কীভাবে সিলিকন তেল জলকে-দ্রবণীয় করা যায়?

সিলিকন তেল (পলিডাইমিথাইলসিলোক্সেন, পিডিএমএস) এর অনন্য হাইড্রোফোবিসিটি, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং নিম্ন পৃষ্ঠের উত্তেজনার কারণে প্রসাধনী, ফার্মাসিউটিক্যালস, টেক্সটাইল এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, এর অন্তর্নিহিত হাইড্রোফোবিসিটি জল ভিত্তিক সিস্টেমে এর প্রয়োগকে সীমিত করে{1}}। এই নিবন্ধটি পদ্ধতিগতভাবে সিলিকন তেল জলকে-দ্রবণীয় করার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি এবং প্রযুক্তিগত পদ্ধতির পরিচয় দেয়৷

সিলিকন তেলের অণুগুলি একটি Si-O-Si ব্যাকবোন এবং মিথাইল সাইড চেইন নিয়ে গঠিত, যা তাদের অত্যন্ত হাইড্রোফোবিক করে তোলে। সিলিকন তেল জলকে দ্রবণীয়- করতে, এর পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে রাসায়নিক বা ভৌত পদ্ধতির মাধ্যমে পরিবর্তন করতে হবে:

আণবিক গঠন পরিবর্তন: আণবিক মেরুতা পরিবর্তন করতে হাইড্রোফিলিক গোষ্ঠীর প্রবর্তন

ইন্টারফেসিয়াল সম্পত্তি পরিবর্তন: সিলিকন তেল এবং জলের মধ্যে ইন্টারফেসিয়াল উত্তেজনা হ্রাস করা

বিচ্ছুরণ ব্যবস্থা নির্মাণ: ইমালসিফিকেশনের মাধ্যমে একটি স্থিতিশীল বিচ্ছুরণ তৈরি করা

এক. হাইড্রোফিলিক গ্রুপ গ্রাফটিং
একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সিলিকন তেল আণবিক শৃঙ্খলে হাইড্রোফিলিক কার্যকরী গোষ্ঠীর পরিচয়:

পলিথার পরিবর্তন: সাধারণত ইথিলিন অক্সাইড (EO)/প্রপিলিন অক্সাইড (PO) কপলিমার দিয়ে গ্রাফ্ট করা হয়

প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া: অ্যালাইল পলিথারের সাথে হাইড্রোজেনেটেড সিলিকন তেলের হাইড্রোসিলাইলেশন

Product Characteristics: Water solubility is determined by EO content (typically >65%)

উদাহরণ গঠন: Si-O-[Si(CH₃)₂-O]ₙ-[Si(CH₃)(CH₂CH₂CH₂O(EO)ₘ(PO)ₙH)-O]ₚ{{5}

কার্বক্সিল পরিবর্তন:

এক্রাইলিক অ্যাসিডের মতো কার্বক্সিলিক অ্যাসিড গ্রুপগুলির প্রবর্তন

নিরপেক্ষকরণের মাধ্যমে জল{0}}দ্রবণীয় লবণ তৈরি করতে পারে

সালফোনিক পরিবর্তন:

-SO₃H গ্রুপগুলির পরিচিতি, যার ফলে নিরপেক্ষকরণের পরে চমৎকার জল দ্রবণীয়তা

সাধারণত উচ্চ-তাপমাত্রার স্থায়িত্ব প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়

অ্যামিনো পরিবর্তন:

-NH₂ বা -NR₂ গ্রুপগুলির পরিচিতি৷

প্রোটোনেশনের মাধ্যমে জল{0}}দ্রবণীয় অ্যামোনিয়াম লবণ তৈরি করতে পারে

দুই. গ্রুপ পরিবর্তন শেষ করুন
সিলিকন তেলের আণবিক চেইনের শেষে হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি প্রবর্তন করা হচ্ছে:

পলিথিন গ্লাইকোলের সাথে হাইড্রক্সিল-সমাপ্ত সিলিকন তেলের বিক্রিয়া (PEG)

হাইড্রোফিলিক যৌগ সমন্বিত হাইড্রোক্সিল-এর সাথে আইসোসায়ানেটের-সমাপ্ত সিলিকন তেলের বিক্রিয়া

এক. ইমালসিফিকেশন প্রযুক্তি
জলে তেল--(O/W) ইমালসন তৈরি করতে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ব্যবহার করে:

সারফ্যাক্ট্যান্ট নির্বাচন:

10-18 এর এইচএলবি মান সহ ননিওনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট (যেমন টুইন সিরিজ)

Anionic/nonionic সমন্বয় স্থায়িত্ব উন্নত করতে পারে

ইমালসিফিকেশন প্রক্রিয়া পরামিতি:

Shear Rate: Typically >5000 rpm প্রয়োজন

তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ: 60-80 ডিগ্রি ইমালসিফিকেশনের জন্য উপকারী

ফেজ অনুপাত: তেল ফেজ সাধারণত 30% এর বেশি হয় না

মাইক্রোইমালসিফিকেশন প্রযুক্তি:

কণা আকার সঙ্গে microemulsions প্রস্তুতি<100 nm

একটি কো-সারফ্যাক্ট্যান্ট প্রয়োজন (যেমন একটি ছোট-চেইন অ্যালকোহল)

দুই. পলিমার কম্পোজিট
কো-পলিভিনাইলপাইরোলিডোন (PVP) দিয়ে দ্রবীভূত

একটি polyacrylic অ্যাসিড ঘন সঙ্গে synergistically ছড়িয়ে

এক. ডেনড্রাইমার পরিবর্তন
একটি ডেনড্রাইমার কাঠামো ব্যবহার করে সিলিকন তেলের পৃষ্ঠে একটি হাইড্রোফিলিক শেল তৈরি করা:

উচ্চ-প্রজন্মের PAMAM ডেনড্রাইমার গ্রাফটিং

ন্যানোস্কেল জলীয় বিচ্ছুরণ উত্পাদন

দুই. অ্যামফিফিলিক ব্লক কপলিমার
সিলিকন তেলের নকশা এবং সংশ্লেষণ{0}}হাইড্রোফিলিক পলিমার ব্লক কপলিমার:

PDMS-b-PEO অ্যামফিফিলিক কপোলিমার

মাইকেলার স্ট্রাকচার গঠনের জন্য স্ব-সমাবেশ

তিন. কেমিস্ট্রি মডিফিকেশন এ ক্লিক করুন
ক্লিক কেমিস্ট্রি ব্যবহার করে হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলিকে দক্ষতার সাথে প্রবর্তন করা:

থিওল-এনে ক্লিক প্রতিক্রিয়া

তামা-অনুঘটক অ্যাজাইড-অ্যালকাইন সাইক্লোঅ্যাডিশন

দীর্ঘ- স্থিতিশীলতার সমস্যা:

সমাধান: সম্মিলিত অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট (যেমন, BHT) + pH বাফার সিস্টেম

দুর্বল উচ্চ-তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা:

সমাধান: সালফোনিক অ্যাসিড গ্রুপ প্রবর্তন করা বা একটি ক্রস-লিঙ্কযুক্ত কাঠামো গ্রহণ করা

ফেনা নিয়ন্ত্রণ:

সমাধান: যৌগিক ডিফোমিং এজেন্ট (যেমন, পলিথার-পরিবর্তিত সিলিকন তেল)

সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ:

সমাধান: EO/PO অনুপাত এবং আণবিক ওজন বন্টন সামঞ্জস্য করা

সবুজ রসায়ন: এনজাইম-অনুঘটক পরিবর্তনের মতো পরিবেশ বান্ধব প্রক্রিয়ার বিকাশ

স্মার্ট প্রতিক্রিয়াশীলতা: দ্বৈত pH/তাপমাত্রা প্রতিক্রিয়া সহ জলে দ্রবণীয় সিলিকন তেল-

বায়োডিগ্রেডেবল: হাইড্রোলাইজেবল এস্টার বন্ডের সাথে সিলিকন তেল ডেরিভেটিভস প্রবর্তন করা হচ্ছে

ন্যানো কম্পোজিট প্রযুক্তি: জলের-দ্রবণীয় সিলিকন তেল/ন্যানোসেলুলোজ কম্পোজিট সিস্টেম

প্রথাগত রাসায়নিক পরিবর্তন এবং ইমালসিফিকেশন কৌশল থেকে শুরু করে ডেনড্রাইমার পরিবর্তন এবং ক্লিক রসায়নের মতো উদীয়মান পদ্ধতি পর্যন্ত সিলিকন তরলে দ্রবণীয় জল-এর জন্য বিভিন্ন প্রমাণিত পন্থা তৈরি করা হয়েছে। উপযুক্ত জলের দ্রবণীয় পদ্ধতি বেছে নেওয়ার জন্য-অ্যাপ্লিকেশনের দৃশ্যকল্প, কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা এবং খরচের ব্যাপক বিবেচনার প্রয়োজন। পদার্থ বিজ্ঞানের অগ্রগতি আরও উচ্চ-কর্মক্ষমতা, বহুমুখী জল-দ্রবণীয় সিলিকন তরলগুলির উত্থানের দিকে নিয়ে যাবে, তাদের প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলিকে আরও প্রসারিত করবে৷