सिंथेटिक पॉलिमर: गुण, प्रकार और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

सिंथेटिक पॉलिमर प्रयोगशाला या औद्योगिक तराजू में मनुष्य के हाथ द्वारा उत्पादित कर रहे हैं। संरचनात्मक रूप से, वे छोटी इकाइयों के संघ से मिलकर बने होते हैं, जिन्हें मोनोमर्स कहा जाता है, जो कि बहुलक श्रृंखला या नेटवर्क के रूप में जाना जाता है।

निचला ऊपरी भाग "स्पेगेटी" प्रकार की बहुलक संरचना दिखाता है। प्रत्येक ब्लैक डॉट एक मोनोमर का प्रतिनिधित्व करता है, जो एक सहसंयोजक बंधन द्वारा दूसरे से जुड़ा होता है। बिंदुओं के उत्तराधिकार से बहुलक श्रृंखलाओं का विकास होता है, जिनकी पहचान मोनोमर की प्रकृति पर निर्भर करेगी।

इसके अलावा, इसके अधिकांश मोनोमर्स पेट्रोलियम से प्राप्त होते हैं। यह प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से प्राप्त होता है जिसमें हाइड्रोकार्बन और अन्य कार्बनिक प्रजातियों के आकार को कम करने के लिए छोटे और कृत्रिम रूप से बहुमुखी अणु प्राप्त होते हैं।

गुण

जिस प्रकार पॉलिमर की संभावित संरचनाएँ विविध हैं, उसी प्रकार उनके गुण भी हैं। ये लीनियरिटी, ब्रांचिंग (जंजीरों की छवि में अनुपस्थित), बांड और मोनोमर्स के आणविक भार के साथ हाथ से चलते हैं।

हालांकि, इस तथ्य के बावजूद कि संरचनात्मक पैटर्न हैं जो एक बहुलक की संपत्ति को परिभाषित करते हैं - और इसलिए इसका प्रकार - अधिकांश में कुछ गुण और विशेषताएं हैं। इनमें से कुछ हैं:

- उनके पास अपेक्षाकृत कम उत्पादन लागत है, लेकिन उच्च रीसाइक्लिंग लागत।

- बड़ी मात्रा के कारण जो उनकी संरचना पर कब्जा कर सकते हैं, वे बहुत घने सामग्री नहीं हैं और यंत्रवत् बहुत प्रतिरोधी हैं।

- वे रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं, या अम्लीय (एचएफ) और बुनियादी (NaOH) पदार्थों के हमले का विरोध करने के लिए पर्याप्त हैं।

- चालन बैंड की कमी; इसलिए, वे बिजली के गरीब कंडक्टर हैं।

प्रकार

पॉलिमर को उनके मोनोमर्स, उनके पोलीमराइज़ेशन तंत्र और उनके गुणों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है।

एक होमोपोलिमर वह है जिसमें एकल प्रकार की मोनोमेरिक इकाइयाँ होती हैं:

100A => AAAAAAA…

जबकि एक कॉपोलीमर वह होता है जो दो या दो से अधिक भिन्न मोनोमेरिक इकाइयों से बना होता है:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

उपरोक्त रासायनिक समीकरण इसके अलावा संश्लेषित पॉलिमर के अनुरूप हैं। इनमें, बहुलक श्रृंखला या नेटवर्क बढ़ता है क्योंकि अधिक मोनोमर इसे बांधते हैं।

दूसरी ओर, संक्षेपण के माध्यम से पॉलिमर के लिए, मोनोमर बंधन एक छोटे अणु की रिहाई के साथ होता है जो "संघनक":

ए + ए => एए + पी

एए + ए => एएए + पी…

कई पोलीमराइज़ेशन में p = H ₂ O, जैसा कि फॉर्मल्डिहाइड (HC ₂ = O) के साथ संश्लेषित पॉलीफेनोल्स के साथ होता है ।

उनके गुणों के अनुसार, सिंथेटिक पॉलिमर को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

thermoplastics

वे रैखिक या थोड़ा शाखित पॉलिमर हैं, जिनके तापमान के प्रभाव से अंतर-आणविक बातचीत को दूर किया जा सकता है। यह उनके नरम होने और ढालने का कार्य करता है, और उन्हें रीसायकल करना आसान बनाता है।

थर्मास्टाइबल

थर्माप्लास्टिक के विपरीत, थर्मोसेट पॉलिमर की बहुलक संरचनाओं में कई शाखाएँ होती हैं। यह उन्हें मजबूत इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के कारण, विकृत या पिघलने के बिना उच्च तापमान का सामना करने की अनुमति देता है।

इलास्टोमर

वे उन पॉलिमर हैं जो किसी बाहरी दबाव को बिना तोड़े, ख़राब किए लेकिन फिर अपने मूल आकार में लौटने में सक्षम हैं।

ऐसा इसलिए है क्योंकि उनकी बहुलक श्रृंखलाएं जुड़ी हुई हैं, लेकिन दबाव के बीच रास्ता देने के लिए उनके बीच की इंटरमॉलिक्युलर बातचीत काफी कमजोर है।

जब ऐसा होता है, तो विकृत सामग्री अपनी चेन को एक क्रिस्टलीय व्यवस्था में व्यवस्थित करती है, जो दबाव के कारण होने वाली गति को "धीमा" करती है। फिर, जब यह गायब हो जाता है, तो बहुलक अपनी मूल अनाकार व्यवस्था में वापस आ जाता है।

रेशे

वे कम लोच के साथ पॉलिमर हैं और उनकी बहुलक श्रृंखलाओं की समरूपता और उनके बीच महान आत्मीयता के लिए धन्यवाद। यह आत्मीयता उन्हें मज़बूती से बातचीत करने की अनुमति देती है, जो यांत्रिक कार्य के लिए एक रैखिक क्रिस्टलीय व्यवस्था का निर्माण करती है।

इस प्रकार के बहुलक कपड़े के निर्माण में उपयोग होते हैं जैसे कपास, रेशम, ऊन, नायलॉन, आदि।

उदाहरण

नायलॉन

नायलॉन एक रेशेदार प्रकार के बहुलक का एक आदर्श उदाहरण है, जो कपड़ा उद्योग में कई उपयोग करता है। इसकी बहुलक श्रृंखला में निम्न संरचना के साथ एक पॉलियामाइड होता है:

यह श्रृंखला नायलॉन 6,6 की संरचना से मेल खाती है। यदि आप कार्बन परमाणुओं (ग्रे) को गिनते हैं, तो लाल क्षेत्र से जुड़े लोगों के साथ शुरू और समाप्त होता है, छह होते हैं।

इसी तरह, छह कार्बोन हैं जो नीले क्षेत्रों को अलग करते हैं। दूसरी ओर, नीले और लाल गोले एमाइड समूह (सी = ओएनएच) के अनुरूप हैं।

यह समूह अन्य श्रृंखलाओं के साथ हाइड्रोजन बांड के माध्यम से बातचीत करने में सक्षम है, जो अपनी नियमितता और समरूपता के लिए एक क्रिस्टलीय व्यवस्था को भी अपना सकता है।

दूसरे शब्दों में, नायलॉन में फाइबर के रूप में अर्हता प्राप्त करने के लिए आवश्यक सभी गुण हैं।

पॉलीकार्बोनेट

यह एक पारदर्शी प्लास्टिक बहुलक (मुख्य रूप से थर्माप्लास्टिक) है जिसके साथ खिड़कियां, लेंस, छत, दीवारें आदि बनाई जाती हैं। ऊपर की छवि पॉली कार्बोनेट से बने ग्रीनहाउस को दिखाती है।

इसकी बहुलक संरचना क्या है और पॉली कार्बोनेट नाम कहाँ से आता है? इस मामले में, यह आयनों सीओ ₃ ^2- का कड़ाई से उल्लेख नहीं करता है, लेकिन इस समूह में आणविक उपकरण के भीतर सहसंयोजक बंधों में भाग लेते हैं:

इस प्रकार, आर किसी भी प्रकार का अणु (संतृप्त, असंतृप्त, सुगंधित, आदि) हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पॉली कार्बोनेट पॉलिमर का एक विस्तृत परिवार होता है।

polystyrene

यह दैनिक जीवन में सबसे आम पॉलिमर में से एक है। प्लास्टिक कप, खिलौने, कंप्यूटर और टेलीविजन आइटम, और ऊपर की छवि में पुतला सिर (साथ ही अन्य वस्तुओं) पॉलीस्टाइनिन से बना है।

इसकी पॉलिमरिक संरचना में एक उच्च सुगंधित घटक (हेक्सागोनल रिंग्स) के साथ एक श्रृंखला बनाते हुए, एन शैली के संघ होते हैं:

पॉलीस्टायर्न का उपयोग अन्य कोपोलिमर जैसे एसबीएस (पॉली (स्टाइरीन-ब्यूटाडीन-स्टाइलिन)) को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है, जो उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जिनके लिए एक प्रतिरोधी रबड़ की आवश्यकता होती है।

polytetrafluoroethylene

टेफ्लॉन के रूप में भी जाना जाता है, यह कई बहुलक बर्तनों में गैर-स्टिक एक्शन (ब्लैक पैंस) के साथ मौजूद एक बहुलक है। यह मक्खन या अन्य वसा को जोड़ने की आवश्यकता के बिना भोजन को तला हुआ करने की अनुमति देता है।

इसकी संरचना में दोनों तरफ एफ परमाणुओं द्वारा एक बहुलक श्रृंखला "कवर" होती है। ये एफ अन्य कणों के साथ बहुत कमजोर तरीके से संपर्क करते हैं, जैसे कि चिकनाई वाले, उन्हें पैन की सतह पर चिपके रहने से रोकते हैं।

संदर्भ

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