বোরিডা টেকনিশিয়ানরা পলিকারবক্সিলিক অ্যাসিড সুপারপ্লাস্টিকাইজারের অ্যাকশন মেকানিজম এবং প্রস্তুতির নীতি বিশ্লেষণ করেন

আমরা জানি যে কংক্রিট ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারের প্রয়োগ ক্রমশ ব্যাপক হয়ে উঠছে। ন্যাপথালিন সালফোনেট এবং সালফোনেটেড মেলামাইন ফর্মালডিহাইড কনডেনসেটের মতো ঐতিহ্যবাহী সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির সাথে তুলনা করে, পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলি কম মাত্রায় কংক্রিটের বিচ্ছুরিত সিস্টেমে উচ্চ বিচ্ছুরণযোগ্যতা, তরলতা এবং স্থিতিশীলতা প্রদান করতে পারে, মন্দা ক্ষতি রোধ করে। উপরন্তু, শিল্প ন্যাপথলিনের ক্রমবর্ধমান মূল্য, ন্যাপথলিন-ভিত্তিক সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির দীর্ঘ উত্পাদন চক্র এবং মারাত্মক পরিবেশ দূষণ পলিকারবক্সিলেট-ভিত্তিক সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির প্রয়োগকে অপরিহার্য করে তোলে। কিন্তু আপনি কি পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির ক্রিয়া এবং প্রস্তুতির নীতিগুলি জানেন?

পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির গবেষণার অগ্রগতির উপর তুলনামূলকভাবে কম ব্যাপক পর্যালোচনা রয়েছে, বিশেষ করে তাদের প্রস্তুতির নীতি, কর্মের পদ্ধতি এবং সম্পর্কিত দিকগুলি সম্পর্কে। তাই, বোরিদা বিশেষজ্ঞদেরকে পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারের প্রস্তুতির নীতি, কর্মের প্রক্রিয়া এবং ভবিষ্যত সম্ভাবনা সম্পর্কিত গবেষণার অগ্রগতির উপর একটি পর্যালোচনা প্রদানের জন্য আমন্ত্রণ জানায়।

1. Polycarboxylate Superplasticizers এর প্রস্তুতির নীতি

পলিকারবক্সিলেট-ভিত্তিক উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সুপারপ্লাস্টিকাইজার হল সালফোনিক গ্রুপ, কার্বক্সিল গ্রুপ, অ্যামিনো গ্রুপ এবং পলিঅক্সিথিলিন সাইড চেইন সহ ম্যাক্রোমোলিকুলার যৌগ। এগুলি জলীয় দ্রবণে ফ্রি-র্যাডিকাল কপোলিমারাইজেশনের মাধ্যমে সংশ্লেষিত হয়, একটি চিরুনি-আকৃতির উচ্চ-আণবিক-ওজন সার্ফ্যাক্ট্যান্ট গঠন করে।

প্রধান কাঁচামাল: মেথাক্রিলিক অ্যাসিড, অ্যাক্রিলিক অ্যাসিড, ইথাইল অ্যাক্রিলেট, হাইড্রোক্সিইথাইল অ্যাক্রিলেট, সোডিয়াম অ্যালিসালফোনেট, মিথাইল মেথাক্রিলেট, মেথোক্সিপলিথিলিন গ্লাইকল মেথাক্রিলেট, ইথোক্সিলেটেড পলিথিন গ্লাইকল অ্যাক্রিলেট, অ্যালিল ইথার, ইত্যাদি। পারক্সাইড, এবং অ্যাজোবিসিসোবিউটিরোনিট্রিল ব্যবহার করা হয়। চেইন ট্রান্সফার এজেন্টের মধ্যে রয়েছে 3-মারক্যাপ্টোপ্রোপিওনিক অ্যাসিড, মেরকাপটোএসেটিক অ্যাসিড, এবং আইসোপ্রোপ্যানল।

সংশ্লেষণ পদ্ধতি: একটি যান্ত্রিক উদ্দীপক, থার্মোমিটার এবং ড্রপিং ডিভাইস দিয়ে সজ্জিত একটি প্রতিক্রিয়া জাহাজে, মনোমার দ্রবণ, ইনিশিয়েটর সলিউশন এবং চেইন ট্রান্সফার এজেন্ট দ্রবণটি ড্রপওয়াইজে যোগ করা হয়। পলিমারাইজেশন মনোমারগুলি নির্বাচন করার সময়, কপোলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া অনুপাত সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করা উচিত। প্রতিক্রিয়ার তাপমাত্রা নির্ভর করে ব্যবহৃত মনোমারের প্রকারের উপর এবং সাধারণত 0-60 ডিগ্রির মধ্যে পড়ে। মনোমার দ্রবণটি 1-2 ঘণ্টার মধ্যে ড্রপওয়াইজে যোগ করা হয়, তারপরে একটি স্থির তাপমাত্রায় অতিরিক্ত 1-ঘন্টা প্রতিক্রিয়া হয়। নিরপেক্ষকরণের জন্য জল যোগ করার পরে, পণ্যটি নিঃসৃত হয়।

2. পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারের কর্মের প্রক্রিয়া

পলিকারবক্সিলেট-ভিত্তিক উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সুপারপ্লাস্টিকাইজার হল একটি নতুন ধরনের সুপারপ্লাস্টিকাইজার যার অনেকগুলি অসামান্য সুবিধা রয়েছে, যদিও তাদের কার্যের সঠিক প্রক্রিয়া এখনও সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায়নি। এখানে কিছু দৃষ্টিকোণ আছে:

রিটার্ডিং প্রভাব: কার্বক্সিল গ্রুপ একটি বিপর্যস্ত উপাদান হিসেবে কাজ করে, Ca²⁺ আয়ন (R-COO⁻–Ca²⁺) দিয়ে কমপ্লেক্স তৈরি করে, দ্রবণে Ca²⁺ আয়নের ঘনত্ব হ্রাস করে, Ca(OH)₂-এর স্ফটিককরণে বিলম্ব করে, এর গঠন হ্রাস করে। সিএইচএস জেল, এবং এইভাবে সিমেন্টের হাইড্রেশনকে পিছিয়ে দেয়।

পোলার গ্রুপের সম্পর্ক: কার্বক্সিল (-COOH), হাইড্রক্সিল (-OH), অ্যামিনো (-NH₂), এবং পলিঅক্সিয়ালকিলিন (-OR)n গ্রুপগুলির জলের সাথে শক্তিশালী সম্পর্ক রয়েছে। পৃষ্ঠ-সক্রিয় প্রভাব যেমন শোষণ, বিচ্ছুরণ, ভেজা এবং তৈলাক্তকরণের মাধ্যমে, তারা সিমেন্ট কণাকে বিচ্ছুরণযোগ্যতা এবং তরলতা প্রদান করে। সিমেন্ট কণার মধ্যে ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে এবং সিমেন্ট-জল ইন্টারফেসে মুক্ত শক্তি হ্রাস করে, তারা তাজা কংক্রিটের কার্যক্ষমতা বাড়ায়। একই সাথে, পলিকারবক্সিলেট যৌগগুলি সিমেন্টের কণার পৃষ্ঠে শোষণ করে, কার্বক্সিলেট আয়নের মাধ্যমে ঋণাত্মক চার্জ প্রদান করে। এটি কণাগুলির মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণকে প্ররোচিত করে, সিমেন্টের পেস্টের ফ্লোকুলেটের প্রবণতাকে প্রতিরোধ করে (DLVO তত্ত্ব) এবং সিমেন্ট এবং জলের মধ্যে যোগাযোগের ক্ষেত্র বৃদ্ধি করে, সিমেন্টের সম্পূর্ণ হাইড্রেশন প্রচার করে। সিমেন্ট কণার বিচ্ছুরণের সময়, সমষ্টির মধ্যে আটকে থাকা জল ছেড়ে দেওয়া হয়, কার্যক্ষমতার উন্নতি করে এবং প্রয়োজনীয় জলের মিশ্রণের পরিমাণ হ্রাস করে।

স্টেরিক বাধা প্রভাব: Polycarboxylate অণু একটি চিরুনি আকৃতির কনফিগারেশনে সিমেন্ট কণার পৃষ্ঠের উপর শোষণ করে, জেল উপাদানের পৃষ্ঠে একটি শোষণ স্তর গঠন করে। যখন সিমেন্ট কণার পলিমার শোষণ স্তরগুলি একে অপরের কাছে আসে, তখন পলিমার চেইনের মধ্যে স্টেরিক বাধা কণাগুলিকে জড়ো হতে বাধা দেয়। অন্যান্য সিস্টেমের তুলনায় পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির উচ্চতর বিচ্ছুরণযোগ্যতা থাকার অন্যতম প্রধান কারণ এটি।

জেটা সম্ভাব্য এবং বিচ্ছুরণ ধারণ: পলিকারবক্সিলেট-ভিত্তিক উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলির বিচ্ছুরণ ধরে রাখার প্রক্রিয়াটি সিমেন্ট পেস্টে মিশ্রিত সময় এবং জিটা সম্ভাবনার মধ্যে সম্পর্ক পর্যবেক্ষণ করে বোঝা যায়। সাধারণত, ন্যাপথলিন- বা মেলামাইন-ভিত্তিক উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সুপারপ্লাস্টিকাইজার যুক্ত কংক্রিট 60 মিনিটের পরে উল্লেখযোগ্য মন্দা ক্ষতি দেখায়, যেখানে পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজার ধারণকারী কংক্রিট কম মন্দা ক্ষতি প্রদর্শন করে। এই পার্থক্যটি দেখা দেয় কারণ সুপারপ্লাস্টিকাইজার এবং সিমেন্ট কণার মধ্যে শোষণ মডেল পরিবর্তিত হয়। উচ্চ-আণবিক-ওজন শোষণ স্তর এবং সিমেন্ট কণার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া জেটা সম্ভাবনার সামান্য পরিবর্তনের সাথে স্টেরিক এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক উভয় বিকর্ষণে পরিণত হয়।

সিমেন্ট বিচ্ছুরণের প্রক্রিয়ার উপর গবেষণা পরামর্শ দেয় যে ডিএলভিও তত্ত্ব, যা আয়নিক বিকর্ষণ দ্বারা বিচ্ছুরণকে ব্যাখ্যা করে, প্রায়শই পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে মিলতে ব্যর্থ হয়। স্টেরিক বাধা প্রভাব সফলভাবে সিমেন্টে পলিকারবক্সিলেট সুপারপ্লাস্টিকাইজারের বিচ্ছুরণমূলক ক্রিয়া ব্যাখ্যা করে। পলিমার সিমেন্ট কণার পৃষ্ঠে শোষণ করে, পাশের চেইনগুলি দ্রবণে প্রসারিত হয়। এই পার্শ্ব চেইনগুলি স্টেরিক বাধা তৈরি করে, কণাগুলিকে ঘনিষ্ঠ সংস্পর্শে আসতে বাধা দেয়, এইভাবে তাদের বিচ্ছুরণ এবং স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে। এই প্রক্রিয়াটি আজ ব্যাপকভাবে স্বীকৃত। লম্বা সাইড চেইন সহ পলিমারগুলি কম জেটা সম্ভাব্যতা এবং উচ্চ স্টেরিক বিকর্ষণ প্রদর্শন করে, যার ফলে চমৎকার বিচ্ছুরণ হয়। যাইহোক, অত্যধিক পার্শ্ব-শৃঙ্খল দৈর্ঘ্য বিচ্ছুরিত কণাগুলির পৃষ্ঠের পার্শ্ব শৃঙ্খলের মধ্যে জট সৃষ্টি করতে পারে, যা কণার সমষ্টির দিকে পরিচালিত করে।