কিউরড ইপোক্সির রঙ স্থিতিশীলতার উপর IPDA-এর প্রভাব

কেন IPDA হলুদ হওয়া প্ররোচিত করে: রাসায়নিক এবং পরিবেশগত চালক

IPDA-এর অ্যালিফ্যাটিক ডাইঅ্যামিন গঠন এবং রঞ্জক গঠনের পথ

IPDA (আইসোফোরোন ডাইঅ্যামিন) হলে হলুদ পড়ার প্রধান কারণ এর বিশেষ অ্যালিফ্যাটিক, শাখাযুক্ত গঠনের সঙ্গে যুক্ত, বিশেষ করে এতে থাকা দ্বিতীয়ক অ্যামিন গ্রুপগুলির সঙ্গে। যখন এই ধরনের পদার্থ তাপ, আলো বা সাধারণ অক্সিজেনের সংস্পর্শে আসে, তখন ঐ অ্যামিনগুলি জারিত হতে শুরু করে। এরপর যা ঘটে তা বেশ আকর্ষক—এরা কার্বোনিল গ্রুপগুলির সঙ্গে সমষ্টিগত দ্বিবন্ধন গঠন করে, যা মূলত রঙ উৎপাদনকারী ক্রোমোফোর নামে পরিচিত। এই গঠনগুলি 400 থেকে 500 ন্যানোমিটার পাল্লার দৃশ্যমান আলো শোষণ করে, যার কারণে আমরা হলুদ থেকে বাদামি রঙের বিবর্ণতা দেখতে পাই। একটি উল্লেখযোগ্য বিষয় হল যখন সাত বা তার বেশি এমন দ্বিবন্ধন পাশাপাশি থাকে, তখন আলো শোষণ খুবই তীব্র হয়ে ওঠে। IPDA-এর বিরুদ্ধে আরেকটি কারণ হল স্টেরিক হিন্ডারেন্স, যা একে সরল শৃঙ্খল অ্যালিফ্যাটিক অ্যামিনগুলির তুলনায় মুক্ত মূলকের প্রতি আরও বেশি সংবেদনশীল করে তোলে। এটি রঙ উৎপাদনকারী গঠনগুলির দ্রুত গঠনের কারণ হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি IPDA যুক্ত উপকরণগুলি প্রায় 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় 500 ঘন্টা ধরে রাখা হয়, তবে পরীক্ষাগুলি দেখায় যে রঙ পরিবর্তন (Delta E হিসাবে পরিমাপ করা হয়) মূলত সময়ের সাথে সাথে কার্বোনিল গ্রুপগুলির সঞ্চয়ের কারণে 3 থেকে 5 একক পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়।

তাপীয় বার্ধক্য বনাম ইউভি এক্সপোজার: IPDA-প্ররোচিত হলুদ হওয়ার আলাদা কার্যপ্রণালী

পরিবেশগত চাপের উপর নির্ভর করে IPDA-দ্বারা চিকিত্সিত এপোক্সি মৌলিকভাবে ভিন্ন পথে হলুদ হয়:

যখন উপকরণগুলি তাপীয় ক্ষয়ের শিকার হয়, তখন এটি ঘটে জারাজনিত শৃঙ্খল বিদীর্ণকরণ নামক একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে যা ক্রোমোফোরগুলিতে অসংখ্য কার্বনিল গ্রুপ তৈরি করে। আর্দ্রতা অবস্থাকে আরও খারাপ করে তোলে কারণ এটি জলীয় বিশ্লেষণ বিক্রিয়াকে উৎসাহিত করে। অন্যদিকে, আলট্রাভায়োলেট (UV) বিকিরণের সংস্পর্শে এলে আমরা একটি ভিন্ন ঘটনা দেখতে পাই। UV আলো যা ফটোঅক্সিডেশন নামে পরিচিত তা শুরু করে, বিশেষ করে IPDA অণুগুলির মধ্যে থাকা সেকেন্ডারি অ্যামিনগুলিকে আক্রমণ করে এবং কুইনোন ইমিন যৌগ তৈরি করে যা নীল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে খুব ভালোভাবে শোষণ করে। বাইরে ব্যবহৃত পণ্যগুলির ক্ষেত্রে এই ধরনের ক্ষয় সাধারণত সবচেয়ে বেশি সমস্যাযুক্ত হয়ে ওঠে। QUV চেম্বার ব্যবহার করে পরীক্ষা করলে রঙের কিছু বেশ উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনও দেখা যায়। মাত্র 500 ঘন্টা রোদে পোড়ার পরেই ডেল্টা E মানগুলি প্রায়শই 10 এককের বেশি লাফ দেয়, যা দৃশ্যত খুব স্পষ্ট। এখানে একটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য লক্ষণীয় যা এই দুটি ক্ষয়ের ধরন কীভাবে প্রকাশিত হয় তা নির্দেশ করে। তাপীয় হলুদ হওয়া সম্পূর্ণ উপকরণ জুড়ে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ে, অন্যদিকে UV রশ্মির ক্ষতি সাধারণত পৃষ্ঠের মধ্যেই সীমাবদ্ধ থাকে এবং সাধারণত পৃষ্ঠের চকচকে ভাবের পরিমাপে স্পষ্ট হ্রাস ঘটে।

IPDA-চিকিৎসায় এপোক্সিগুলিতে UV অবক্ষয়ের গতিবিদ্যা

সেকেন্ডারি অ্যামিন এবং কুইনোন ইমাইন জমা হওয়ার আলোক-জারণ

যখন আলট্রাভায়োলেট আলোর সংস্পর্শে উপকরণগুলি আসে, তখন IPDA অণুগুলিতে থাকা সেকেন্ডারি অ্যামিনগুলির সঙ্গে একটি আকর্ষক ঘটনা ঘটে। এগুলি ফটোঅক্সিডেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে হলুদ রঙের যৌগে পরিণত হয়, যাদের বিজ্ঞানীরা কোয়িংট ইমাইন ক্রোমোফোর বলে। এটি নরিশ-টাইপ বিক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে। কার্বোনিল দূষণকারী পদার্থ উপস্থিত থাকলে সমস্যাটি আরও খারাপ হয়। এগুলি প্রায়শই উৎপাদন প্রক্রিয়ায় অবশিষ্ট অংশ থেকে আসে অথবা উপকরণগুলি বয়স বাড়ার সাথে সাথে তৈরি হয়। এরপর যা ঘটে তা বেশ চমকপ্রদ—এই দূষণকারী পদার্থগুলি কাছাকাছি অ্যামিন সাইট থেকে হাইড্রোজেন পরমাণু শোষণ করে, অস্থিতিশীল র‌্যাডিক্যাল তৈরি করে যা দ্রুত স্থিতিশীল, দীর্ঘস্থায়ী কোয়িংট ইমাইনে পরিণত হয় যাদের বিস্তৃত কনজুগেশন থাকে। প্রকৃত পরীক্ষার ফলাফল আমাদের একটি উদ্বেগজনক বিষয়ও দেখায়। QUV পরীক্ষার শর্তে মাত্র 500 ঘন্টার পর, FTIR বিশ্লেষণে অ্যামিন সামগ্রীর 60% এর বেশি হারানো ধরা পড়ে। আর কী? এটি বৃদ্ধি পাওয়া b* রঙের মান এবং নমুনাগুলিতে লক্ষণীয় হলুদ রঙের বিবর্ণতার সঙ্গে সম্পূর্ণরূপে মিলে যায়। সবচেয়ে খারাপ অংশটি কী? উচ্চ শক্তির UV-B এবং UV-C তরঙ্গদৈর্ঘ্যগুলি এই সমস্ত রাসায়নিক ক্ষয়কে তীব্র গতি দেয়।

ত্বরিত QUV পরীক্ষায় গ্লস ক্ষতি, ΔE এবং ক্রোমোফোর ঘনত্বের সম্পর্ক

IPDA-দ্বারা নিরাময়কৃত তন্ত্রে আলোকিক অবক্ষয়ের মেট্রিকগুলির মধ্যে ASTM G154 QUV আবহাওয়া পরীক্ষার মজবুত সম্পর্ক উন্মোচন করে:

• পৃষ্ঠে আলোক-জারণিক চাপে সূক্ষ্ম ফাটলের কারণে 300 ঘন্টার মধ্যে (60°) গ্লস প্রায় 40% হ্রাস পায়
• δE 1,000 ঘন্টার মধ্যে 15 একক অতিক্রম করে, যার 90% এর বেশি পরিবর্তন b* স্থানাঙ্কে হলদে রঙের বৃদ্ধির কারণে ঘটে
• UV-Vis স্পেক্ট্রোস্কোপির মাধ্যমে পরিমাপিত ক্রোমোফোর ঘনত্ব—ΔE-এর সাথে রৈখিক সম্পর্ক (R² = 0.92) দেখায়, যা কুইনোন ইমাইনগুলিকে প্রধান হলদে প্রজাতি হিসাবে নিশ্চিত করে
  গুরুত্বপূর্ণভাবে, যে নমুনাগুলি প্রাথমিক গ্লসের >85% ধরে রাখে তারা ধ্রুবকভাবে ΔE < 8 বজায় রাখে, যা রঙের স্থিতিশীলতার একটি ব্যবহারিক, রিয়েল-টাইম সূচক হিসাবে পৃষ্ঠের অখণ্ডতাকে প্রতিষ্ঠিত করে।

IPDA-সম্পর্কিত হলদে হওয়া কমানো: পরিবর্তিত অ্যামিন বিকল্পগুলির কর্মদক্ষতা

LyCA-পরিবর্তিত নিরাময়কারী এজেন্টগুলি 1,000 ঘন্টা QUV-এর পরে ΔE-কে 40–60% হ্রাস করে (ASTM D4329)

IPDA কিউরিং এজেন্টগুলি সূর্যালোকে উদ্ভাসিত হওয়ার পর খুব দ্রুত হলুদ রঙের হয়ে যায়, কারণ এদের অ্যালিফ্যাটিক ডাইঅ্যামিনগুলি খুবই বিক্রিয়াশীল। এখানেই আলো-স্থিতিশীল সাইক্লোঅ্যালিফ্যাটিক অ্যামিনগুলি কাজে আসে। এই লাইকা (LyCA) যৌগগুলিতে এমন কঠোর বলয়াকার গঠন থাকে যা আসলে জারণজনিত ভাঙন রোধ করতে সাহায্য করে। এছাড়াও এতে বিশেষ উপাদান থাকে যা আলট্রাভায়োলেট (UV) আলো শোষণ করে এবং মুক্ত মূলকগুলিকে প্রতিরোধ করে, রঙের পরিবর্তন শুরু হওয়ার আগেই তা বন্ধ করে দেয়। ASTM D4329 পরীক্ষার ফলাফল অনুযায়ী, QUV ওয়েদারমিটারে 1,000 ঘন্টা রাখার পর সাধারণ IPDA-এর তুলনায় LyCA দিয়ে চিকিত্সিত উপকরণগুলি 40 থেকে 60 শতাংশ ভালো রঙের স্থিতিশীলতা বজায় রাখে। এর ব্যবহারিক অর্থ হল রঙ অনেক দীর্ঘ সময় ধরে তাজা দেখায়, এবং চকচকে ভাব 80% এর উপরে থাকে, যেখানে চিকিত্সাহীন নমুনাগুলি খুব দ্রুত ভেঙে পড়ে। এখানে ম্যাজিকটা আসলে IPDA কে সম্পূর্ণরূপে সরিয়ে ফেলা নয়। বরং উৎপাদকরা জারণ প্রক্রিয়া ধীর করতে স্টেরিক হিন্ডারেন্স পদ্ধতি ব্যবহার করে এর বিক্রিয়াকে পরিবর্তন করে। তারা আরও কিছু কার্যকরী সংযোজন পদার্থ যোগ করে যা বিরক্তিকর কুইনোন ইমিনগুলি তৈরি হওয়ার আগেই সেই বিরক্তিকর মূলকগুলিকে আটকায়। জানালা কোটিং, স্বচ্ছ কম্পোজিট অংশ তৈরি বা বছরের পর বছর ধরে ভালো দেখানোর প্রয়োজনীয় পণ্য ফিনিশ করার মতো কঠোর কাজের ক্ষেত্রে, শিল্পের প্রকৃত মানদণ্ড অনুযায়ী, এই LyCA পরিবর্তনগুলি সময়ের সাথে সাথে জিনিসগুলিকে তীক্ষ্ণ দেখাতে রাখতে প্রকৃতপক্ষে পার্থক্য তৈরি করে।

FAQ বিভাগ

আইপিডিএ-কিউর্ড ইপোক্সিগুলিতে হলুদ হওয়ার কারণ কী?

আইপিডিএ-এর মধ্যে দ্বিতীয়ক অ্যামিনগুলির জারণের ফলে মূলত হলুদ হওয়া ঘটে, যা দৃশ্যমান আলোকে শোষণকারী ক্রোমোফোর গঠনের দিকে নিয়ে যায়, ফলস্বরূপ রঙ পরিবর্তন হয়।

আইপিডিএ-ভিত্তিক উপকরণগুলির উপর ইউভি রফতানির কী প্রভাব ফেলে?

ইউভি রফতানি ফটোঅক্সিডেশনকে সক্রিয় করে, যা নীল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে হলুদ হওয়ার দিকে নিয়ে যায়, বিশেষ করে উপকরণের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রে, কুইনোন ইমিন গঠন করে।

হলুদ হওয়ার প্রক্রিয়াটি ধীর করা যাবে বা রোধ করা যাবে?

হ্যাঁ, লাইসিএ-পরিবর্তিত কিউরিং এজেন্ট ব্যবহার করে জারণ প্রতিরোধের জন্য সংযোজন উপাদানগুলি অন্তর্ভুক্ত করে ইউভি স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি করে হলুদ হওয়ার প্রক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা যেতে পারে।