অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের অগ্নি প্রতিরোধক, ধোঁয়া অপসারণ এবং পূরণের মতো একাধিক কার্যকারিতা রয়েছে এবং এটি ফসফরাস ও অন্যান্য পদার্থের সাথে সমন্বিত অগ্নি প্রতিরোধক প্রভাব তৈরি করতে পারে। এটি ইলেকট্রনিক্স, রাসায়নিক, কেবল, প্লাস্টিক, রাবার এবং অন্যান্য শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবেশ-বান্ধব অগ্নি প্রতিরোধক।
অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড হলো এক প্রকার ফিলারযুক্ত অজৈব অগ্নি প্রতিরোধক। আরও ভালো অগ্নি প্রতিরোধক কার্যকারিতা অর্জনের জন্য, এর ফিলারের পরিমাণ মোট পরিমাণের ৪০%-এর বেশি হওয়া প্রয়োজন, কোনো কোনো ক্ষেত্রে যা ৬০% পর্যন্তও হতে পারে। কিন্তু এই উচ্চ ফিলারের পরিমাণ কেবল পণ্যের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকেই মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করে না, বরং এক্সট্রুশন এবং প্রক্রিয়াকরণের কার্যক্ষমতাকেও খারাপ করে তোলে।
অতএব, পলিওলিফিনের মতো অগ্নি প্রতিরোধক উপাদানগুলিতে অতি-সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের ব্যাপক ব্যবহার নিশ্চিত করার জন্য, এর পৃষ্ঠতলের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে, অতি-সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে সামঞ্জস্যতা ও জৈব পলিমার বা রেজিনের বিচ্ছুরণ ক্ষমতা বৃদ্ধি করতে এবং এর মাধ্যমে উপাদানটির যান্ত্রিক শক্তি ও সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের পৃষ্ঠতলের পরিবর্তন সাধন করতে হবে।
১. অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের জন্য সাধারণত ব্যবহৃত পৃষ্ঠতল সংশোধক
(1) সিলেন কাপলিং এজেন্ট
একশোরও বেশি ধরণের সিলেন কাপলিং এজেন্ট রয়েছে, যার মধ্যে মনোলেয়ার α-ফাংশনাল গ্রুপ সিলেন কাপলিং এজেন্ট সবচেয়ে স্থিতিশীল। α-ফাংশনাল গ্রুপ সিলেন কাপলিং এজেন্টের স্থিতিশীলতা ইস্পাত এবং ধাতুর মাঝামাঝি। পণ্যের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করার পাশাপাশি, α-ফাংশনাল গ্রুপ সিলেন কাপলিং এজেন্ট পণ্যের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য এবং আর্দ্রতা প্রতিরোধ ক্ষমতাও উন্নত করতে পারে।
(2) জিরকোনিয়াম কাপলিং এজেন্ট
জিরকোনিয়াম অ্যালুমিনেট ধারণকারী শ্রেণীর জিরকোনিয়াম কাপলিং এজেন্ট, যার আপেক্ষিক আণবিক ভর কম, অণুর প্রধান শৃঙ্খলে থাকা অজৈব পলিমারের উপর দুই ধরনের জৈব লিগ্যান্ড সাবইউনিটের জটিল বন্ধন তৈরি করে। এর একটি ডেনটেট কাপলিং এজেন্টের সাথে ভালো হাইড্রক্সিল স্থিতিশীলতা প্রদান করে এবং অন্য ডেনটেটটি কাপলিং এজেন্টের সাথে ভালো জৈব বিক্রিয়া করে। অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারেরও ভালো পরিবর্তনকারী প্রভাব রয়েছে।
(3) উচ্চতর ফ্যাটি অ্যাসিড এবং তাদের লবণ
উচ্চ ফ্যাটি অ্যাসিড এবং তাদের লবণের আণবিক গঠনে, এক প্রান্তে একটি দীর্ঘ-শৃঙ্খল অ্যালকাইল গ্রুপ এবং অন্য প্রান্তে একটি কার্বক্সিল গ্রুপ ও এর ধাতব লবণ থাকে, যা অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পৃষ্ঠীয় কার্যকরী গ্রুপগুলির সাথে বিক্রিয়া করতে পারে। উচ্চ ফ্যাটি অ্যাসিড এবং এর লবণ দ্বারা অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারকে প্রক্রিয়াজাত করলে, অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার এবং পলিমার অণুর মধ্যে আকর্ষণ বৃদ্ধি পায় এবং উৎপাদিত পণ্যের যান্ত্রিক ও প্রক্রিয়াজাতকরণ বৈশিষ্ট্য উন্নত হয়।
(4) অসম্পৃক্ত জৈব অ্যাসিড
সাধারণ অসম্পৃক্ত জৈব অ্যাসিডগুলো হলো: অ্যাক্রাইলিক অ্যাসিড, মেথাক্রাইলিক অ্যাসিড, সিনামিক অ্যাসিড, ইত্যাদি। সাধারণত, অ্যাসিড যত শক্তিশালী হয়, আয়নিক বন্ধন তৈরি করা তত সহজ হয়, তাই অ্যাক্রাইলিক অ্যাসিড এবং মেথাক্রাইলিক অ্যাসিড বেশি বেছে নেওয়া হয়।
বিভিন্ন ধরনের জৈব অ্যাসিড একা ব্যবহার করা যায়, আবার মিশিয়েও ব্যবহার করা যায়। ক্ষারীয় ধাতব আয়নযুক্ত খনিজ অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের চিকিৎসায় এর কার্যকারিতা আরও ভালো।
(5) অর্গানোসিলিকন
ম্যাক্রোমলিকিউল অর্গানোসিলিকন, যা সিলিকন তেল নামেও পরিচিত, হলো এক প্রকার পলিমার যা সিলিকন পরমাণুর উপর থাকা জৈব গ্রুপের সাথে সিলিকন-অক্সিজেন বন্ধন শৃঙ্খল (si-o-si) দ্বারা কঙ্কাল হিসেবে সংযুক্ত থাকে। সাধারণত ব্যবহৃত হয় হাইড্রোজেন-যুক্ত পলিমিথাইলসিলোক্সেন, হাইড্রোক্সিল-টার্মিনেটেড পলিডাইমিথাইলসিলোক্সেন ইত্যাদি।
২. অতি-সূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পৃষ্ঠতল পরিবর্তন প্রক্রিয়া
বর্তমানে, অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের পৃষ্ঠতল পরিবর্তনের পদ্ধতিগুলো প্রধানত শুষ্ক এবং আর্দ্র।
(1) শুষ্ক পরিবর্তন
এই প্রক্রিয়ায়, পরিবর্তিত অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারকে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় আগে থেকে গরম করা হয়, এবং উচ্চ-গতির অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের মধ্যে মডিফায়ারটি ধীরে ধীরে ফোঁটায় ফোঁটায় যোগ করা হয়, এবং একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে বিক্রিয়া চলার পর পণ্যটিকে প্যাকেজিংয়ের জন্য থামানো হয়।
শুষ্ক পরিবর্তনের সুবিধা হলো এতে যন্ত্রপাতির প্রয়োজনীয়তা কম এবং এর কার্যপ্রণালী সহজ। এর অসুবিধা হলো এতে শ্রমিকদের শ্রমের তীব্রতা বেশি এবং অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার লেপনের হার কম।
(2) ভেজা পরিবর্তন
অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার উৎপাদনের একটি প্রক্রিয়া হলো ওয়েট মডিফিকেশন। এই প্রক্রিয়ায় প্রথমে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড স্লারি সংশ্লেষণ করা হয়, তারপর তা ফিল্টার, ধৌত এবং ফিল্টার কেক বিটিং করা হয়। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় বিটিং করা স্লারিতে মডিফায়ার যোগ করে কিছুক্ষণ নাড়াচাড়া করার পর, সেটিকে ফিল্টার, শুকানো এবং বিটিং অবস্থায় প্যাকেজিং করা হয়।
ওয়েট মডিফিকেশনের সুবিধাগুলো হলো কম শ্রম-নিবিড়তা, কোনো ধূলিকণা দূষণ না থাকা, উচ্চ উৎপাদন দক্ষতা, উচ্চ অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার লেপনের হার (২০-৩০%), এবং এর মডিফিকেশন প্রভাব উচ্চ ও স্থিতিশীল। ড্রাই মডিফিকেশনের তুলনায়, ওয়েট মডিফিকেশনের প্রক্রিয়া দীর্ঘতর এবং সরঞ্জামের উপর অধিক চাহিদা রয়েছে। ওয়েট মডিফিকেশনের এই সুবিধাগুলোর কারণে, এটি ধীরে ধীরে ড্রাই মডিফিকেশন উৎপাদন পদ্ধতিকে প্রতিস্থাপন করছে।
৩. অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পৃষ্ঠতল পরিবর্তন প্রভাবের মূল্যায়ন পদ্ধতি
(1) তেল শোষণ হার পরীক্ষা
তেল শোষণ হার প্রধানত এটি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় যে, যখন একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ Al(OH)₃ পাউডার সবেমাত্র সম্পৃক্ত অনুপ্রবেশে পৌঁছায় তখন কী পরিমাণ ক্যাস্টর অয়েলের প্রয়োজন হয়, এবং এটি প্রয়োজনীয় রেজিনের পরিমাণ চিহ্নিত করতেও ব্যবহৃত হয়।
সনাক্তকরণ পদ্ধতিটি নিম্নরূপ: প্রায় ১০ গ্রাম অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনা হাইড্রোক্সাইড পাউডার ওজন করে একটি বীকারে রাখা হয়, বুরেট দিয়ে ক্যাস্টর অয়েল ফোঁটা ফোঁটা করে যোগ করা হয় এবং একটি কাঁচের দণ্ড দিয়ে আলতোভাবে মেশানো হয়, যাতে ক্যাস্টর অয়েল ও নমুনা সমানভাবে একটি বলের মধ্যে প্রবেশ করে। প্রতি ১০০ গ্রাম অ্যালুমিনা হাইড্রোক্সাইডে শোষিত ক্যাস্টর অয়েলের পরিমাণ গণনা করা হয়, যা অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনা হাইড্রোক্সাইড পাউডারের তেল শোষণ হার।
অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের পৃষ্ঠতল পরিবর্তনের পর, তেল শোষণের হার কিছুটা পরিবর্তিত হবে। যদি অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারকে সিলেন কাপলিং এজেন্ট দিয়ে পরিবর্তন করা হয়, তবে তেল শোষণের হার প্রায় ১০% কমে যাবে।
(2) SEM পরীক্ষা
পরিবর্তনের আগে ও পরে অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের গঠন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপের সাহায্যে নির্ণয় করা হয়েছিল। ম্যাট্রিক্সের মধ্যে পরিবর্তিত পাউডারের বিস্তার অপরিবর্তিত পণ্যের তুলনায় ভালো ছিল।
(3) FTIR পরীক্ষা
উৎপাদের পৃষ্ঠতলের গ্রুপগুলো বিশ্লেষণ করার জন্য ফুরিয়ার ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (FTIR) ব্যবহার করা হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, মিথাইল ভিনাইল সিলেন দ্বারা আর্দ্র পৃষ্ঠতল পরিবর্তিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের আইআর স্পেকট্রার মাধ্যমে ভিনাইল –Vi এবং –Si-এর পরিমাণ নির্ণয় করা যায়।
(4) পণ্যের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ
পরিবর্তিত এবং অপরিবর্তিত অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার ব্যবহার করে কেবলের সূচক, যেমন অক্সিজেন সূচক, প্রসার্য শক্তি এবং ভাঙ্গন প্রসারণ পরীক্ষা করা হয়েছিল। তুলনার মাধ্যমে দেখা যায় যে, পরিবর্তিত পণ্যগুলির অগ্নি প্রতিরোধক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত হয়েছে।
(5) সক্রিয়করণ সূচক
অ্যাক্টিভেশন ইনডেক্স হলো একটি সূচক যা পরিবর্তনের পর মোট অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পরিমাণের সাপেক্ষে পানির পৃষ্ঠে ভাসমান অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের পরিমাণের শতকরা হার পরিমাপ করে পৃষ্ঠ পরিবর্তনের প্রভাব মূল্যায়ন করে। বিভিন্ন ধরণের সারফেস মডিফায়ার এবং অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডারের বিভিন্ন প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির কারণে, কিছু পরিবর্তিত পাউডার পানির পৃষ্ঠে ভাসবে এবং কিছু ডুবে যাবে।
যেমন সোডিয়াম স্টিয়ারেট, টাইটানেট ওয়েট মডিফিকেশন, বা অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার দ্বারা হাইড্রোফোবিক সিলেন ড্রাই মডিফিকেশনের ক্ষেত্রে, মডিফিকেশনের প্রভাব মূল্যায়নের জন্য অ্যাক্টিভেশন ইনডেক্স ব্যবহার করা যেতে পারে; তবে, ড্রাই পদ্ধতিতে হাইড্রোফিলিক সিলেন দ্বারা মডিফিকেশন করা হলে এবং সিলেন ওয়েট পদ্ধতিতে মডিফাইড অতিসূক্ষ্ম অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পাউডার পানিতে ডুবে গেলে, অ্যাক্টিভেশন ইনডেক্স দ্বারা মডিফিকেশনের প্রভাব মূল্যায়ন করা যায় না, এবং এর সঠিক মূল্যায়ন পদ্ধতি হলো ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি।
পোস্টের সময়: ২৪ এপ্রিল, ২০২০