1.অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টমূলত পলিয়েস্টার পলিমারের হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়াকে ব্লক করা লক্ষ্য।

PBT, PET, PLA, এবং পলিউরেথেন (TPU, CPU) এর মতো এস্টার বন্ড ধারণকারী পলিমার ব্যবহার করে, জলের অণুগুলি উচ্চ তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার পরিস্থিতিতে আণবিক শৃঙ্খলে থাকা এস্টার বা ইউরেথেন বন্ধনগুলিকে সহজেই আক্রমণ করে। এর ফলে চেইন ভাঙা এবং হাইড্রোলাইসিস হয়, পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় এবং ফলস্বরূপ, ভঙ্গুরতা, ফাটল এবং কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়। এই হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়াকে প্রতিহত করার জন্য অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট ব্যবহার করা হয়। অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলিকে প্রধানত দুটি বিভাগে ভাগ করা হয়: প্রতিক্রিয়াশীল এবং ভৌত। প্রতিক্রিয়াশীল অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে হাইড্রোলাইসিসের সূচনা স্থান বা পণ্যগুলিকে নির্মূল করে, যা মূলধারার এবং অত্যন্ত দক্ষ পদ্ধতির প্রতিনিধিত্ব করে। অন্যদিকে, ভৌত অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলি ভৌত ​​ক্রিয়ার মাধ্যমে আর্দ্রতাকে ব্লক করে বা শোষণ করে।

ভৌত হাইড্রোলাইসিস ইনহিবিটররা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না কিন্তু ভৌত উপায়ে আর্দ্রতা অনুপ্রবেশ রোধ করে। প্রতিনিধিত্বমূলক প্রকারের মধ্যে রয়েছে জিওলাইট, ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO), ডায়াটোমাসিয়াস আর্থ, সিলেন এবং মোম। জিওলাইট এবং ক্যালসিয়াম অক্সাইড, তাদের ছিদ্রযুক্ত কাঠামো বা রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে, প্রক্রিয়াকরণ এবং ব্যবহারের সময় পলিমার দ্বারা শোষিত আর্দ্রতা শোষণ করে এবং আটকে রাখে, প্রাথমিকভাবে প্রক্রিয়াকরণের আগে (যেমন ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ এবং এক্সট্রুশন) অল্প পরিমাণে আর্দ্রতার কারণে উপাদানগুলিকে অবক্ষয় থেকে রক্ষা করে, মূলত "ডেসিক্যান্ট" বৈশিষ্ট্য হিসাবে কাজ করে। অন্যদিকে, সিলেন এবং মোম পণ্যের পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হয়, একটি হাইড্রোফোবিক বাধা তৈরি করে, অথবা স্তরযুক্ত ফিলার (যেমন কাদামাটি) এর মাধ্যমে আর্দ্রতা অনুপ্রবেশ পথ প্রসারিত করে, প্রাথমিকভাবে উপাদানের পৃষ্ঠকে রক্ষা করে।

প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোলাইসিস ইনহিবিটরগুলি পলিমার শৃঙ্খলের প্রান্তে কার্বক্সিল গ্রুপ (-COOH) বা হাইড্রোলাইসিসের সময় উৎপন্ন কার্বক্সিল গ্রুপগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে, হাইড্রোলাইসিসের অটোক্যাটালিটিক প্রক্রিয়াকে ব্যাহত করে এবং এইভাবে একটি মৌলিক স্থিতিশীল প্রভাব অর্জন করে। এর মধ্যে প্রধানত কার্বোডাইমাইড, অক্সাজোলিন, ইপোক্সি এবং অ্যাজিরিডিন হাইড্রোলাইসিস ইনহিবিটর অন্তর্ভুক্ত।

2. কার্বোডাইমাইড হল সবচেয়ে সুবিধাজনক এবং বহুল ব্যবহৃত প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোলাইসিস ইনহিবিটার।

কার্বোডাইমাইড বর্তমানে অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টের সবচেয়ে বহুল ব্যবহৃত এবং কার্যকর শ্রেণী। তারা পলিমার হাইড্রোলাইসিস দ্বারা উৎপাদিত কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল N-অ্যাসিলুরিয়া তৈরি করে, যার ফলে হাইড্রোলাইসিস বিক্রিয়ার জন্য অনুঘটকটি নির্মূল হয় এবং অটোক্যাটালিটিক চক্র ব্যাহত হয়। প্রতিক্রিয়াশীল অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ শ্রেণী, অক্সাজোলিন ডেরিভেটিভস, তাদের প্রতিক্রিয়াশীল কার্যকরী গ্রুপ হিসাবে একটি অক্সাজোলিন রিং থাকে। অক্সাজোলিন রিং কার্বক্সিল এবং হাইড্রোক্সিল উভয় গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে এস্টার অ্যামাইড বা ডাইস্টার তৈরি করতে পারে, এইভাবে পলিমার প্রান্তগুলিকে স্থিতিশীল করে। ইপোক্সি-কার্যক্ষম পলিমারগুলি স্থিতিশীলতা প্রদানের জন্য ইপোক্সি গ্রুপের উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতা ব্যবহার করে। ইপোক্সি গ্রুপগুলি কার্বক্সিল, হাইড্রোক্সিল এবং এমনকি অ্যামিনো গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে, যার ফলে এই প্রতিক্রিয়াশীল গ্রুপগুলিকে সীমাবদ্ধ করে।

সারণী: সাধারণ প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধকের তুলনা

অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টের প্রকারভেদ	কার্বোডাইমাইড	ইপোক্সি ফাংশনাল গ্রুপ পলিমার	অক্সাজোলিনাইডস
মূল প্রক্রিয়া	এটি হাইড্রোলাইসিসের মাধ্যমে উৎপাদিত কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল N-অ্যাসিলুরিয়া উৎপন্ন করে, ফলে অটোক্যাটালিটিক চক্র ব্যাহত হয়।	এর ইপোক্সি গ্রুপ কার্বক্সিল, হাইড্রোক্সিল এবং অ্যামিনো গ্রুপের মতো বিভিন্ন গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে।	এর অক্সাজোলিন রিং কার্বক্সিল এবং হাইড্রোক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে।
প্রধান সুবিধা	● হাইড্রোলাইসিসের প্রতি অত্যন্ত উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা, যার প্রভাব সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য।	● বহুমুখীতা: এটি চেইন এক্সটেনশন এবং অবনমিত অণু মেরামতের কাজগুলিকে একত্রিত করে।	● দ্বিক্রিয়ামূলক বিক্রিয়া, বিস্তৃত প্রয়োগ সহ
	সংযোজনের পরিমাণ কম (০.৫%-২.০%), উপাদানের অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যের উপর এর প্রভাব খুবই কম।	● গলিত শক্তি এবং সান্দ্রতা উন্নত করতে পারে	● নির্দিষ্ট সিস্টেমে সামঞ্জস্যপূর্ণ হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
	● তুলনামূলকভাবে ভালো নিরাপত্তা	● পলিমারের সাথে ভালো সামঞ্জস্য
প্রধান অসুবিধাগুলি	● তুলনামূলকভাবে উচ্চ খরচ	● একক অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট হিসেবে, এর কার্যকারিতা কার্বোডাইমাইডের মতো নির্দিষ্ট নয়।	● খরচ সাধারণত সবচেয়ে ব্যয়বহুল হয়
	● প্রাথমিকভাবে কার্বক্সিল গ্রুপগুলিকে লক্ষ্য করে; হাইড্রোক্সিল গ্রুপের সাথে সরাসরি বিক্রিয়া করে না।	● অতিরিক্ত সংযোজন ক্রস-লিঙ্কিং বা জেলেশনের দিকে পরিচালিত করতে পারে।	● সাধারণ ব্যবহারের ক্ষেত্রে দক্ষতার অভাব রয়েছে
সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন	● পলিয়েস্টার: পিবিটি, পিইটি, পিএলএ, পিবিএটি	● প্লাস্টিক পুনর্ব্যবহার: rPET মেরামত, ইত্যাদি।	● পলিয়েস্টার (PET, PBT)
	● পলিউরেথেন: টিপিইউ, সিপিইউ (জুতার তলা, পায়ের পাতার মোজাবিশেষ, ইত্যাদি)	● পলিঅ্যামাইড (নাইলন)	● পলিমাইড
		● পলিয়েস্টার সিস্টেমের জন্য একযোগে ঘন করার প্রয়োজন	● পলিমার অ্যালয় (একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ হিসাবে)

 

৩. কার্বোডাইমাইড কার্বক্সিলিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে অ্যাসিলুরিয়া গঠন তৈরি করে হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়াকে বাধা দেয়।

পলিয়েস্টার পলিমারগুলিতে আর্দ্রতা স্থিতিশীলতা কম থাকে। উচ্চ তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার পরিস্থিতিতে, পলিমারের এস্টার বন্ধনগুলি পানির সাথে বিক্রিয়া করে, যার ফলে ম্যাক্রোমোলিকিউলের দীর্ঘ-শৃঙ্খল কাঠামো ভেঙে যায় এবং টার্মিনাল কার্বক্সিল গ্রুপ তৈরি হয়। এই টার্মিনাল কার্বক্সিল গ্রুপগুলি H+ আয়নগুলিকে আয়নিত করতে পারে, অ্যাসিডের সাথে হাইড্রোলাইসিস বিক্রিয়াকে আরও অনুঘটক করে, যা শেষ পর্যন্ত বিভিন্ন উপাদানের বৈশিষ্ট্যে উল্লেখযোগ্য হ্রাস এবং পরিষেবা জীবনকে অনেক কমিয়ে দেয়। কার্বোডাইমাইড (N=C=N) কার্যকরী গ্রুপ ধারণকারী কার্বোডাইমাইড যৌগগুলি পলিমার হাইড্রোলাইসিসের সময় উৎপন্ন কার্বক্সিল গ্রুপগুলির সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল অ্যাসিলুরিয়া কাঠামো তৈরি করতে পারে, একই সাথে কার্বক্সিল গ্রুপের ঘনত্ব হ্রাস করে এবং আরও হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ করে। এগুলি বর্তমানে উপলব্ধ সর্বাধিক ব্যবহৃত অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলির মধ্যে একটি।

কার্বোডাইমাইড অ্যান্টিহাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলি বিভিন্ন ধরণের এবং এগুলিকে বিস্তৃতভাবে মনোমেরিক এবং পলিমারিক ধরণের মধ্যে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। মনোমেরিক কার্বোডাইমাইড যৌগগুলিতে কেবল একটি কার্বোডাইমাইড কার্যকরী গ্রুপ থাকে এবং এগুলি ছোট অণু যৌগ। পলিমারিক কার্বোডাইমাইড যৌগগুলিতে সাধারণত দুই বা ততোধিক কার্বোডাইমাইড কার্যকরী গ্রুপ থাকে, তুলনামূলকভাবে উচ্চ আণবিক ওজন থাকে এবং দীর্ঘ-শৃঙ্খল পলিমার কাঠামোর ধরণের অন্তর্গত।

মনোমেরিক কার্বোডাইমাইডঅ্যান্টিহাইড্রোলাইসিস এজেন্টঘরের তাপমাত্রায় উজ্জ্বল হলুদ থেকে বাদামী তরল বা স্ফটিক। এগুলি জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবণীয় কিন্তু জলে অদ্রবণীয়, এবং উচ্চ বিশুদ্ধতা, সহজ প্রস্তুতি এবং উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীলতার মতো সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে। 2,6-ডাইসোপ্রোপাইলফেনাইল) কার্বোডাইমাইড হল সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ মনোমেরিক কার্বোডাইমাইড অ্যান্টিহাইড্রোলাইসিস এজেন্ট।

 

পলিমারিক কার্বোডাইমাইড হল হলুদ থেকে বাদামী রঙের পাউডার বা সান্দ্র তরল, যার আপেক্ষিক আণবিক ভর সাধারণত ১০০০ এর বেশি হয়, অন্যদিকে অলিগোমারের আপেক্ষিক আণবিক ভর প্রায় ২০০০ এর কাছাকাছি নিয়ন্ত্রিত হয়। পলিমারিক কার্বোডাইমাইডগুলি সাধারণত উপযুক্ত তাপমাত্রায় ডাইসোসায়ানেট মনোমার, অনুঘটক, দ্রাবক এবং এন্ড-ক্যাপিং এজেন্টদের বিক্রিয়া করে প্রাপ্ত হয়। প্রথমে, ডাইসোসায়ানেট মনোমারগুলি একটি অনুঘটকের অধীনে ঘনীভবন বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যাতে একাধিক কার্বোডাইমাইড গ্রুপ এবং আইসোসায়ানেট এন্ড গ্রুপ ধারণকারী একটি প্রিপলিমার পাওয়া যায়। তারপর, আইসোসায়ানেট গ্রুপগুলি পলিকার্বোডাইমাইড পেতে এন্ড-ক্যাপিং এজেন্ট থেকে সক্রিয় হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে। সাধারণ পলিকার্বোডাইমাইডগুলি ২,৪,৬-ট্রাইসোপ্রোপাইলফেনাইল-১,৫-ডাইসোসায়ানেটকে ঘনীভূত করে এবং ২,৬-ডাইসোপ্রোপাইলফেনাইল মনোআইসোসায়ানেট দিয়ে এন্ড-ক্যাপিং করে প্রাপ্ত হয়।

 

৪. কার্বোডাইমাইডের সাধারণ প্রয়োগের ক্ষেত্র

সবচেয়ে সাধারণ পলিয়েস্টার উপাদান হিসেবে PET-এর চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, মাত্রিক স্থিতিশীলতা, রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং কৃষি, শিল্প, নির্মাণ, চিকিৎসা এবং মোটরগাড়ি ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। PET PTA এবং ইথিলিন গ্লাইকলের পলিকন্ডেন্সেশনের মাধ্যমে উত্পাদিত হয়; এস্টার বন্ধনগুলি হাইড্রোলাইটিক অবক্ষয়ের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, যার ফলে পলিমার সান্দ্রতা হ্রাস পায় এবং কর্মক্ষমতার তীব্র অবনতি ঘটে। PET হাইড্রোলাইসিস উচ্চ-তাপমাত্রা, আর্দ্র বা বহিরঙ্গন পরিবেশে এর নিম্নগামী পণ্যগুলির প্রয়োগ সীমিত করে। সম্পর্কিত গবেষণায় দেখা গেছে যে ফিল্ম নমুনা প্রস্তুত করার জন্য PET মাস্টারব্যাচে মনোমেরিক অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট অন্তর্ভুক্ত করলে ফিল্ম পণ্যগুলির তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, স্যাঁতসেঁতে তাপ বার্ধক্য এবং বিরতিতে দীর্ঘায়িততা উন্নত হয়। অ্যারোমেটিক কার্বোডাইমাইড বিশেষভাবে ভালো হাইড্রোলাইসিস কর্মক্ষমতা দেখায়।

পলিউরেথেন সংশ্লেষণ বিভিন্ন ধরণের মনোমার ব্যবহার করে, নিয়ন্ত্রিত বিক্রিয়া সম্ভব করে এবং উচ্চ শক্তি, ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা, ভাল তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং প্রক্রিয়াকরণের সহজতার মতো সুবিধা প্রদান করে। এটি আঠালো, আবরণ, ইলাস্টোমার, ফোমযুক্ত প্লাস্টিক এবং সিন্থেটিক ফাইবারে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। পলিউরেথেন-ধরণের পলিউরেথেন অলিগোমেরিক পলিউরেথেন পলিওল থেকে তৈরি করা হয়, যার আণবিক শৃঙ্খলে অনেক এস্টার বন্ধন থাকে, যার ফলে হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা কম থাকে। কার্বোডাইমাইড অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলির পলিউরেথেন সংশ্লেষণের উপর ন্যূনতম প্রতিকূল প্রভাব পড়ে এবং সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া চলাকালীন পলিউরেথেন পলিওলে যোগ করা যেতে পারে। তদুপরি, আইসোসায়ানেট ঘনীভবন দ্বারা প্রস্তুত পলিমারিক কার্বোডাইমাইডগুলিতে -N=C=O প্রান্তিক গ্রুপ থাকে, যা তাদেরকে হাইড্রোলাইসিস-প্রতিরোধী পলিউরেথেন প্রস্তুত করার জন্য বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে সক্ষম করে। অতিরিক্তভাবে, পলিউরেথেন মিশ্রণের সময় কার্বোডাইমাইড যোগ করা যেতে পারে। সম্পর্কিত গবেষণায় দেখা গেছে যে কার্বোডাইমাইড যোগ করলে পলিউরেথেন পলিওলের প্রাথমিক অ্যাসিড মান কমতে পারে, পলিউরেথেন হাইড্রোলাইসিসকে বাধা দিতে পারে এবং TPU-এর হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা কার্যকরভাবে উন্নত করতে পারে।

পলিয়েস্টার-ভিত্তিক জৈব-অবিভাজনযোগ্য পলিমার যেমন PBAT, PLA, এবং পলিগ্লাইকোলিক অ্যাসিড (PGA) ভালো জৈব-সামঞ্জস্যতা, জৈব-অপচয়, নিরাপত্তা, অ-বিষাক্ততা এবং ভালো ভৌত ও যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের অধিকারী, যা চিকিৎসা সরঞ্জাম, প্যাকেজিং উপকরণ এবং কৃষিতে প্রচুর প্রতিশ্রুতি প্রদর্শন করে। যাইহোক, এই জৈব-অবিভাজনযোগ্য উপকরণগুলি দুর্বল হাইড্রোলাইটিক এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার কারণে ভোগে, প্রক্রিয়াকরণ, সংরক্ষণ এবং ব্যবহারের সময় সহজেই অবনতি ঘটে, যার ফলে কর্মক্ষমতা হ্রাস পায় এবং তাদের প্রত্যাশিত আয়ুষ্কাল অর্জনে ব্যর্থ হয়। কার্বোডাইমাইড PBAT, PLA এবং PGA এর আণবিক শৃঙ্খলে টার্মিনাল কার্বক্সিল গ্রুপগুলির সাথে একটি ক্যাপিং প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে পারে যাতে তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল অ্যাসিলুরিয়া কাঠামো তৈরি হয়, একই সাথে হাইড্রোলাইসিসকে বাধা দেয় এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা উন্নত করে।

কার্বোডাইমাইড-পরিবর্তিত MDI (যা তরলীকৃত MDI নামেও পরিচিত) হল ডাইফেনাইলমিথেন ডাইসোসায়ানেট (MDI) এর প্রধান পরিবর্তিত পণ্যগুলির মধ্যে একটি। এটি একটি অনুঘটকের ক্রিয়ায় MDI এর ঘনীভবন বিক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপাদিত হয় যা কার্বোডাইমাইড গ্রুপ তৈরি করে। কার্বোডাইমাইড-পরিবর্তিত MDI ঘরের তাপমাত্রায় তরল, সংরক্ষণ করা সহজ এবং দীর্ঘ মেয়াদী। একই সাথে, এটি পলিউরেথেন উপকরণের হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

আপনি যদি আরও অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট পণ্য জানতে চান, তাহলে নির্দ্বিধায়যোগাযোগ করুন.