ডিকুমিন (2,3-ডাইমেথাইল-2,3-ডিফেনাইলবুটেন): শিখা প্রতিরোধক ব্যবহার এবং রসায়ন

2,3-ডাইমেথাইল-2,3-ডিফেনাইলবুটেন কী?

2,3-ডাইমেথাইল-2,3-ডিফেনাইলবুটেন — সাধারণত এর ট্রেড নাম ডিকুমিন বা পদ্ধতিগতভাবে বাইকুমিন নামে পরিচিত — এটি আণবিক সূত্র C₁₆H₂₀ এবং CAS নম্বর 1889-67-4 সহ একটি জৈব যৌগ। এটি ডায়েরিলালকেনস শ্রেণীর অন্তর্গত এবং গঠনগতভাবে দুটি কিউমিল গ্রুপ (α-মিথাইলবেনজাইল মোয়েটিস) তাদের তৃতীয় কার্বন পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়ে অস্বাভাবিকভাবে কম বিচ্ছিন্নতা শক্তির কেন্দ্রীয় C-C বন্ধনের সাথে একটি প্রতিসম অণু গঠন করে।

এই দুর্বল কেন্দ্রীয় বন্ধন — প্রায় একটি বন্ড বিচ্ছিন্নতা শক্তি সঙ্গে 155-160 kJ/mol , 345 kJ/mol-এ একটি সাধারণ C–C বন্ডের তুলনায় যথেষ্ট কম — হল যৌগটির সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য এবং এর বাণিজ্যিক মূল্যের উৎস৷ উত্তপ্ত হলে, 2,3-ডাইমিথাইল-2,3-ডিফেনাইলবুটেন উচ্চ দক্ষতার সাথে এবং সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণযোগ্য তাপমাত্রায় দুটি কমাইল র্যাডিকেল (1-মিথাইল-1-ফেনাইলথিল র্যাডিকেল) তৈরি করতে এই বন্ধনের হোমোলাইটিক ক্লিভেজের মধ্য দিয়ে যায়। এই র্যাডিক্যাল-উৎপাদনকারী আচরণ পলিমার প্রক্রিয়াকরণ, শিখা প্রতিরোধী সিস্টেম এবং বিশেষ রাসায়নিক সংশ্লেষণে এর ব্যবহারকে ভিত্তি করে।

যৌগ হল একটি গলনাঙ্কের সাথে ঘরের তাপমাত্রায় সাদা থেকে অফ-সাদা স্ফটিক কঠিন 86°C–88°C এবং একটি আণবিক ওজন 212.33 গ্রাম/মোল। এটি টলুইন, জাইলিন এবং ক্লোরিনযুক্ত দ্রাবক সহ সাধারণ জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবণীয় এবং জলে কার্যত অদ্রবণীয়। বাণিজ্যিক গ্রেডগুলি সাধারণত GC বিশ্লেষণের মাধ্যমে 98% এর উপরে বিশুদ্ধতা অর্জন করে।

একটি শিখা নিরোধক হিসাবে ডিকুমিন: প্রক্রিয়া এবং প্রয়োগ

শিখা প্রতিরোধী ক্ষেত্রে 2,3-ডাইমিথাইল-2,3-ডিফেনাইলবুটেনের প্রাথমিক শিল্প প্রয়োগ এটির র্যাডিকাল-উৎপাদনকারী থার্মোলাইসিসকে কাজে লাগায়। দহন সাপেক্ষে পলিমার সিস্টেমে, জ্বলন্ত পৃষ্ঠের উপরে গ্যাস পর্যায়ে হাইড্রোজেন এবং হাইড্রোক্সিল র্যাডিকেলের একটি চেইন বিক্রিয়া দ্বারা আগুনের বিস্তার বজায় থাকে। র‌্যাডিকাল স্ক্যাভেঞ্জিং (গ্যাস-ফেজ) পদ্ধতির মাধ্যমে পরিচালিত শিখা প্রতিরোধকারীরা প্রতিযোগী র‌্যাডিক্যাল প্রজাতির পরিচয় দিয়ে এই চেইন বিক্রিয়াকে বাধা দেয় যা দহন চক্র নিজেকে টিকিয়ে রাখার আগেই শেষ করে দেয়।

যখন একটি পলিমার ম্যাট্রিক্স যার মধ্যে ডিকুমিন ইগনিশন-প্রাসঙ্গিক তাপমাত্রায় পৌঁছায়, তখন যৌগটি কিউমিল র্যাডিকেল তৈরি করতে ক্লিভ হয়। এই র্যাডিকেলগুলি সক্রিয় শিখা প্রসারণ মধ্যবর্তী (H• এবং OH• র্যাডিকেল) এর সাথে অগ্রাধিকারমূলকভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায়, কার্যকরভাবে দহন চেইন বিক্রিয়াকে নিভিয়ে দেয়। কারণ থার্মোলাইসিস শুরু হয় ডিকুমিনের তাপমাত্রা — প্রায় 120°C–150°C প্রসেসিং-প্রাসঙ্গিক টাইমস্কেলে — ফর্মুলেশন দ্বারা টিউন করা যেতে পারে এবং যেহেতু যৌগটিতে হ্যালোজেন থাকে না, এটি একটি নন-হ্যালোজেনেটেড র্যাডিকেল-ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধক হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, ব্রোমিনেটেড এবং ক্লোরিনযুক্ত শিখা প্রতিরোধকগুলির উপর নিয়ন্ত্রক চাপ হিসাবে ক্রমবর্ধমান বাণিজ্যিক আগ্রহের একটি বিভাগ বিশ্বব্যাপী তীব্র হয়।

ক্রস-লিঙ্কড পলিওলফিন সিস্টেমে ব্যবহার করুন

পারক্সাইড-ক্রসলিঙ্কড পলিওলেফিন শিখা প্রতিরোধক ফর্মুলেশনে সহ-এজেন্ট বা ইনিশিয়েটর মডিফায়ার হিসাবে ডিকুমিনের প্রযুক্তিগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ একটি অ্যাপ্লিকেশন। পলিথিন (PE) এবং পলিপ্রোপিলিন (PP) যৌগগুলিতে তার এবং তারের নিরোধক ব্যবহার করা হয়, জৈব পারক্সাইডের সাথে ক্রসলিংকিং এক্সট্রুশন বা পরবর্তী তাপ নিরাময়ের সময় শিখা প্রতিরোধক অন্তর্ভুক্তির সাথে একযোগে সঞ্চালিত হয়। এই প্রসঙ্গে ডাইকুমিন কাজ করে কো-ক্রসলিংকিং এজেন্ট এবং র্যাডিকাল বাফার — ক্রসলিঙ্কের ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করা, এক্সট্রুশনের সময় অকাল ঝলসানো কমানো, এবং তারের পরিচর্যায় এবং আগুনের সংস্পর্শে আসার পরে তার নিজস্ব র্যাডিক্যাল জনসংখ্যাকে শিখা প্রতিরোধী প্রক্রিয়ায় অবদান রাখা।

কম ধোঁয়া জিরো-হ্যালোজেন (LSZH) অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তার এবং তারের যৌগগুলি - ইউরোপ, জাপান এবং ক্রমবর্ধমান উত্তর আমেরিকাতে বিল্ডিং কোড এবং পরিবহন সেক্টরের অগ্নি নিরাপত্তা মান দ্বারা চালিত একটি বাজার - শিখা প্রতিরোধী ফর্মুলেশনে ডিকুমিনের জন্য সর্বোচ্চ-ভলিউম শেষ ব্যবহার প্রতিনিধিত্ব করে। LSZH তারগুলিকে অবশ্যই অগ্নি-প্রতিরোধী তারের নিরোধকের পূর্ববর্তী প্রজন্মের আধিপত্যকারী হ্যালোজেনেটেড যৌগগুলি ছাড়াই শিখা ছড়ানো এবং ধোঁয়ার ঘনত্বের উভয় প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে।

সিনারজিস্টিক ফ্লেম রিটার্ডেন্ট সিস্টেম

বাণিজ্যিক ফর্মুলেশনে একমাত্র শিখা প্রতিরোধক হিসাবে ডিকুমিন খুব কমই ব্যবহৃত হয়। এটি সাধারণত খনিজ-ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধকগুলির পাশাপাশি একটি সিনার্জিস্ট হিসাবে নিযুক্ত করা হয় - সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম ট্রাইহাইড্রেট (ATH) বা ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রক্সাইড (MDH) - যা একটি এন্ডোথার্মিক পচনশীলতা এবং জল মুক্তির প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সাবস্ট্রেটকে ঠান্ডা করতে এবং দাহ্য গ্যাসগুলিকে পাতলা করে। একটি গ্যাস-ফেজ র্যাডিকাল স্ক্যাভেঞ্জিং মেকানিজম (ডিকুমিন) এর সাথে কনডেন্সড-ফেজ কুলিং মেকানিজম (এটিএইচ/এমডিএইচ) এর সংমিশ্রণ একটি সিনারজিস্টিক প্রভাব তৈরি করে যা একা কোনো উপাদানের তুলনায় কম মোট সংযোজন লোডিং এ লক্ষ্য শিখা প্রতিরোধক রেটিং অর্জন করে, পলিমারের চূড়ান্ত যৌগিক বৈশিষ্ট্যের বেশি সংরক্ষণ করে।

এই ধরনের সিনারজিস্টিক সিস্টেমে ডাইকুমিনের সাধারণ লোডিং স্তর থেকে পরিসীমা 1-5 অংশ প্রতি শত রজন (phr) ATH বা MDH এর 40-150 phr এর পাশাপাশি, পলিমার ম্যাট্রিক্স এবং লক্ষ্য UL 94 বা IEC 60332 রেটিং এর উপর নির্ভর করে।

বিস্তৃত প্রসঙ্গ: শিখা প্রতিরোধক রসায়ন এবং নিয়ন্ত্রক ল্যান্ডস্কেপ

শিখা retardants পলিমার, টেক্সটাইল, আবরণ এবং নির্মাণ সামগ্রীতে রাসায়নিকভাবে বিভিন্ন ধরণের সংযোজন যা জ্বলন্ততা, ধীর শিখা বিস্তার এবং তাপ প্রকাশকে সীমিত করতে। গ্লোবাল ফ্লেম retardant খরচ অতিক্রম বার্ষিক 2.5 মিলিয়ন মেট্রিক টন , বিল্ডিং এবং নির্মাণ প্রবিধান, বৈদ্যুতিক এবং ইলেকট্রনিক সরঞ্জামের মান এবং পরিবহন খাতের অগ্নি নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তা দ্বারা চালিত চাহিদা সহ।

শিখা প্রতিরোধী প্রক্রিয়াগুলি চারটি বিস্তৃত বিভাগে পড়ে, প্রায়শই একক ফর্মুলেশনে একযোগে কাজ করে:

• গ্যাস-ফেজ র্যাডিকাল স্ক্যাভেঞ্জিং: হ্যালোজেনেটেড যৌগ (ব্রোমিন, ক্লোরিন) এবং র্যাডিকেল জেনারেটর যেমন ডিকুমিন সক্রিয় প্রজাতি ছেড়ে দেয় যা শিখা অঞ্চলে জ্বলন চেইন বিক্রিয়াকে বাধা দেয়। এটি ওজনের ভিত্তিতে সবচেয়ে কার্যকরী প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি।
• এন্ডোথার্মিক পচন: খনিজ হাইড্রেট (ATH, MDH, হান্টাইট-হাইড্রোম্যাগনেসাইট মিশ্রন) তাপ শোষণ করে এবং পচন ধরে জলীয় বাষ্প ছেড়ে দেয়, সাবস্ট্রেটকে ঠান্ডা করে এবং দাহ্য গ্যাসগুলিকে পাতলা করে। উচ্চ লোডিং (ওজন অনুসারে 40-65%) সাধারণত প্রয়োজন হয়, যা পলিমার প্রক্রিয়াকরণ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে।
• চর গঠন (ইনটুমসেন্ট সিস্টেম): ফসফরাস-ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধক, প্রায়শই একটি কার্বন উত্স (পেন্টেরিথ্রিটল) এবং একটি ব্লোয়িং এজেন্ট (মেলামাইন) এর সাথে মিলিত হয়, পলিমার পৃষ্ঠে একটি প্রসারিত চার স্তরের গঠনকে উত্সাহ দেয় যা তাপ এবং অক্সিজেন থেকে স্তরটিকে নিরোধক করে। স্ট্রাকচারাল স্টিলওয়ার্কের জন্য পলিপ্রোপিলিন, পলিউরেথেন ফোম এবং ইনটুমেসেন্ট লেপগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• শারীরিক তরল এবং তাপীয় সিঙ্ক: ক্যালসিয়াম কার্বনেট, ট্যাল্ক এবং বোরন যৌগগুলির মতো উচ্চ-পৃষ্ঠ-অঞ্চলের খনিজ ফিলারগুলি তাপ ভর, দাহ্য পলিমার উপাদানের তরলীকরণ এবং কিছু ক্ষেত্রে চর গঠনে সরাসরি রাসায়নিক অংশগ্রহণের মাধ্যমে শিখা প্রতিরোধক কর্মক্ষমতাতে অবদান রাখে।

নিয়ন্ত্রক ড্রাইভার অ-হ্যালোজেনেটেড সিস্টেমের দিকে চাহিদা স্থানান্তরিত করে

শিখা প্রতিরোধকদের জন্য নিয়ন্ত্রক পরিবেশ গত দুই দশকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়েছে। পলিব্রোমিনেটেড ডিফেনাইল ইথার (PBDEs) - পূর্বে ইলেকট্রনিক্স এবং ফোম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রভাবশালী হ্যালোজেনেটেড ফ্লেম রিটার্ডেন্টস - এখন EU RoHS নির্দেশিকা, স্থায়ী জৈব দূষণকারী স্টকহোম কনভেনশন এবং উত্তর আমেরিকা এবং এশিয়া-এ সমতুল্য প্রবিধানের অধীনে সীমাবদ্ধ বা নিষিদ্ধ করা হয়েছে৷ Hexabromocyclododecane (HBCDD) এবং নির্দিষ্ট শর্ট-চেইন ক্লোরিনযুক্ত প্যারাফিন একইভাবে সীমাবদ্ধ করা হয়েছে। সম্মিলিত প্রভাব হল নন-হ্যালোজেনেটেড বিকল্পগুলির দিকে একটি টেকসই বাজারের পরিবর্তন, যার মধ্যে রয়েছে ফসফরাস-ভিত্তিক সিস্টেম, ইনটুমেসেন্ট ফর্মুলেশন, খনিজ হাইড্রেট এবং র্যাডিকেল-ভিত্তিক জৈব যৌগ যেমন ডিকুমিন।

এই নিয়ন্ত্রক ট্র্যাজেক্টোরি শিখা প্রতিরোধী খাতে উল্লেখযোগ্য R&D বিনিয়োগকে চালিত করেছে। নন-হ্যালোজেনেটেড সিস্টেম যা সমতুল্য বা কম লোডিং-এ ব্রোমিনেটেড retardants-এর পারফরম্যান্সের সাথে মিলে যেতে পারে — পলিমার প্রক্রিয়াযোগ্যতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বজায় রাখার সময় — উল্লেখযোগ্য মূল্য প্রিমিয়াম নির্দেশ করে এবং গ্লোবাল ফ্লেম রিটার্ড্যান্ট বাজারে দ্রুত বর্ধনশীল সেগমেন্টগুলির মধ্যে একটি, 2030 সালের মধ্যে 14 বিলিয়ন মার্কিন ডলার .

ডিকুমিনের জন্য হ্যান্ডলিং, স্টোরেজ এবং নিরাপত্তা বিবেচনা

তরল জৈব পারক্সাইডের তুলনায় তুলনামূলকভাবে হালকা হ্যান্ডলিং প্রোফাইল থাকা সত্ত্বেও, 2,3-ডাইমিথাইল-2,3-ডিফেনাইলবুটেন পণ্যের অখণ্ডতা বজায় রাখতে এবং কর্মক্ষেত্রের নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে উপযুক্ত স্টোরেজ এবং হ্যান্ডলিং পদ্ধতির প্রয়োজন।

একটি র্যাডিকাল অগ্রদূত হিসাবে যেটি তার সক্রিয়করণের প্রান্তিকের উপরে থার্মোলাইসিসের মধ্য দিয়ে যায়, ডিকুমিনকে অবশ্যই তাপ উত্স এবং শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট থেকে দূরে সংরক্ষণ করতে হবে। প্রস্তাবিত স্টোরেজ তাপমাত্রা নীচে 30°C একটি শুষ্ক, ভাল বায়ুচলাচল এলাকায়, সরাসরি সূর্যালোক থেকে দূরে। যৌগটি তার কঠিন স্ফটিক আকারে জাতিসংঘের পরিবহন প্রবিধানের অধীনে স্ব-প্রতিক্রিয়াশীল বা বিস্ফোরক হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় না, যা এটিকে পারক্সাইড-ভিত্তিক র্যাডিকাল ইনিশিয়েটর থেকে আলাদা করে যার জন্য তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রিত শিপিং এবং স্টোরেজ প্রয়োজন।

পেশাগত এক্সপোজার পদে, প্রাথমিক বিপদ হল স্ফটিক পাউডার পরিচালনার সময় ধুলো শ্বাস নেওয়া। শ্বাস-প্রশ্বাসের সুরক্ষা (ন্যূনতম FFP2 ফিল্টারিং ফেসপিস) এবং ত্বক/চোখের সুরক্ষা ওজন এবং জটিল অপারেশনের সময় আদর্শ প্রয়োজনীয়তা। যৌগটিকে আবদ্ধ প্রক্রিয়াকরণ পরিবেশে একটি সম্ভাব্য দাহ্য ধূলিকণা হিসাবে বিবেচনা করা উচিত যেখানে সূক্ষ্ম কণা জমা হতে পারে — আদর্শ শিল্প গৃহস্থালি এবং ধুলো নিয়ন্ত্রণ অনুশীলন প্রযোজ্য।

বাণিজ্যিক ডিকিউমিনের সরবরাহকারীরা বিশদ বিষাক্ত তথ্য, প্রাথমিক চিকিৎসা ব্যবস্থা, এবং নিষ্পত্তি নির্দেশিকা সহ GHS/UN সুপারিশের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নিরাপত্তা ডেটা শীট (SDS) প্রদান করে। নিয়ন্ত্রিত শেষ বাজারের (ওয়্যার এবং কেবল, ইলেকট্রনিক্স, নির্মাণ সামগ্রী) জন্য পলিমার ফর্মুলেশনে যৌগকে একীভূত করা ক্রেতাদের সম্পূর্ণ SDS ডকুমেন্টেশন বজায় রাখা উচিত এবং প্রযোজ্য সীমাবদ্ধ পদার্থের তালিকার বিরুদ্ধে পদার্থ স্ক্রীনিং করা উচিত — EU REACH SVHC প্রার্থী তালিকা এবং IEC 62474 — তাদের পণ্যের সম্মতি কর্মপ্রবাহের অংশ হিসাবে।