পলিকারবক্সিলিক সুপারপ্লাস্টিকাইজার পলিথার ম্যাক্রোমোনোমারের উপর অধ্যয়ন করুন

এই নিবন্ধটি সংক্ষিপ্তভাবে গার্হস্থ্য পলিথার ম্যাক্রোমোনোমার শিল্পের বর্তমান বিকাশের অবস্থা বিশ্লেষণ করে, বিদ্যমান পলিকারবক্সিলিক সুপারপ্লাস্টিকাইজার ম্যাক্রোমোনোমারগুলির প্রধান প্রকার এবং বাজার পরিস্থিতির পরিচয় দেয় এবং বিভিন্ন আণবিক কাঠামোর দৃষ্টিকোণ থেকে তাদের সুবিধা, অসুবিধা এবং উন্নয়নের দিকগুলি পরীক্ষা করে। উপরন্তু, একটি নতুন ধরনের পলিকারবক্সিলিক সুপারপ্লাস্টিকাইজার ম্যাক্রোমোনোমার, ইথিলিন গ্লাইকল মনোভিনাইল পলি(ইথিলিন গ্লাইকল) ইথার (EPEG), চালু করা হয়েছে।

Polycarboxylic superplasticizer (PCE) কংক্রিট মিশ্রণের সর্বশেষ প্রজন্মের প্রতিনিধিত্ব করে, প্রায়ই উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সুপারপ্লাস্টিকাইজারের তৃতীয় প্রজন্ম হিসাবে উল্লেখ করা হয়। ন্যাপথলিন-ভিত্তিক সুপারপ্লাস্টিকাইজারের পূর্ববর্তী প্রজন্মের তুলনায়, পিসিই উচ্চতর জল-হ্রাসকারী দক্ষতা এবং ভাল সিমেন্ট অভিযোজনযোগ্যতা প্রদান করে। অধিকন্তু, পিসিই-এর উত্পাদন প্রক্রিয়া কোনও প্রক্রিয়া বর্জ্য জল বা বর্জ্য গ্যাস তৈরি করে না, এটি একটি পরিবেশ বান্ধব উপাদান তৈরি করে।

পিসিই হল একটি অ্যামফিফিলিক পলিমার, সাধারণত এন্ড-টার্মিনাল ডাবল-বন্ডেড পলি (ইথিলিন গ্লাইকোল) ইথার ম্যাক্রোমোনোমার এবং অসম্পৃক্ত কার্বক্সিলিক অ্যাসিড মনোমারের কপোলিমারাইজেশনের মাধ্যমে সংশ্লেষিত হয় ইনিশিয়েটরের উপস্থিতিতে। প্রতিক্রিয়ার সময়, ম্যাক্রোমোনোমার এবং মনোমারের ভিনাইল গ্রুপগুলি পলিমার মেরুদণ্ড গঠন করে, যখন ম্যাক্রোমোনোমারগুলির পলিথিন গ্লাইকোল অংশগুলি সাইড চেইন তৈরি করে, যেমনটি চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে।

প্রথাগত সুপারপ্লাস্টিকাইজারের তুলনায়, PCE-এর সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল এর কাস্টমাইজযোগ্য আণবিক গঠন। ম্যাক্রোমোনোমার টার্মিনাল গ্রুপে অসম্পৃক্ত ডবল বন্ড পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে পলিকারবক্সিলেট ব্যাকবোন গঠন করে। কার্যকরী গোষ্ঠী যেমন -COO-Na এবং -SO3-Na সরাসরি মেরুদণ্ডের সাথে সংযুক্ত সিমেন্ট কণা পৃষ্ঠে "মাল্টি-পয়েন্ট অ্যাঙ্করিং" সক্ষম করে। পলিথিন গ্লাইকোল সাইড চেইনগুলি সিমেন্ট কণার পৃষ্ঠে জলের অণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে একটি দ্রবীভূত পলিমার স্তর তৈরি করে। এই স্টেরিক প্রতিবন্ধকতা প্রভাব সিমেন্টের কণাগুলিকে ছড়িয়ে দেয়, জল-হ্রাসকারী প্রভাব অর্জন করে। অতএব, পিসিই-র উন্নতিগুলি নতুন ম্যাক্রোমোনোমারগুলির বিকাশের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে। ম্যাক্রোমোনোমারগুলিতে কাঠামোগত উদ্ভাবনগুলি PCE এর উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং পণ্যের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

1. উন্নয়নের ইতিহাস

প্রথম দিকের পিসিই পণ্যগুলি এস্টার-ভিত্তিক ছিল, মেথক্সি পলি(ইথিলিন গ্লাইকোল) ইথার (এমপিইজি) ম্যাক্রোমোনোমার হিসাবে, যেমন চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে। এই ধরনের ম্যাক্রোমনোমার থেকে PCE সংশ্লেষণের জন্য দুটি ধাপ প্রয়োজন: এস্টারিফিকেশন এবং পলিমারাইজেশন, প্রক্রিয়াটিকে জটিল করে তোলে। এই এস্টার-ভিত্তিক ম্যাক্রোমোনোমারগুলি ধীরে ধীরে ইথার-ভিত্তিক ম্যাক্রোমোনোমার দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে।

ইথার-ভিত্তিক ম্যাক্রোমোনোমাররা এখন বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে। এই ম্যাক্রোমোনোমারগুলি বিভিন্ন আণবিক কাঠামোর ইনিশিয়েটর (অসম্পৃক্ত অ্যালকোহল) এর ইথোক্সিলেশন দ্বারা সংশ্লেষিত হয়, যার ফলে টার্মিনাল ভিনাইল গ্রুপের সাথে পলি (ইথিলিন গ্লাইকোল) ইথার হয়। ইনিশিয়েটর অণুগুলির গঠনের উপর ভিত্তি করে, এই ম্যাক্রোমোনোমারগুলিকে তিন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: 3-কার্বন অ্যালকোহল-ভিত্তিক (অ্যালাইল পলি(ইথিলিন গ্লাইকল) ইথার - APEG), 4-কার্বন এবং {{5} কার্বন অ্যালকোহল-ভিত্তিক (আইসোবুটেনাইল পলি(ইথিলিন গ্লাইকল) ইথার - এইচপিইজি, আইসোপেনটেনাইল পলি (ইথিলিন গ্লাইকল) ইথার - TPEG), এবং 2+2 এবং 2+4 ভিনাইল ইথার-ভিত্তিক ম্যাক্রোমোনোমার (EPEG, VPEG), যেমন চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে।

2. বর্তমান আবেদনের অবস্থা

পলিকারবক্সিলিক সুপারপ্লাস্টিকাইজার শিল্পের দ্রুত বিকাশের সাথে, চীনের পলিথার ম্যাক্রোমোনোমার সেক্টরও উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছে। পলিথার ম্যাক্রোমোনোমারের উৎপাদন ক্ষমতা এবং আউটপুট উভয়ই ক্রমাগত বৃদ্ধি পেয়েছে, 2017 সালে একটি ঐতিহাসিক শিখরে পৌঁছেছে। সারণি 1 2013 থেকে 2017 পর্যন্ত পলিথার ম্যাক্রোমোনোমারগুলির মোট বিক্রয় এবং গঠন দেখায়।

সারণি 1-এ যেমন দেখানো হয়েছে, যদিও চীনে পলিথার ম্যাক্রোমোনোমার শিল্প দ্রুত বিকশিত হয়েছে, তবুও এটি বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি। একদিকে, এইচপিইজি এবং টিপিইজি পণ্যগুলি বিদ্যমান ম্যাক্রোমোনোমারের সংখ্যাগরিষ্ঠের জন্য দায়ী, যার ফলে তুলনামূলকভাবে একজাতীয় পণ্যের কাঠামো। অতিরিক্তভাবে, এইচপিইজি এবং টিপিইজি ম্যাক্রোমোনোমারের জন্য ইনিশিয়েটর সরবরাহ এখনও আংশিকভাবে আমদানির উপর নির্ভর করে, বিশেষ করে 5-কার্বন অ্যালকোহল ইনিশিয়েটর, যা জাপানের কুরারে এবং জার্মানির BASF থেকে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়। অন্যদিকে, ম্যাক্রোমনোমার উত্পাদন সুবিধাগুলির অপারেটিং হার সাধারণত কম, যা শিল্পের মধ্যে গুরুতর ওভারক্যাপাসিটির সমস্যাগুলির দিকে পরিচালিত করে।