1.অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টএর প্রধান লক্ষ্য হলো পলিয়েস্টার পলিমারের হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়াকে রোধ করা।

পিবিটি, পিইটি, পিএলএ এবং পলিইউরেথেন (টিপিইউ, সিপিইউ)-এর মতো এস্টার বন্ধনযুক্ত পলিমার ব্যবহার করা হয় এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার পরিস্থিতিতে জলের অণুগুলি সহজেই আণবিক শৃঙ্খলে থাকা এস্টার বা ইউরেথেন বন্ধনগুলিকে আক্রমণ করে। এর ফলে শৃঙ্খল ভেঙে যায় এবং হাইড্রোলাইসিস ঘটে, পলিমারের আণবিক ওজন কমে যায় এবং ফলস্বরূপ, ভঙ্গুরতা, ফাটল এবং কার্যক্ষমতা হ্রাস পায়। এই হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়াকে প্রতিহত করার জন্য অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট ব্যবহার করা হয়। অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলিকে প্রধানত দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়: প্রতিক্রিয়াশীল এবং ভৌত। প্রতিক্রিয়াশীল অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে হাইড্রোলাইসিসের সূচনাস্থল বা উৎপাদিত পদার্থগুলিকে নির্মূল করে, যা একটি প্রধান এবং অত্যন্ত কার্যকর পদ্ধতি। অন্যদিকে, ভৌত অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলি ভৌত ​​ক্রিয়ার মাধ্যমে আর্দ্রতাকে বাধা দেয় বা শোষণ করে।

ভৌত হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধক রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, বরং ভৌত উপায়ে আর্দ্রতা প্রবেশে বাধা দেয়। এর প্রতিনিধিত্বমূলক প্রকারগুলোর মধ্যে রয়েছে জিওলাইট, ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO), ডায়াটোমেশিয়াস আর্থ, সিলেন এবং মোম। জিওলাইট এবং ক্যালসিয়াম অক্সাইড, তাদের ছিদ্রযুক্ত গঠন বা রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে, প্রক্রিয়াকরণ এবং ব্যবহারের সময় পলিমার দ্বারা শোষিত আর্দ্রতা শোষণ করে এবং আটকে রাখে। এটি মূলত প্রক্রিয়াকরণের আগে (যেমন ইনজেকশন মোল্ডিং এবং এক্সট্রুশন) সামান্য পরিমাণ আর্দ্রতার কারণে সৃষ্ট ক্ষয় থেকে উপাদানকে রক্ষা করে এবং আদতে "শোষক" হিসেবে কাজ করে। অন্যদিকে, সিলেন এবং মোম পণ্যের পৃষ্ঠে উঠে এসে একটি হাইড্রোফোবিক প্রতিবন্ধক তৈরি করে, অথবা স্তরযুক্ত ফিলার (যেমন কাদামাটি) এর মাধ্যমে আর্দ্রতা প্রবেশের পথকে প্রসারিত করে, যা মূলত উপাদানের পৃষ্ঠকে রক্ষা করে।

প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোলাইসিস ইনহিবিটরগুলো পলিমার চেইনের প্রান্তে থাকা কার্বক্সিল গ্রুপ (-COOH) অথবা হাইড্রোলাইসিসের সময় উৎপন্ন কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোলাইসিসের স্বয়ংক্রিয় অনুঘটকীয় প্রক্রিয়াকে ব্যাহত করে এবং এর ফলে একটি মৌলিক স্থিতিশীলকারী প্রভাব অর্জন করে। এগুলোর মধ্যে প্রধানত কার্বোডাইমাইড, অক্সাজোলিন, ইপক্সি এবং অ্যাজিরাইডিন হাইড্রোলাইসিস ইনহিবিটর অন্তর্ভুক্ত।

২. কার্বোডাইমাইড হলো সবচেয়ে সুবিধাজনক এবং বহুল ব্যবহৃত প্রতিক্রিয়াশীল আর্দ্রবিশ্লেষণ প্রতিরোধক।

কার্বোডাইমাইড বর্তমানে অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলোর মধ্যে সবচেয়ে বহুল ব্যবহৃত এবং কার্যকর একটি শ্রেণি। এরা পলিমার হাইড্রোলাইসিসের ফলে উৎপন্ন কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল এন-অ্যাসাইলইউরিয়া গঠন করে, যার ফলে হাইড্রোলাইসিস বিক্রিয়ার অনুঘটকটি অপসারিত হয় এবং অটোক্যাটালিটিক চক্র ব্যাহত হয়। অক্সাজোলিন ডেরিভেটিভস, যা প্রতিক্রিয়াশীল অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলোর আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ শ্রেণি, এদের প্রতিক্রিয়াশীল কার্যকরী গ্রুপ হিসেবে একটি অক্সাজোলিন রিং থাকে। অক্সাজোলিন রিং কার্বক্সিল এবং হাইড্রোক্সিল উভয় গ্রুপের সাথেই বিক্রিয়া করে এস্টার অ্যামাইড বা ডাইএস্টার গঠন করতে পারে, যা পলিমারের প্রান্তভাগকে স্থিতিশীল করে। ইপোক্সি-ফাংশনালাইজড পলিমারগুলো স্থিতিশীলতা প্রদানের জন্য ইপোক্সি গ্রুপের উচ্চ বিক্রিয়াশীলতাকে কাজে লাগায়। ইপোক্সি গ্রুপগুলো কার্বক্সিল, হাইড্রোক্সিল, এমনকি অ্যামিনো গ্রুপের সাথেও বিক্রিয়া করে এই প্রতিক্রিয়াশীল গ্রুপগুলোকে আবৃত করে ফেলে।

সারণি: সাধারণ প্রতিক্রিয়াশীল হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধীগুলির তুলনা

অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টের প্রকারভেদ	কার্বোডাইমাইড	ইপোক্সি কার্যকরী গ্রুপ পলিমার	অক্সাজোলিনাইডস
মূল প্রক্রিয়া	এটি আর্দ্রবিশ্লেষণের ফলে উৎপন্ন কার্বক্সিল গ্রুপগুলির সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল এন-অ্যাসাইলইউরিয়া তৈরি করে, যার ফলে স্ব-অনুঘটক চক্রটি ব্যাহত হয়।	এর ইপক্সি গ্রুপ কার্বক্সিল, হাইড্রক্সিল এবং অ্যামিনো গ্রুপের মতো বিভিন্ন গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে।	এর অক্সাজোলিন বলয় কার্বক্সিল ও হাইড্রক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে।
প্রধান সুবিধাগুলি	● আর্দ্রবিশ্লেষণের বিরুদ্ধে অত্যন্ত উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা, যা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।	●বহুমুখী কার্যকারিতা: এটি শৃঙ্খল সম্প্রসারণ এবং ক্ষয়প্রাপ্ত অণু মেরামতের কাজগুলোকে একত্রিত করে।	● দ্বি-কার্যকরী বিক্রিয়া, যার প্রয়োগক্ষেত্র ব্যাপক।
	এর সংযোজনের পরিমাণ অল্প (০.৫%-২.০%), এবং এটি উপাদানটির অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যের উপর নগণ্য প্রভাব ফেলে।	●গলন শক্তি এবং সান্দ্রতা উন্নত করতে পারে	● নির্দিষ্ট কিছু সিস্টেমে সামঞ্জস্যকারী হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
	● তুলনামূলকভাবে ভালো নিরাপত্তা	● পলিমারের সাথে ভালো সামঞ্জস্য
প্রধান অসুবিধাগুলি	● তুলনামূলকভাবে উচ্চ ব্যয়	● একক অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট হিসেবে এর কার্যকারিতা কার্বোডাইমাইডের মতো ততটা সুনির্দিষ্ট নয়।	● খরচ সাধারণত সবচেয়ে ব্যয়বহুল হয়
	● প্রধানত কার্বক্সিল গ্রুপকে লক্ষ্য করে; হাইড্রোক্সিল গ্রুপের সাথে সরাসরি বিক্রিয়া করে না।	● অতিরিক্ত সংযোজনের ফলে ক্রস-লিঙ্কিং বা জেল তৈরি হতে পারে।	● সাধারণ প্রয়োগের ক্ষেত্রে কার্যকারিতার সুবিধার অভাব রয়েছে
সাধারণ প্রয়োগ	● পলিয়েস্টার: পিবিটি, পিইটি, পিএলএ, পিবিএটি	● প্লাস্টিক পুনর্ব্যবহার: আরপিইটি (rPET) ইত্যাদির মেরামত।	● পলিয়েস্টার (পিইটি, পিবিটি)
	● পলিউরেথেন: টিপিইউ, সিপিইউ (জুতার সোল, হোস, ইত্যাদি)	● পলিমাইড (নাইলন)	●পলিমাইড
		● পলিয়েস্টার সিস্টেম যার জন্য একযোগে পুরুত্ব বৃদ্ধি প্রয়োজন	● পলিমার সংকর (সামঞ্জস্যকারী হিসেবে)

 

৩. কার্বোডাইমাইড কার্বক্সিলিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে অ্যাসাইলইউরিয়া কাঠামো গঠন করার মাধ্যমে আর্দ্রবিশ্লেষণ প্রক্রিয়াকে বাধা দেয়।

পলিয়েস্টার পলিমারের আর্দ্রতা স্থিতিশীলতা দুর্বল। উচ্চ তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার পরিস্থিতিতে, পলিমারের এস্টার বন্ধনগুলো পানির সাথে বিক্রিয়া করে, যার ফলে ম্যাক্রোমলিকিউলের দীর্ঘ-শৃঙ্খল কাঠামো ভেঙে যায় এবং প্রান্তীয় কার্বক্সিল গ্রুপ তৈরি হয়। এই প্রান্তীয় কার্বক্সিল গ্রুপগুলো H+ আয়নে আয়নিত হতে পারে, যা পরবর্তীতে অ্যাসিডের সাথে হাইড্রোলাইসিস বিক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে, এবং এর ফলে অবশেষে পদার্থের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটে ও কার্যকাল ব্যাপকভাবে কমে যায়। কার্বোডাইমাইড যৌগ, যাতে কার্বোডাইমাইড (N=C=N) কার্যকরী গ্রুপ থাকে, তা পলিমার হাইড্রোলাইসিসের সময় উৎপন্ন কার্বক্সিল গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে স্থিতিশীল অ্যাসাইলইউরিয়া কাঠামো তৈরি করতে পারে, যা একই সাথে কার্বক্সিল গ্রুপের ঘনত্ব কমিয়ে দেয় এবং পরবর্তী হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ করে। বর্তমানে উপলব্ধ সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলোর মধ্যে এগুলো অন্যতম।

কার্বোডাইমাইড অ্যান্টিহাইড্রোলাইসিস এজেন্টগুলো বৈচিত্র্যময় এবং এদেরকে প্রধানত মনোমেরিক ও পলিমেরিক প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যায়। মনোমেরিক কার্বোডাইমাইড যৌগগুলোতে কেবল একটি কার্বোডাইমাইড কার্যকরী গ্রুপ থাকে এবং এগুলো ক্ষুদ্র অণু যৌগ। পলিমেরিক কার্বোডাইমাইড যৌগগুলোতে সাধারণত দুই বা ততোধিক কার্বোডাইমাইড কার্যকরী গ্রুপ থাকে, এদের আণবিক ওজন তুলনামূলকভাবে বেশি হয় এবং এগুলো দীর্ঘ-শৃঙ্খল পলিমার গঠন প্রকারের অন্তর্ভুক্ত।

মনোমেরিক কার্বোডাইমাইডঅ্যান্টিহাইড্রোলাইসিস এজেন্টএরা কক্ষ তাপমাত্রায় উজ্জ্বল হলুদ থেকে বাদামী রঙের তরল বা স্ফটিক। এরা জৈব দ্রাবকে দ্রবণীয় কিন্তু জলে অদ্রবণীয় এবং এদের উচ্চ বিশুদ্ধতা, সহজ প্রস্তুতি এবং উচ্চ বিক্রিয়াশীলতার মতো সুবিধা রয়েছে। ২,৬-ডাইআইসোপ্রোপাইলফিনাইল)কার্বোডাইইমাইড হলো বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত মনোমেরিক কার্বোডাইইমাইড অ্যান্টিহাইড্রোলাইসিস এজেন্ট।

 

পলিমারিক কার্বোডাইইমাইডগুলি কক্ষ তাপমাত্রায় হলুদ থেকে বাদামী রঙের গুঁড়া বা সান্দ্র তরল, যার আপেক্ষিক আণবিক ভর সাধারণত ১০০০-এর বেশি, যেখানে অলিগোমারগুলির আপেক্ষিক আণবিক ভর প্রায় ২০০০-এর কাছাকাছি নিয়ন্ত্রণ করা হয়। পলিমারিক কার্বোডাইইমাইডগুলি সাধারণত উপযুক্ত তাপমাত্রায় ডাইআইসোসায়ানেট মনোমার, অনুঘটক, দ্রাবক এবং এন্ড-ক্যাপিং এজেন্টের বিক্রিয়ার মাধ্যমে পাওয়া যায়। প্রথমে, ডাইআইসোসায়ানেট মনোমারগুলি একটি অনুঘটকের অধীনে ঘনীভবন বিক্রিয়ার মাধ্যমে একাধিক কার্বোডাইইমাইড গ্রুপ এবং আইসোসায়ানেট প্রান্তীয় গ্রুপযুক্ত একটি প্রিপলিমার তৈরি করে। তারপর, আইসোসায়ানেট গ্রুপগুলি এন্ড-ক্যাপিং এজেন্টের সক্রিয় হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে পলিকার্বোডাইইমাইড তৈরি করে। সাধারণ পলিকার্বোডাইইমাইডগুলি ২,৪,৬-ট্রাইআইসোপ্রোপাইলফিনাইল-১,৫-ডাইআইসোসায়ানেটকে ঘনীভূত করে এবং ২,৬-ডাইআইসোপ্রোপাইলফিনাইল মনোআইসোসায়ানেট দিয়ে এন্ড-ক্যাপিং করে পাওয়া যায়।

 

৪. কার্বোডাইমাইডের সাধারণ প্রয়োগক্ষেত্রসমূহ

সবচেয়ে প্রচলিত পলিয়েস্টার উপাদান হিসেবে PET-এর চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, মাত্রিক স্থিতিশীলতা, রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং আলোকীয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি কৃষি, শিল্প, নির্মাণ, চিকিৎসা ও স্বয়ংচালিত শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। PTA এবং ইথিলিন গ্লাইকোলের পলিকনডেনসেশনের মাধ্যমে PET উৎপাদিত হয়; এর এস্টার বন্ধনগুলো হাইড্রোলাইটিক অবক্ষয়ের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল, যার ফলে পলিমারের সান্দ্রতা কমে যায় এবং কার্যক্ষমতা মারাত্মকভাবে হ্রাস পায়। PET-এর হাইড্রোলাইসিস উচ্চ-তাপমাত্রা, আর্দ্র বা বহিরাঙ্গনের পরিবেশে এর পরবর্তী পণ্যগুলোর প্রয়োগকে সীমিত করে। সংশ্লিষ্ট গবেষণায় দেখা গেছে যে, ফিল্মের নমুনা তৈরির জন্য PET মাস্টারব্যাচে মনমেরিক অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট অন্তর্ভুক্ত করলে ফিল্ম পণ্যগুলোর তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, আর্দ্র তাপে বার্ধক্য এবং ভাঙনকালীন প্রসারণ উন্নত হয়। অ্যারোমেটিক কার্বোডাইমাইড বিশেষভাবে ভালো হাইড্রোলাইসিস কার্যক্ষমতা প্রদর্শন করে।

পলিউরেথেন সংশ্লেষণে বিভিন্ন ধরণের মনোমার ব্যবহার করা হয়, যা নিয়ন্ত্রিত বিক্রিয়ার সুযোগ দেয় এবং উচ্চ শক্তি, ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা, ভালো তাপ সহনশীলতা ও প্রক্রিয়াকরণের সহজতার মতো সুবিধা প্রদান করে। এটি আঠা, আবরণ, ইলাস্টোমার, ফোমযুক্ত প্লাস্টিক এবং সিন্থেটিক ফাইবারে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। পলিয়েস্টার-ধরণের পলিউরেথেন অলিগোমেরিক পলিয়েস্টার পলিওল থেকে প্রস্তুত করা হয়, যার আণবিক শৃঙ্খলে অনেক এস্টার বন্ধন থাকে, ফলে এর হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা দুর্বল হয়। কার্বোডাইমাইড অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট পলিউরেথেন সংশ্লেষণে ন্যূনতম প্রতিকূল প্রভাব ফেলে এবং সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার সময় পলিয়েস্টার পলিওলের সাথে যোগ করা যেতে পারে। অধিকন্তু, আইসোসায়ানেট ঘনীভবন দ্বারা প্রস্তুত পলিমারিক কার্বোডাইমাইডগুলিতে -N=C=O প্রান্তীয় গ্রুপ থাকে, যা হাইড্রোলাইসিস-প্রতিরোধী পলিউরেথেন তৈরির বিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে সক্ষম করে। এছাড়াও, পলিউরেথেন মিশ্রণের সময় কার্বোডাইমাইড যোগ করা যেতে পারে। সম্পর্কিত গবেষণায় দেখা গেছে যে কার্বোডাইমাইড যোগ করলে পলিয়েস্টার পলিওলের প্রাথমিক অ্যাসিড মান কমে যায়, পলিয়েস্টার হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ করে এবং কার্যকরভাবে টিপিইউ-এর হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করে।

পলিয়েস্টার-ভিত্তিক বায়োডিগ্রেডেবল পলিমার যেমন পিবিএটি (PBAT), পিএলএ (PLA), এবং পলিগ্লাইকোলিক অ্যাসিড (PGA)-এর ভালো জৈব সামঞ্জস্যতা, বায়োডিগ্রেডেবিলিটি, নিরাপত্তা, অ-বিষাক্ততা এবং উন্নত ভৌত ও যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা চিকিৎসা সরঞ্জাম, প্যাকেজিং উপকরণ এবং কৃষিক্ষেত্রে ব্যাপক সম্ভাবনা দেখাচ্ছে। তবে, এই বায়োডিগ্রেডেবল উপাদানগুলো দুর্বল হাইড্রোলাইটিক এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার সমস্যায় ভোগে, যা প্রক্রিয়াকরণ, সংরক্ষণ এবং ব্যবহারের সময় সহজেই ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, ফলে কার্যক্ষমতা হ্রাস পায় এবং প্রত্যাশিত আয়ুষ্কাল পূরণে ব্যর্থ হয়। কার্বোডাইমাইড পিবিএটি, পিএলএ এবং পিজিএ-এর আণবিক শৃঙ্খলের প্রান্তীয় কার্বক্সিল গ্রুপগুলোর সাথে একটি ক্যাপিং বিক্রিয়ার মাধ্যমে তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল একটি অ্যাসাইলইউরিয়া কাঠামো তৈরি করতে পারে, যা একই সাথে হাইড্রোলাইসিসকে বাধা দেয় এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা উন্নত করে।

কার্বোডাইমাইড-সংশোধিত এমডিআই (যা তরলীকৃত এমডিআই নামেও পরিচিত) হলো ডাইফিনাইলমিথেন ডাইআইসোসায়ানেট (এমডিআই)-এর অন্যতম প্রধান সংশোধিত পণ্য। এটি একটি অনুঘটকের প্রভাবে এমডিআই-এর ঘনীভবন বিক্রিয়ার মাধ্যমে কার্বোডাইমাইড গ্রুপ তৈরি করে উৎপাদিত হয়। কার্বোডাইমাইড-সংশোধিত এমডিআই-এর বৈশিষ্ট্য হলো এটি কক্ষ তাপমাত্রায় তরল থাকে, সহজে সংরক্ষণ করা যায় এবং এর সংরক্ষণকাল দীর্ঘ। একই সাথে, এটি পলিইউরেথেন উপাদানের জলবিয়োজন প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

আপনি যদি আরও অ্যান্টি-হাইড্রোলাইসিস এজেন্ট পণ্য সম্পর্কে জানতে চান, তাহলে নির্দ্বিধায় যোগাযোগ করুন।আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন।