প্রতিস্থাপনের মাত্রা), ঘনত্ব pH, এবং আয়নিক শক্তি। গবেষণার ফলাফল দেখায় যে আণবিক ওজন এবং প্রতিস্থাপনের মাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে দ্রবণের শূন্য-শিয়ার সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। আণবিক ওজন বৃদ্ধির অর্থ আণবিক শৃঙ্খলের বৃদ্ধি, এবং অণুগুলির মধ্যে সহজে জট বাঁধার ফলে দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়; প্রতিস্থাপনের বৃহৎ মাত্রা অণুগুলিকে দ্রবণে আরও প্রসারিত করে। অবস্থা বিদ্যমান, হাইড্রোডাইনামিক আয়তন তুলনামূলকভাবে বড় এবং সান্দ্রতা বড় হয়ে যায়। ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে CMC জলীয় দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়, যার ভিসকোইলাস্টিসিটি থাকে। pH মানের সাথে দ্রবণের সান্দ্রতা হ্রাস পায়, এবং যখন এটি একটি নির্দিষ্ট মানের চেয়ে কম হয়, তখন সান্দ্রতা সামান্য বৃদ্ধি পায়, এবং অবশেষে মুক্ত অ্যাসিড তৈরি হয় এবং অবক্ষেপিত হয়। CMC হল একটি পলিঅ্যানিওনিক পলিমার, মনোভ্যালেন্ট লবণ আয়ন Na+, K+ ঢাল যোগ করলে, সান্দ্রতা সেই অনুযায়ী হ্রাস পাবে। দ্বি-ভাজক ক্যাটেশন Caz+ যোগ করার ফলে দ্রবণের সান্দ্রতা প্রথমে হ্রাস পায় এবং তারপর বৃদ্ধি পায়। যখন Ca2+ এর ঘনত্ব স্টোইকিওমেট্রিক বিন্দুর চেয়ে বেশি হয়, তখন CMC অণু Ca2+ এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং দ্রবণে একটি উপরিকাঠামো বিদ্যমান থাকে। চীনের উত্তর বিশ্ববিদ্যালয়ের লিয়াং ইয়াকিন, প্রমুখ ভিসকোমিটার পদ্ধতি এবং ঘূর্ণনশীল ভিসকোমিটার পদ্ধতি ব্যবহার করে পরিবর্তিত হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (CHEC) এর পাতলা এবং ঘনীভূত দ্রবণের রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের উপর বিশেষ গবেষণা পরিচালনা করেন। গবেষণার ফলাফলে দেখা গেছে যে: (1) বিশুদ্ধ পানিতে ক্যাটানিক হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের সাধারণ পলিইলেক্ট্রোলাইট সান্দ্রতা আচরণ থাকে এবং ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে হ্রাসপ্রাপ্ত সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। উচ্চ মাত্রার প্রতিস্থাপন সহ ক্যাটানিক হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের অভ্যন্তরীণ সান্দ্রতা কম মাত্রার প্রতিস্থাপন সহ ক্যাটানিক হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের চেয়ে বেশি। (2) ক্যাটানিক হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের দ্রবণটি নিউটোনিয়ান তরল বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে এবং শিয়ার পাতলা করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে: দ্রবণের ভর ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে এর আপাত সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়; লবণ দ্রবণের একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে, CHEC আপাত সান্দ্রতা যোগ করা লবণের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। একই শিয়ার রেটের অধীনে, CaCl2 দ্রবণ ব্যবস্থায় CHEC-এর আপাত সান্দ্রতা NaCl দ্রবণ ব্যবস্থায় CHEC-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।

গবেষণার ক্রমাগত গভীরতা এবং প্রয়োগ ক্ষেত্রের ক্রমাগত সম্প্রসারণের সাথে সাথে, বিভিন্ন সেলুলোজ ইথার দিয়ে গঠিত মিশ্র সিস্টেম দ্রবণের বৈশিষ্ট্যগুলিও মানুষের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে। উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়াম কার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (NACMC) এবং হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (HEC) তেলক্ষেত্রে তেল স্থানচ্যুতি এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যার শক্তিশালী শিয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা, প্রচুর কাঁচামাল এবং কম পরিবেশ দূষণের সুবিধা রয়েছে, তবে কেবল এগুলি ব্যবহারের প্রভাব আদর্শ নয়। যদিও প্রথমটির ভাল সান্দ্রতা রয়েছে, এটি জলাধারের তাপমাত্রা এবং লবণাক্ততা দ্বারা সহজেই প্রভাবিত হয়; যদিও দ্বিতীয়টির ভাল তাপমাত্রা এবং লবণ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, এর ঘনত্ব কম এবং ডোজ তুলনামূলকভাবে বড়। গবেষকরা দুটি দ্রবণ মিশ্রিত করেছেন এবং দেখেছেন যে যৌগিক দ্রবণের সান্দ্রতা বড় হয়েছে, তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং লবণ প্রতিরোধ ক্ষমতা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে উন্নত হয়েছে এবং প্রয়োগের প্রভাব উন্নত হয়েছে। Verica Sovilj et al. HPMC এবং NACMC এবং অ্যানিওনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট দ্বারা গঠিত মিশ্র সিস্টেমের দ্রবণের রিওলজিক্যাল আচরণ অধ্যয়ন করেছেন একটি ঘূর্ণনশীল ভিসকোমিটার দিয়ে। সিস্টেমের রিওলজিক্যাল আচরণ HPMC-NACMC, HPMC-SDS এবং NACMC- (HPMC- SDS) এর উপর নির্ভর করে, যার মধ্যে বিভিন্ন প্রভাব দেখা দেয়।

সেলুলোজ ইথার দ্রবণের রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলিও বিভিন্ন কারণের দ্বারা প্রভাবিত হয়, যেমন সংযোজন, বাহ্যিক যান্ত্রিক বল এবং তাপমাত্রা। টোমোআকি হিনো এবং অন্যান্যরা হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্যের উপর নিকোটিন যোগের প্রভাব অধ্যয়ন করেছেন। 25C এবং 3% এর কম ঘনত্বে, HPMC নিউটনীয় তরল আচরণ প্রদর্শন করে। যখন নিকোটিন যোগ করা হয়েছিল, তখন সান্দ্রতা বৃদ্ধি পেয়েছিল, যা নির্দেশ করে যে নিকোটিন জট বাড়িয়েছেএইচপিএমসিঅণু। এখানে নিকোটিন একটি লবণাক্ত প্রভাব প্রদর্শন করে যা HPMC এর জেল বিন্দু এবং কুয়াশা বিন্দুকে উত্থাপন করে। শিয়ার ফোর্সের মতো যান্ত্রিক বল সেলুলোজ ইথার জলীয় দ্রবণের বৈশিষ্ট্যের উপরও নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলবে। রিওলজিক্যাল টার্বিডিমিটার এবং ছোট কোণ আলো বিচ্ছুরণ যন্ত্র ব্যবহার করে দেখা গেছে যে আধা-পাতলা দ্রবণে, শিয়ার রেট বৃদ্ধি করে, শিয়ার মিশ্রণের কারণে, কুয়াশা বিন্দুর স্থানান্তর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাবে।