पॉलिमर और उनके अनुप्रयोग तालिका। बहुलक सामग्री के अनुप्रयोग
पॉलिमर, या मैक्रोमोलेक्यूल्स, बहुत बड़े अणु होते हैं, जो कई छोटे अणुओं के बंधों से बनते हैं, जिन्हें घटक इकाइयाँ या मोनोमर कहा जाता है। अणु इतने बड़े होते हैं कि इनमें से कुछ इकाइयों को जोड़ने या हटाने पर उनके गुण महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलते हैं। शब्द "बहुलक सामग्री" सामान्य है। यह सिंथेटिक प्लास्टिक के तीन व्यापक समूहों को जोड़ती है, अर्थात्: पॉलिमर; प्लास्टिक और उनकी रूपात्मक विविधता - बहुलक मिश्रित सामग्री (पीसीएम) या, जैसा कि उन्हें भी कहा जाता है, प्रबलित प्लास्टिक। इन समूहों के लिए सामान्य बात यह है कि उनका अनिवार्य हिस्सा बहुलक घटक है, जो सामग्री के मुख्य थर्मल विरूपण और तकनीकी गुणों को निर्धारित करता है। बहुलक घटक एक कार्बनिक उच्च-आणविक पदार्थ है जो प्रारंभिक निम्न-आणविक पदार्थों - मोनोमर्स के अणुओं के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है।
पॉलिमर को आमतौर पर उच्च-आणविक पदार्थ (होमोपॉलिमर) कहा जाता है, जिसमें एडिटिव्स शामिल होते हैं, जैसे कि स्टेबलाइजर्स, इनहिबिटर, प्लास्टिसाइज़र, लुब्रिकेंट, एंटीराड, आदि। भौतिक रूप से, पॉलिमर होमोफ़ेज़ सामग्री हैं, वे होमोपोलिमर में निहित सभी भौतिक और रासायनिक विशेषताओं को बनाए रखते हैं।
प्लास्टिक पॉलिमर पर आधारित मिश्रित सामग्री है जिसमें बिखरे हुए या छोटे-फाइबर फिलर्स, पिगमेंट और अन्य थोक घटक होते हैं। फिलर्स एक सतत चरण नहीं बनाते हैं। वे (प्रसार माध्यम) बहुलक मैट्रिक्स (फैलाव माध्यम) में स्थित हैं। भौतिक रूप से, प्लास्टिक आइसोट्रोपिक (सभी दिशाओं में समान) भौतिक मैक्रोप्रॉपर्टी के साथ हेटरोफ़ेज़ सामग्री है।
प्लास्टिक को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है - थर्मोप्लास्टिक और थर्मोसेट। थर्मोप्लास्टिक्स वे हैं जिन्हें एक बार आकार देने के बाद पिघलाया जा सकता है और फिर से ढाला जा सकता है; थर्मोसेट, एक बार ढाला गया, अब पिघलता नहीं है और तापमान और दबाव के प्रभाव में दूसरा आकार नहीं ले सकता है। पैकेजिंग में उपयोग किए जाने वाले लगभग सभी प्लास्टिक थर्मोप्लास्टिक हैं, जैसे पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन (पॉलीओलेफ़िन परिवार के सदस्य), पॉलीस्टाइनिन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट, नायलॉन (नायलॉन), पॉली कार्बोनेट, पॉलीविनाइल एसीटेट, पॉलीविनाइल अल्कोहल और अन्य।
प्लास्टिक को पॉलीकंडेंसेशन के अलावा प्राप्त पॉलिमर में, उन्हें पोलीमराइज़ करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली विधि के अनुसार भी वर्गीकृत किया जा सकता है। जोड़ पॉलिमर एक तंत्र द्वारा निर्मित होते हैं जिसमें या तो मुक्त कण या आयन शामिल होते हैं, जिससे छोटे अणु तेजी से बढ़ते हुए अणुओं के गठन के बिना बढ़ती श्रृंखला में जुड़ जाते हैं। पॉलीकंडेंसेशन पॉलिमर अणुओं में कार्यात्मक समूहों को एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करके उत्पादित किए जाते हैं ताकि एक लंबी बहुलक श्रृंखला कदम से कदम बन जाए और कम आणविक भार सह-उत्पाद जैसे पानी आमतौर पर प्रत्येक प्रतिक्रिया चरण के दौरान बनता है। पॉलीओलेफ़िन, पॉलीविनाइल क्लोराइड और पॉलीस्टाइनिन सहित अधिकांश पैकेजिंग पॉलिमर, अतिरिक्त पॉलिमर हैं।
प्लास्टिक के रासायनिक और भौतिक गुण उनकी रासायनिक संरचना, औसत आणविक भार और आणविक भार वितरण, प्रसंस्करण (और उपयोग) इतिहास, और योजक की उपस्थिति से निर्धारित होते हैं।
पॉलिमर प्रबलित सामग्री प्लास्टिक का एक प्रकार है। वे इस बात में भिन्न हैं कि वे छितरी हुई नहीं, बल्कि मजबूत करने वाली, यानी मजबूत करने वाले भराव (फाइबर, कपड़े, रिबन, महसूस किए गए, एकल क्रिस्टल) का उपयोग करते हैं, जो पीसीएम में एक स्वतंत्र निरंतर चरण बनाते हैं। ऐसे पीसीएम की अलग-अलग किस्मों को लेमिनेटेड प्लास्टिक कहा जाता है। यह आकृति विज्ञान बहुत उच्च विरूपण-शक्ति, थकान, इलेक्ट्रोफिजिकल, ध्वनिक और अन्य लक्ष्य विशेषताओं के साथ प्लास्टिक प्राप्त करना संभव बनाता है जो उच्चतम आधुनिक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया एक उच्च आणविक भार उत्पाद - एक बहुलक के गठन के साथ असंतृप्त यौगिकों के अणुओं का क्रमिक जोड़ है। पोलीमराइजेशन से गुजरने वाले एल्केन अणुओं को मोनोमर कहा जाता है। एक मैक्रोमोलेक्यूल में दोहराई जाने वाली प्राथमिक इकाइयों की संख्या को पोलीमराइजेशन की डिग्री (एन द्वारा दर्शाया गया) कहा जाता है। पोलीमराइजेशन की डिग्री के आधार पर, एक ही मोनोमर से विभिन्न गुणों वाले पदार्थ प्राप्त किए जा सकते हैं। इस प्रकार, शॉर्ट चेन पॉलीइथाइलीन (n = 20) चिकनाई गुणों वाला एक तरल है। 1500-2000 लिंक की श्रृंखला की लंबाई वाली पॉलीथीन एक कठोर लेकिन लचीली प्लास्टिक सामग्री है जिससे फिल्म प्राप्त करना, बोतलें और अन्य बर्तन, लोचदार पाइप आदि बनाना संभव है। अंत में, 5-6 हजार लिंक की लक्ष्य लंबाई वाली पॉलीथीन एक ठोस पदार्थ है जिससे कास्ट उत्पाद, कठोर पाइप, मजबूत धागे तैयार किए जा सकते हैं।
यदि कम संख्या में अणु पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं, तो निम्न-आणविक पदार्थ बनते हैं, उदाहरण के लिए, डिमर, ट्रिमर, आदि। पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रियाओं की घटना की स्थिति बहुत भिन्न होती है। कुछ मामलों में उत्प्रेरक और उच्च दबाव की आवश्यकता होती है। लेकिन मुख्य कारक मोनोमर अणु की संरचना है। असंतृप्त (असंतृप्त) यौगिक अनेक बंधों के टूटने के कारण बहुलकीकरण अभिक्रिया में प्रवेश करते हैं। पॉलिमर के संरचनात्मक सूत्र संक्षेप में निम्नानुसार लिखे गए हैं: प्राथमिक इकाई का सूत्र कोष्ठक में संलग्न है और अक्षर n को नीचे दाईं ओर रखा गया है। उदाहरण के लिए, पॉलीइथाइलीन का संरचनात्मक सूत्र (-CH2-CH2-) n है। यह निष्कर्ष निकालना आसान है कि बहुलक का नाम मोनोमर और उपसर्ग पॉली- के नाम से बना है, उदाहरण के लिए, पॉलीइथाइलीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीस्टाइनिन, आदि।
पॉलिमराइजेशन एक चेन रिएक्शन है, और इसे शुरू करने के लिए, तथाकथित सर्जक की मदद से मोनोमर अणुओं को सक्रिय करना आवश्यक है। इस तरह के प्रतिक्रिया आरंभकर्ता मुक्त कण या आयन (उद्धरण, आयन) हो सकते हैं। सर्जक की प्रकृति के आधार पर, कट्टरपंथी, धनायनित, या आयनिक पोलीमराइजेशन तंत्र प्रतिष्ठित हैं।
सबसे आम हाइड्रोकार्बन पॉलिमर पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन हैं।
पॉलीथीन एथिलीन के पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है: पॉलीप्रोपाइलीन प्रोपलीन (प्रोपीन) के स्टीरियो-विशिष्ट पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। स्टीरियोस्पेसिफिक पोलीमराइजेशन एक सख्त आदेशित स्थानिक संरचना के साथ एक बहुलक प्राप्त करने की प्रक्रिया है। कई अन्य यौगिक पोलीमराइजेशन में सक्षम हैं - एथिलीन के डेरिवेटिव, सामान्य सूत्र सीएच 2 = = सीएच-एक्स, जहां एक्स विभिन्न परमाणु या परमाणुओं के समूह हैं।
पॉलिमर के प्रकार:
Polyolefins पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन सहित आणविक श्रृंखलाओं की एक विविध स्थानिक संरचना के साथ एक ही रासायनिक प्रकृति (रासायनिक सूत्र - (CH2) -n) के पॉलिमर का एक वर्ग है। वैसे, सभी कार्बोहाइड्रेट, उदाहरण के लिए, प्राकृतिक गैस, चीनी, पैराफिन और लकड़ी की रासायनिक संरचना समान होती है। कुल मिलाकर, दुनिया में सालाना 150 मिलियन टन पॉलिमर का उत्पादन होता है, और इस राशि का लगभग 60% पॉलीओलेफ़िन खाते में होता है। भविष्य में, पॉलीओलेफ़िन आज की तुलना में बहुत अधिक हद तक हमें घेर लेंगे, इसलिए उन पर करीब से नज़र डालना उपयोगी है।
पॉलीओलेफ़िन के गुणों का परिसर, जैसे कि पराबैंगनी, ऑक्सीडेंट, आंसू, भेदी, गर्मी संकोचन और आंसू के प्रतिरोध सहित, बहुलक सामग्री और उत्पादों को प्राप्त करने की प्रक्रिया में अणुओं के ओरिएंटल खिंचाव की डिग्री के आधार पर बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है।
विशेष रूप से इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि पॉलीओलेफ़िन मनुष्य द्वारा उपयोग की जाने वाली अधिकांश सामग्रियों की तुलना में पर्यावरण की दृष्टि से अधिक स्वच्छ हैं। कांच, लकड़ी और कागज, कंक्रीट और धातु के उत्पादन, परिवहन और प्रसंस्करण में बहुत अधिक ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, जिसका उत्पादन अनिवार्य रूप से पर्यावरण को प्रदूषित करता है। पारंपरिक सामग्रियों के निपटान से हानिकारक पदार्थ भी निकलते हैं और ऊर्जा की बर्बादी होती है। पॉलीओलेफ़िन हानिकारक पदार्थों के उत्सर्जन के बिना और न्यूनतम ऊर्जा खपत के साथ उत्पादित और निपटाए जाते हैं, और जब पॉलीओलेफ़िन जलते हैं, तो जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में उप-उत्पादों के साथ शुद्ध गर्मी की एक बड़ी मात्रा जारी की जाती है। polyethylene
पैकेजिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी प्लास्टिक का लगभग 60% पॉलीइथाइलीन है, मुख्य रूप से इसकी कम लागत के कारण, लेकिन कई अनुप्रयोगों के लिए इसके उत्कृष्ट गुणों के कारण भी। उच्च घनत्व पॉलीथीन (एचडीपीई - कम दबाव) में सभी प्लास्टिक की सबसे सरल संरचना होती है, इसमें एथिलीन की दोहराई जाने वाली इकाइयां होती हैं। -(CH2CH2)n- उच्च घनत्व पॉलीथीन। कम घनत्व वाली पॉलीथीन (एलडीपीई - उच्च दबाव) का एक ही रासायनिक सूत्र होता है, लेकिन इसमें भिन्नता होती है कि इसकी संरचना शाखित होती है। -(CH2CHR) n- कम घनत्व वाली पॉलीथीन जहां R -H, -(CH2)nCH3, या अधिक जटिल माध्यमिक शाखाएं हो सकती हैं।
पॉलीइथिलीन, इसकी सरल रासायनिक संरचना के कारण, आसानी से एक क्रिस्टल जाली में बदल जाता है, और इसलिए इसमें उच्च स्तर की क्रिस्टलीयता होती है। चेन ब्रांचिंग क्रिस्टलीकरण की इस क्षमता में हस्तक्षेप करती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रति इकाई आयतन में कम अणु होते हैं, और इसलिए घनत्व कम होता है।
एलडीपीई - उच्च दबाव पॉलीथीन। प्लास्टिक, थोड़ा मैट, स्पर्श करने के लिए मोमी, ब्लो ट्यूबलर फिल्म में एक्सट्रूज़न द्वारा संसाधित या एक फ्लैट डाई और एक ठंडा रोलर के माध्यम से फ्लैट फिल्म में। एलडीपीई फिल्म तनाव और संपीड़न में मजबूत है, प्रभाव और आंसू प्रतिरोधी है, कम तापमान पर मजबूत है। इसकी एक विशेषता है - बल्कि कम नरम तापमान (लगभग 100 डिग्री सेल्सियस)।
एचडीपीई - कम दबाव पॉलीथीन। एचडीपीई फिल्म एलडीपीई फिल्मों की तुलना में स्पर्श करने के लिए कठिन, टिकाऊ, कम मोमी है। ब्लो स्लीव एक्सट्रूज़न या फ्लैट स्लीव एक्सट्रूज़न द्वारा प्राप्त किया गया। 121 डिग्री सेल्सियस का नरम तापमान भाप नसबंदी की अनुमति देता है। इन फिल्मों का ठंढ प्रतिरोध एचडीपीई फिल्मों के समान है। खिंचाव और संपीड़न का प्रतिरोध अधिक है, और प्रभाव और आंसू का प्रतिरोध एलडीपीई फिल्मों की तुलना में कम है। एचडीपीई की फिल्में नमी के लिए एक उत्कृष्ट बाधा हैं। वसा, तेल के प्रतिरोधी। "सरसराहट" टी-शर्ट बैग ("सरसराहट") जिसमें आप अपनी खरीदारी पैक करते हैं वह एचडीपीई से बना है।
एचडीपीई के दो मुख्य प्रकार हैं। 1930 के दशक में पहली बार उत्पादित "पुराना" प्रकार, उच्च तापमान और दबावों पर पोलीमराइज़ करता है, ऐसी स्थितियां जो श्रृंखला प्रतिक्रियाओं की एक स्पष्ट घटना की अनुमति देने के लिए पर्याप्त ऊर्जावान होती हैं जो लंबी और छोटी दोनों श्रृंखलाओं के गठन की ओर ले जाती हैं। इस प्रकार के एचडीपीई को कभी-कभी उच्च दबाव पॉलीथीन (एलडीपीई, एचडी-एचडीपीई, उच्च दबाव के कारण) के रूप में जाना जाता है यदि इसे रैखिक कम दबाव पॉलीथीन, एलडीपीई के "छोटे" प्रकार से अलग करना आवश्यक है। कमरे के तापमान पर, पॉलीथीन काफी नरम और लचीली सामग्री है। यह ठंड की स्थिति में इस लचीलेपन को अच्छी तरह से बरकरार रखता है, इसलिए यह जमे हुए खाद्य पैकेजिंग में लागू होता है। हालांकि, ऊंचे तापमान पर, जैसे कि 100 डिग्री सेल्सियस, यह कुछ अनुप्रयोगों के लिए बहुत नरम हो जाता है। एचडीपीई में एलडीपीई की तुलना में अधिक भंगुरता और नरमी बिंदु है, लेकिन यह अभी भी उपयुक्त गर्म-भरण कंटेनर नहीं है।
पैकेजिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी प्लास्टिक में से लगभग 30% एचडीपीई हैं। इसकी कम लागत, मोल्डिंग में आसानी और कई अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली बोतल प्लास्टिक है। अपने प्राकृतिक रूप में, एचडीपीई में दूधिया सफेद, पारभासी उपस्थिति होती है, और इस प्रकार उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है जहां असाधारण पारदर्शिता की आवश्यकता होती है। कुछ अनुप्रयोगों में एचडीपीई का उपयोग करने का एक नुकसान स्ट्रेस क्रैकिंग की प्रवृत्ति है, जिसे तनाव और उत्पाद के संपर्क दोनों की स्थितियों में प्लास्टिक कंटेनर की विफलता के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप अकेले विफलता नहीं होती है। पॉलीइथाइलीन में पर्यावरणीय तनाव क्रैकिंग बहुलक के क्रिस्टलीयता से संबंधित है।
एलडीपीई सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पैकेजिंग पॉलिमर है, जो सभी पैकेजिंग प्लास्टिक के लगभग एक तिहाई के लिए जिम्मेदार है। इसकी कम क्रिस्टलीयता के कारण, यह एचडीपीई की तुलना में नरम, अधिक लचीली सामग्री है। यह कम लागत के कारण फिल्मों और बैग के लिए पसंद की सामग्री है। एलडीपीई में एचडीपीई की तुलना में बेहतर स्पष्टता है, लेकिन फिर भी इसमें क्रिस्टल स्पष्टता नहीं है जो कुछ पैकेजिंग अनुप्रयोगों के लिए वांछनीय है।
पीपी - पॉलीप्रोपाइलीन। उत्कृष्ट स्पष्टता (आकार देने के दौरान तेजी से ठंडा होने के साथ), उच्च गलनांक, रासायनिक और पानी प्रतिरोध। पीपी जल वाष्प को गुजरने देता है, जो इसे "एंटी-फॉगिंग" खाद्य पैकेजिंग (रोटी, जड़ी-बूटियों, किराने का सामान) के साथ-साथ हाइड्रो-विंड इन्सुलेशन के निर्माण के लिए अपरिहार्य बनाता है। पीपी ऑक्सीजन और ऑक्सीडेंट के प्रति संवेदनशील है। इसे ब्लो एक्सट्रूज़न द्वारा या एक फ्लैट डाई के माध्यम से ड्रम पर डालने या पानी के स्नान में ठंडा करके संसाधित किया जाता है। इसमें अच्छी पारदर्शिता और चमक है, उच्च रासायनिक प्रतिरोध, विशेष रूप से तेल और वसा के लिए, पर्यावरण के प्रभाव में दरार नहीं करता है।
पीवीसी - पॉलीविनाइल क्लोराइड। अपने शुद्ध रूप में, नाजुकता और गैर-लोच के कारण इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। सस्ता। इसे ब्लो एक्सट्रूज़न या फ्लैट स्लॉट एक्सट्रूज़न द्वारा एक फिल्म में संसाधित किया जा सकता है। पिघल अत्यधिक चिपचिपा होता है। पीवीसी थर्मली अस्थिर और संक्षारक है। जब ज़्यादा गरम किया जाता है और जलाया जाता है, तो यह एक अत्यधिक जहरीला क्लोरीन यौगिक - डाइऑक्सिन छोड़ता है। 60 और 70 के दशक में व्यापक रूप से फैला। इसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल पॉलीप्रोपाइलीन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
पॉलिमर पहचान
बहुलक फिल्मों के उपभोक्ताओं को अक्सर बहुलक सामग्री की प्रकृति को पहचानने के व्यावहारिक कार्य का सामना करना पड़ता है जिससे वे बने होते हैं। बहुलक सामग्री के मुख्य गुण, जैसा कि सर्वविदित है, उनकी मैक्रोमोलेक्यूलर श्रृंखलाओं की संरचना और संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसलिए, यह स्पष्ट है कि पहले सन्निकटन में बहुलक फिल्मों की पहचान के लिए, मैक्रोमोलेक्यूल्स बनाने वाले कार्यात्मक समूहों का अनुमान लगाना पर्याप्त हो सकता है। कुछ पॉलिमर, हाइड्रॉक्सिल समूहों (-OH) की उपस्थिति के कारण, पानी के अणुओं की ओर रुख करते हैं। यह उदाहरण के लिए, सेल्यूलोज फिल्मों की उच्च हाइग्रोस्कोपिसिटी और सिक्त होने पर उनकी प्रदर्शन विशेषताओं में ध्यान देने योग्य परिवर्तन की व्याख्या करता है। अन्य पॉलिमर (पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट, पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, आदि) में ऐसे समूह बिल्कुल नहीं होते हैं, जो उनके अच्छे जल प्रतिरोध की व्याख्या करते हैं।
एक बहुलक में कुछ कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति मौजूदा और वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित वाद्य अनुसंधान विधियों के आधार पर निर्धारित की जा सकती है। हालांकि, इन विधियों का व्यावहारिक कार्यान्वयन हमेशा अपेक्षाकृत बड़ी समय लागत से जुड़ा होता है और यह उचित प्रकार के महंगे परीक्षण उपकरण की उपलब्धता के कारण होता है जिसके लिए इसके उपयोग के लिए उपयुक्त योग्यता की आवश्यकता होती है। साथ ही, बहुलक फिल्मों की प्रकृति को पहचानने के लिए काफी सरल और "त्वरित" व्यावहारिक तरीके हैं। ये विधियां इस तथ्य पर आधारित हैं कि विभिन्न बहुलक सामग्री से बहुलक फिल्में उनकी बाहरी विशेषताओं, भौतिक और यांत्रिक गुणों के साथ-साथ हीटिंग के संबंध में, उनके दहन की प्रकृति और कार्बनिक और अकार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशीलता में एक दूसरे से भिन्न होती हैं।
कई मामलों में, बहुलक सामग्री की प्रकृति, जिसमें से बहुलक फिल्में बनाई जाती हैं, बाहरी विशेषताओं द्वारा निर्धारित की जा सकती हैं, जिसके अध्ययन में निम्नलिखित विशेषताओं पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए: सतह की स्थिति, रंग, चमक, पारदर्शिता, कठोरता और लोच, आंसू प्रतिरोध, आदि। उदाहरण के लिए, पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीविनाइल क्लोराइड से बनी गैर-उन्मुख फिल्में आसानी से खींची जाती हैं। पॉलियामाइड, सेल्यूलोज एसीटेट, पॉलीस्टाइनिन, ओरिएंटेड पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड से बनी फिल्में अच्छी तरह से खिंचाव नहीं करती हैं। सेलूलोज़ एसीटेट फिल्में आंसू प्रतिरोधी नहीं होती हैं, आसानी से उनके अभिविन्यास के लंबवत दिशा में विभाजित हो जाती हैं, और कुचलने पर भी सरसराहट होती है। अधिक आंसू प्रतिरोधी पॉलियामाइड और लवसन (पॉलीइथिलीन टेरेफ्थेलेट) फिल्में, जो कुचलने पर भी सरसराहट करती हैं। इसी समय, कम घनत्व वाली पॉलीथीन, प्लास्टिसाइज्ड पॉलीविनाइल क्लोराइड से बनी फिल्में कुचलने पर सरसराहट नहीं करती हैं और उच्च आंसू प्रतिरोध करती हैं। अध्ययन की गई बहुलक फिल्म की बाहरी विशेषताओं के अध्ययन के परिणामों की तुलना तालिका में दी गई विशिष्ट विशेषताओं से की जानी चाहिए। 1, जिसके बाद कुछ प्रारंभिक निष्कर्ष पहले ही निकाले जा सकते हैं।
तालिका 1. बाहरी संकेत
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बहुलक का प्रकार |
यांत्रिक संकेत |
स्पर्श करने के लिए सतह की स्थिति |
रंग |
पारदर्शिता |
चमकना |
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नरम, लोचदार, आंसू प्रतिरोधी |
चिकना मुलायाम |
बेरंग |
पारदर्शी |
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थोड़ा तैलीय, चिकना, मीठा |
बेरंग |
पारदर्शी |
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कठोर, थोड़ा लोचदार, आंसू प्रतिरोधी |
सूखा, चिकना |
बेरंग |
पारदर्शी या पारदर्शी |
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कठिन, आंसू प्रतिरोधी |
सूखा, चिकना |
बेरंग |
पारदर्शी |
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नरम, आंसू प्रतिरोधी |
सूखा, चिकना |
बेरंग |
पारदर्शी |
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कठोर, आंसू प्रतिरोधी |
बेरंग |
पारदर्शी |
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सूखा, चिकना |
रंगहीन या हल्का पीला |
पारदर्शी |
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कठोर, कमजोर आंसू प्रतिरोधी |
सूखा, चिकना, बहुत सरसराहट वाला |
बेरंग या एक नीले रंग के साथ |
पारदर्शी |
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कठोर, कमजोर आंसू प्रतिरोधी |
सूखा, चिकना, बहुत सरसराहट वाला |
रंगहीन, पीले या नीले रंग के साथ |
अत्यधिक पारदर्शी |
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कठोर, आंसू प्रतिरोधी नहीं |
सूखा, चिकना |
बेरंग |
अत्यधिक पारदर्शी |
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सिलोफ़न |
कठोर, आंसू प्रतिरोधी नहीं |
सूखा, चिकना |
बेरंग |
अत्यधिक पारदर्शी |
हालाँकि, जैसा कि तालिका में दिए गए डेटा के विश्लेषण से समझना आसान है। 2, बहुलक की प्रकृति को स्पष्ट रूप से स्थापित करना हमेशा संभव नहीं होता है जिससे बाहरी संकेतों द्वारा फिल्म बनाई जाती है। इस मामले में, बहुलक फिल्म के मौजूदा नमूने की कुछ भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं को मापने का प्रयास करना आवश्यक है। जैसा कि देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, तालिका में दिए गए डेटा से। 2, कुछ बहुलक सामग्री (एलडीपीई, एचडीपीई, पीपी) का घनत्व एकता से कम है, और इसलिए, इन फिल्मों के नमूने पानी में "तैरना" चाहिए। बहुलक सामग्री के प्रकार को स्पष्ट करने के लिए जिससे फिल्म बनाई गई है, उपलब्ध नमूने का घनत्व उसके वजन को मापकर और इसकी मात्रा की गणना या माप करके निर्धारित किया जाना चाहिए। बहुलक सामग्री की प्रकृति के शोधन को इस तरह की भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं पर प्रायोगिक डेटा द्वारा भी सुविधा प्रदान की जाती है, जैसे कि एक अक्षीय तनाव में अंतिम शक्ति और बढ़ाव, साथ ही पिघलने का तापमान (तालिका 2)। इसके अलावा, जैसा कि तालिका में दिए गए डेटा के विश्लेषण से देखा जा सकता है। 2, विभिन्न माध्यमों के संबंध में बहुलक फिल्मों की पारगम्यता भी महत्वपूर्ण रूप से उस सामग्री के प्रकार पर निर्भर करती है जिससे वे बनाई जाती हैं।
तालिका 2. 20 डिग्री सेल्सियस पर भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं
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पॉलिमर का प्रकार |
घनत्व किग्रा / मी 3 |
तन्य शक्ति, एमपीए |
तोड़ने पर बढ़ावा, % |
जल वाष्प पारगम्यता, 24 घंटे के लिए जी/एम 2 |
24 घंटे के लिए ऑक्सीजन पारगम्यता, सेमी 3 / (एम 2 हैटम) |
24 घंटे में सीओ 2, सेमी 3 / (एम 2 हैम) के लिए पारगम्यता |
गलनांक, 0 |
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सिलोफ़न |
भौतिक और यांत्रिक विशेषताओं में विशिष्ट विशेषताओं के अलावा, उनके दहन के दौरान विभिन्न पॉलिमर की विशिष्ट विशेषताओं में मौजूदा अंतर को नोट किया जाना चाहिए। यह तथ्य बहुलक फिल्मों की पहचान की तथाकथित थर्मल विधि को व्यवहार में लागू करना संभव बनाता है। यह इस तथ्य में समाहित है कि फिल्म के एक नमूने को आग लगा दी जाती है और 5-10 सेकंड के लिए खुली लौ में रखा जाता है, जबकि निम्नलिखित गुणों को ठीक करता है: जलने की क्षमता और इसकी प्रकृति, लौ का रंग और प्रकृति, दहन उत्पादों आदि की गंध। नमूनों के प्रज्वलन के समय दहन के विशिष्ट लक्षण सबसे स्पष्ट रूप से देखे जाते हैं। बहुलक सामग्री के प्रकार को स्थापित करने के लिए जिससे फिल्म बनाई गई है, तालिका में दिए गए दहन के दौरान पॉलिमर के व्यवहार की विशिष्ट विशेषताओं पर डेटा के साथ परीक्षण के परिणामों की तुलना करना आवश्यक है। 3.
तालिका 3. दहन विशेषताओं। रासायनिक प्रतिरोध
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बहुलक का प्रकार |
कामबस्टबीलिटी |
ज्वाला रंग |
दहन उत्पादों की गंध |
रसायन। अम्ल प्रतिरोध |
रसायन। क्षार प्रतिरोध |
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नीले रंग के अंदर, कोई कालिख नहीं |
जलती हुई पैराफिन |
उत्कृष्ट |
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आग में जलता है और जब हटा दिया जाता है |
नीले रंग के अंदर, कोई कालिख नहीं |
जलती हुई पैराफिन |
उत्कृष्ट |
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आग में जलता है और जब हटा दिया जाता है |
नीले रंग के अंदर, कोई कालिख नहीं |
जलती हुई पैराफिन |
उत्कृष्ट |
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कालिख के साथ हरा |
हाईड्रोजन क्लोराईड |
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आग लगाना और बुझाना मुश्किल |
कालिख के साथ हरा |
हाईड्रोजन क्लोराईड |
उत्कृष्ट |
उत्कृष्ट |
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रोशनी करता है और लौ से जलता है |
मजबूत कालिख के साथ पीला |
मीठा, अप्रिय |
उत्कृष्ट |
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जलता है और स्वयं बुझ जाता है |
किनारों के आसपास नीला, पीलापन |
जले हुए सींग या पंख |
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आग लगाना और बुझाना मुश्किल |
प्रकाश से युक्त |
हलका मिठा |
उत्कृष्ट |
उत्कृष्ट |
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आग लगाना और बुझाना मुश्किल |
कालिख के साथ पीला |
जले हुए कागज |
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लौ में जलना |
शानदार |
सिरका अम्ल |
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सिलोफ़न |
लौ में जलना |
जले हुए कागज |
जैसा कि तालिका में दिए गए आंकड़ों से देखा जा सकता है। 3, दहन की प्रकृति और दहन उत्पादों की गंध के अनुसार, पॉलीओलेफ़िन (पॉलीइथाइलीन और पॉलीप्रोपाइलीन) पैराफिन से मिलते जुलते हैं। यह काफी समझ में आता है, क्योंकि इन पदार्थों की मौलिक रासायनिक संरचना समान है। इससे पॉलीथीन और पॉलीप्रोपाइलीन के बीच अंतर करना मुश्किल हो जाता है। हालांकि, एक निश्चित कौशल के साथ, पॉलीप्रोपाइलीन को जले हुए रबर या जलते हुए सीलिंग मोम के संकेत के साथ दहन उत्पादों की तेज गंध से अलग किया जा सकता है।
इस प्रकार, ऊपर उल्लिखित विधियों के अनुसार बहुलक फिल्मों के व्यक्तिगत गुणों के व्यापक मूल्यांकन के परिणाम ज्यादातर मामलों में बहुलक सामग्री के प्रकार को विश्वसनीय रूप से स्थापित करना संभव बनाते हैं जिससे अध्ययन किए गए नमूने बनाए जाते हैं। यदि फिल्म बनाने वाले बहुलक पदार्थों की प्रकृति का निर्धारण करने में कठिनाइयाँ आती हैं, तो रासायनिक विधियों द्वारा उनके गुणों का अतिरिक्त अध्ययन करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, नमूनों को थर्मल अपघटन (पायरोलिसिस) के अधीन किया जा सकता है, जबकि विशिष्ट परमाणुओं (नाइट्रोजन, क्लोरीन, सिलिकॉन, आदि) या परमाणुओं के समूह (फिनोल, नाइट्रो समूह, आदि) की उपस्थिति विशिष्ट प्रतिक्रियाओं के लिए प्रवण होती है, जैसे जिसके परिणामस्वरूप एक सुपरिभाषित संकेतक प्रभाव का पता चलता है। बहुलक सामग्री के प्रकार को निर्धारित करने के लिए उपरोक्त व्यावहारिक तरीके जिनसे बहुलक फिल्में बनाई जाती हैं, एक निश्चित सीमा तक व्यक्तिपरक होती हैं, और इसलिए, उनकी 100% पहचान की गारंटी नहीं दे सकती हैं। यदि फिर भी ऐसी आवश्यकता उत्पन्न होती है, तो आपको विशेष परीक्षण प्रयोगशालाओं की सेवाओं का उपयोग करना चाहिए, जिनकी क्षमता की पुष्टि संबंधित प्रमाणन दस्तावेजों द्वारा की जाती है।
पिघल प्रवाह सूचकांक
एक बहुलक सामग्री का पिघला हुआ प्रवाह सूचकांक एक निश्चित तापमान पर एक केशिका के माध्यम से निकाले गए ग्राम में बहुलक का द्रव्यमान और 10 मिनट में एक निश्चित दबाव ड्रॉप होता है। पिघल प्रवाह सूचकांक के मूल्य का निर्धारण केशिका विस्कोमीटर नामक विशेष उपकरणों पर किया जाता है। केशिका के आयाम मानकीकृत हैं: लंबाई 8.000 ± 0.025 मिमी; व्यास 2.095 ± 0.005 मिमी; विस्कोमीटर सिलेंडर का आंतरिक व्यास 9.54 ± 0.016 मिमी है। केशिका आकार के गैर-पूर्णांक मान इस तथ्य से जुड़े हैं कि पहली बार अंग्रेजी प्रणाली के उपायों वाले देशों में पिघल प्रवाह सूचकांक निर्धारित करने की विधि दिखाई दी। पिघल प्रवाह सूचकांक निर्धारित करने के लिए अनुशंसित शर्तों को प्रासंगिक मानकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। GOST 11645-65 में 2.16 किग्रा, 5 किग्रा और 10 किग्रा भार और 10 डिग्री सेल्सियस के गुणकों में तापमान की सिफारिश की गई है। एएसटीएम 1238-62 टी (यूएसए) 125 डिग्री सेल्सियस से 275 डिग्री सेल्सियस के तापमान की सिफारिश करता है और 0.325 किलोग्राम से 21.6 किलोग्राम तक लोड होता है। सबसे अधिक बार, पिघल प्रवाह सूचकांक 190 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 2.16 किलोग्राम के भार पर निर्धारित किया जाता है।
विभिन्न बहुलक सामग्री के लिए प्रवाह सूचकांक का मूल्य विभिन्न भार और तापमान पर निर्धारित किया जाता है। इसलिए, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रवाह सूचकांक के निरपेक्ष मूल्य केवल एक ही सामग्री के लिए तुलनीय हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, आप विभिन्न ग्रेड के कम घनत्व वाले पॉलीथीन के पिघल प्रवाह सूचकांक के मूल्य की तुलना कर सकते हैं। उच्च और निम्न घनत्व पॉलीथीन की प्रवाह दर के मूल्यों की तुलना दोनों सामग्रियों के प्रवाह की सीधे तुलना करना संभव नहीं बनाती है। चूंकि पहला 5 किलो भार के साथ निर्धारित किया जाता है, और दूसरा 2.16 किलो भार के साथ निर्धारित किया जाता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बहुलक पिघलने की चिपचिपाहट लागू भार पर काफी निर्भर करती है। चूंकि किसी विशेष बहुलक सामग्री का प्रवाह सूचकांक केवल एक लोड मान पर मापा जाता है, यह सूचकांक अपेक्षाकृत कम कतरनी तनाव के क्षेत्र में पूरे प्रवाह वक्र पर केवल एक बिंदु को दर्शाता है। इसलिए, पॉलिमर जो मैक्रोमोलेक्यूलर ब्रांचिंग या आणविक भार में थोड़ा भिन्न होते हैं, लेकिन एक ही पिघल प्रवाह सूचकांक के साथ, प्रसंस्करण स्थितियों के आधार पर अलग-अलग व्यवहार कर सकते हैं। हालांकि, इसके बावजूद, कई पॉलिमर के लिए पिघल प्रवाह दर के अनुसार, प्रसंस्करण प्रक्रिया के अनुशंसित तकनीकी मानकों की सीमाएं निर्धारित की जाती हैं। इस पद्धति का पर्याप्त वितरण इसकी गति और उपलब्धता से समझाया गया है। फिल्म एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं के लिए उच्च पिघल चिपचिपाहट की आवश्यकता होती है; इसलिए, कम पिघल प्रवाह दर वाले कच्चे माल के ग्रेड का उपयोग किया जाता है।
कंपनी "एनपीएल प्लास्टिक" की सामग्री के अनुसार
विवरण प्रकाशित: 25 दिसंबर 2013पॉलिमर शब्द हमारे समय में प्लास्टिक और मिश्रित उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, अक्सर प्लास्टिक के संदर्भ में "पॉलिमर" शब्द का उपयोग किया जाता है। वास्तव में, "बहुलक" शब्द का अर्थ बहुत अधिक है।
एनपीपी सिम्प्लेक्स एलएलसी के विशेषज्ञों ने विस्तार से बताने का फैसला किया कि पॉलिमर क्या हैं:
एक बहुलक एक पदार्थ है जिसमें अणुओं की रासायनिक संरचना लंबी दोहराई जाने वाली श्रृंखलाओं में जुड़ी होती है। इसके लिए धन्यवाद, पॉलिमर से बने सभी सामग्रियों में अद्वितीय गुण होते हैं और उन्हें उनके उद्देश्य के आधार पर अनुकूलित किया जा सकता है।
पॉलिमर कृत्रिम और प्राकृतिक दोनों मूल के हैं। प्रकृति में सबसे आम प्राकृतिक रबर है, जो अत्यंत उपयोगी है और मानव जाति द्वारा कई हजार वर्षों से इसका उपयोग किया जा रहा है। रबड़ (रबर) में उत्कृष्ट लोच होती है। यह इस तथ्य का परिणाम है कि अणु में आणविक श्रृंखलाएं बहुत लंबी होती हैं। बिल्कुल सभी प्रकार के पॉलिमर में बढ़ी हुई लोच के गुण होते हैं, हालांकि, इन गुणों के साथ, वे अतिरिक्त उपयोगी गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला भी प्रदर्शित कर सकते हैं। उद्देश्य के आधार पर, पॉलिमर को उनके विशिष्ट गुणों की सुविधा और लाभ को अधिकतम करने के लिए सूक्ष्मता से संश्लेषित किया जा सकता है।
पॉलिमर के मुख्य भौतिक गुण:
- संघात प्रतिरोध
- कठोरता
- पारदर्शिता
- FLEXIBILITY
- लोच
वैज्ञानिक रसायनज्ञों ने लंबे समय से पॉलिमर से जुड़ी एक दिलचस्प विशेषता पर ध्यान दिया है: यदि आप माइक्रोस्कोप के तहत बहुलक श्रृंखला को देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि श्रृंखला के अणु की दृश्य संरचना और भौतिक गुण बहुलक के वास्तविक भौतिक गुणों की नकल करेंगे।
उदाहरण के लिए, यदि बहुलक श्रृंखला में तंतुओं के बीच कसकर मुड़े हुए मोनोमर्स होते हैं और अलग करना मुश्किल होता है, तो सबसे अधिक संभावना है कि यह बहुलक मजबूत और लचीला होगा। या, यदि बहुलक श्रृंखला आणविक स्तर पर लोच प्रदर्शित करती है, तो संभावना है कि बहुलक में भी लचीले गुण होंगे।
पॉलिमर रीसाइक्लिंग
अधिकांश बहुलक उत्पादों को उच्च तापमान के प्रभाव में बदला और विकृत किया जा सकता है, हालांकि, आणविक स्तर पर, बहुलक स्वयं नहीं बदल सकता है और इससे एक नया उत्पाद बनाना संभव होगा। उदाहरण के लिए, आप प्लास्टिक के कंटेनर और बोतलों को पिघला सकते हैं और फिर इन पॉलिमर से प्लास्टिक के कंटेनर या कार के पुर्जे बना सकते हैं।पॉलिमर के उदाहरण
निम्नलिखित उनके मुख्य उपयोगों के साथ, आज उपयोग में आने वाले सबसे आम पॉलिमर की सूची है:- पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) - कालीन, खाद्य कंटेनर, फ्लास्क का उत्पादन।
- नियोप्रीन - वेटसूट्स
- पॉली-विनाइल क्लोराइड) (पीवीसी) - पाइपलाइनों का निर्माण, नालीदार बोर्ड
- कम घनत्व पॉलीथीन (एलडीपीई) - किराना बैग
- उच्च घनत्व पॉलीथीन (एचडीपीई) - डिटर्जेंट कंटेनर, बोतलें, खिलौने
- पॉलीस्टाइनिन (PS) - खिलौने, फोम, फ्रैमलेस फर्नीचर
- Polytetrafluoroethylene (PTFE, PTFE) - नॉन-स्टिक फ्राइंग पैन, विद्युत इन्सुलेशन
- पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट (पीएमएमए, प्लेक्सिग्लास, प्लेक्सिग्लास) - नेत्र विज्ञान, ऐक्रेलिक बाथटब का उत्पादन, प्रकाश उपकरण
- (PVA) - पेंट्स, एडहेसिव्स
बहुलक सामग्री के फायदे पर्याप्त रूप से उच्च शक्ति और पहनने के प्रतिरोध, अच्छे एंटीफ्रिक्शन गुण और रासायनिक प्रतिरोध हैं। बहुलक सामग्री का उपयोग करने वाले भागों की मरम्मत के लिए जटिल उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है, कम श्रम गहन होता है, भाग के कम ताप (250-320 डिग्री सेल्सियस) के साथ होता है, उच्च पहनने (1-1.2 मिमी) की अनुमति देता है, और कुछ मामलों में इसकी आवश्यकता नहीं होती है बाद की मशीनिंग। इसका उपयोग दरारें, डेंट, छेद, गोले, स्पैल को सील करने के लिए, घिसे हुए हिस्सों के आयामों को बहाल करने के लिए, पहनने वाले भागों या उनके व्यक्तिगत भागों के निर्माण के लिए, जंग-रोधी सुरक्षा के लिए किया जाता है। उनके मूल्यवान गुणों के कारण, पॉलिमर का उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग, कपड़ा उद्योग, कृषि और चिकित्सा, ऑटोमोबाइल और जहाज निर्माण, विमान निर्माण, और रोजमर्रा की जिंदगी (वस्त्र और चमड़े के उत्पाद, व्यंजन, गोंद और वार्निश, गहने और अन्य वस्तुओं) में किया जाता है। मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों के आधार पर, रबर, फाइबर, प्लास्टिक, फिल्म और पेंट कोटिंग्स का उत्पादन किया जाता है। जीवित जीवों के सभी ऊतक मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिक हैं।
परंपरागत रूप से, पॉलिमर से बने उत्पाद विश्वसनीयता और उच्च गुणवत्ता से प्रतिष्ठित होते हैं।
घर में बहुलक सामग्री का उपयोग शुरू से ही बहुलक उद्योग की पहली चुनौतियों में से एक रहा है। इसके लिए कई शर्तें थीं। उन्हें किसी भी रंग में रंगना आसान है, और इसके लिए धन्यवाद, वे हमारे दैनिक जीवन को सजा सकते हैं।
पॉलीथीन की बाल्टी, बेसिन धातु की तुलना में बहुत हल्के होते हैं - यह श्रम की वांछित राहत है। खानपान प्रतिष्ठानों में हमें अटूट हल्के प्लास्टिक के बर्तन मिलते हैं। उसी समय, मेलामाइन राल के आधार पर प्राप्त प्लेट, कप और अन्य बर्तन, शानदार ढंग से संचालन में साबित हुए।
सिरका और तेल की बोतलें उच्च प्रदर्शन प्रक्रियाओं का उपयोग करके पीवीसी और पॉलीइथाइलीन से बनाई जाती हैं।
फर्नीचर उत्पादन में पॉलिमरिक सामग्री का तेजी से उपयोग किया जा रहा है। सजावटी प्रेस की गई फिल्में टेबल, अलमारियाँ और अन्य वस्तुओं को उत्सव का रूप देती हैं और उन्हें ऐसे प्रभावों के लिए प्रतिरोधी बनाती हैं कि लकड़ी खड़ी नहीं हो सकती। साथ ही, उनकी देखभाल करना बेहद आसान है।
धोने योग्य फोम वॉलपेपर कमरे में आराम और उत्सव का माहौल दोनों प्रदान करता है।
बहुलक सामग्री से बने आधुनिक विश्वसनीय फर्श कवरिंग भी परिसर की सफाई की सुविधा प्रदान करते हैं। यह विशेष रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए कि बहुलक प्रसंस्करण कचरे का उपयोग उनके निर्माण के लिए किया जा सकता है।
आज पॉलीस्टाइनिन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीइथाइलीन या अमीनोप्लास्ट से बनी प्लंबिंग फिटिंग से कोई हैरान नहीं है। बहुलक सामग्री से बना एक टेलीफोन सेट परिचित हो गया है।
विभिन्न रूपों में उत्पादित प्लास्टिक का लगभग 25% निर्माण में उपयोग किया जाता है। फर्श, आंतरिक नालियों की लाइनिंग, स्वच्छता सुविधाओं आदि के रूप में पारंपरिक उपयोग के बारे में। हम अब और बात नहीं करेंगे।
हाल के वर्षों में, कारखाने-निर्मित संरचनात्मक तत्व, जिनमें बहुलक सामग्री प्रबल होती है, का तेजी से उपयोग किया गया है। उनका कम वजन परिवहन और स्थापना के दौरान लाभ लाता है। उच्च प्रकाश संचरण, किसी भी रंग में पेंट की जाने वाली सामग्री की क्षमता, कम परिचालन लागत - ये इन नई सामग्रियों के परिभाषित गुण हैं।
उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन गुण, विशेष रूप से फोम, आर्किटेक्ट और बिल्डरों के विचारों को भी उत्तेजित करते हैं। पारभासी गुंबद छाया रहित प्रकाश व्यवस्था को संभव बनाते हैं। अविनाशी पारदर्शी तत्व, जो आमतौर पर फाइबरग्लास से बने होते हैं, पारंपरिक प्रबलित सुरक्षा कांच के निर्माण की जगह ले रहे हैं। इस तरह के मेहराब के साथ, उनके घटक तत्वों की मोटाई 2 मिमी से अधिक नहीं होती है, 12 मीटर तक की चौड़ाई को कवर किया जा सकता है। इस तरह की संरचनाओं का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, ग्रीनहाउस के निर्माण में, क्योंकि वे आर्द्र में जंग नहीं करते हैं वातावरण और, इसके अलावा, प्रकाश के लिए पारदर्शी हैं। कमरों को ढंकने के लिए पॉलिमर के उपयोग के कई अन्य उदाहरणों का नाम लिया जा सकता है। स्टेडियमों को कवर करने के लिए पहले से ही बड़े क्षेत्र के तत्वों वाले पैनलों का उपयोग किया जा रहा है।
43 मीटर तक के व्यास और 36 मीटर तक की ऊंचाई वाली प्लास्टिक संरचनाएं ज्ञात हैं, जो रडार प्रतिष्ठानों को वायुमंडलीय प्रभावों से बचाने का काम करती हैं। (उच्च-आवृत्ति विकिरण फाइबरग्लास से होकर गुजरता है जिसमें लगभग कोई शक्ति का नुकसान नहीं होता है।) संरचना का प्रभावशाली आकार बहुलक सामग्री की संभावना पर जोर देता है। यह चक्करदार ऊंचाइयों पर लगे सिलेंडरों को भी देखने लायक है जो टेलीविजन टॉवर के एंटीना को आइसिंग (63) से बचाते हैं।
हाल के वर्षों में, निर्माण (64) में फर्श के लिए बहुपरत हल्के भवन तत्वों को पेश किया गया है। तथाकथित सैंडविच निर्माण में एल्यूमीनियम, एस्बेस्टस-सीमेंट या कठोर फाइबर जाले पर आधारित कवर परतें होती हैं, जो कठोर पॉलीयूरेथेन फोम या विस्तारित पॉलीस्टाइनिन के साथ संयुक्त होती हैं। 50 से 80 मिमी की मोटाई के साथ, परतों को ढंकने की प्रणाली के आधार पर, सतह का द्रव्यमान 6 से 25 किग्रा / मी 2 तक होता है। ऑपरेशन की तापमान सीमा 100 डिग्री सेल्सियस तक फैली हुई है।
उत्पादित प्लास्टिक का 30% से अधिक संरचनात्मक सामग्री के रूप में मशीन और उपकरण निर्माण में उपयोग किया जाता है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, निश्चित रूप से, संरचनात्मक तत्वों के निर्माण की लागत-प्रभावशीलता पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। सभी प्रकार की सील, एक्सल और बुशिंग के साथ गियर व्हील, कैम, एक्सियल और रेडियल व्हील, क्लच एलिमेंट्स, प्लेन बियरिंग, गियर स्पूल और कई अन्य प्रोफाइल पार्ट्स ऑपरेशन में बहुत प्रभावी साबित हुए हैं। उच्च कठोरता, निर्दिष्ट आयामों को सटीक रूप से बनाए रखने की क्षमता, अच्छी स्लाइडिंग और पहनने के प्रतिरोध ऐसे फायदे हैं जो पेश किए गए बहुलक सामग्री की बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करते हैं।
मैकेनिकल इंजीनियरिंग (हार्ड पॉलियामाइड्स, फेनोलिक राल-आधारित मोल्डिंग यौगिकों) में अब तक उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्लास्टिक के अलावा, आज आवेदन के नए क्षेत्र पाए जा सकते हैं, मुख्य रूप से थर्मोप्लास्टिक बाइंडर पर आधारित ग्लास-प्रबलित प्लास्टिक। यदि ग्लास फाइबर की द्रव्यमान सामग्री 30% तक पहुंच जाती है, तो तन्य शक्ति एक अप्रतिबंधित बहुलक की तुलना में 2-3 गुना अधिक होती है, और लोचदार मापांक 3-4 गुना अधिक होता है। इसके विपरीत, थर्मल रैखिक विस्तार प्रारंभिक मूल्य के 1/4 से x/s तक है, ब्रेक पर सापेक्ष बढ़ाव केवल 1/20 है। इसके अलावा, आंसू की प्रवृत्ति कम हो जाती है, जो बहुलक की कार्यशीलता में वृद्धि का भी संकेत देती है।
पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स मैकेनिकल इंजीनियरिंग के लिए नई तकनीकी संभावनाएं भी खोलते हैं। चूंकि इस सामग्री में संक्षारण प्रतिरोध भी है, इसलिए सतह के उपचार की कोई आवश्यकता नहीं है और सबसे ऊपर, धातु और गैर-धातु सुरक्षात्मक परतों का उपयोग। यह अच्छी स्थिति में उत्पादों के निर्माण और रखरखाव की लागत को काफी कम करता है।
उपकरण निर्माण में, विशेष रूप से रासायनिक उद्योग के लिए, पॉलिमर का महत्व उनके उच्च संक्षारण प्रतिरोध से निर्धारित होता है। 100 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान और मध्यम यांत्रिक भार पर, उच्च-मिश्र धातु स्टील्स को बहुलक सामग्री के साथ बदलने के लिए अनुकूल परिस्थितियां होती हैं। पॉलीविनाइल क्लोराइड, उच्च दबाव पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीब्यूटीन, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन और फाइबरग्लास इस संबंध में सबसे दिलचस्प सामग्री हैं। यांत्रिक भार के साथ एक आक्रामक वातावरण के अधीन संरचनाओं के लिए, थर्मोप्लास्टिक रेजिन पर आधारित ग्लास-प्रबलित प्लास्टिक विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
थर्माप्लास्टिक पाइप का उत्पादन 1200 मिमी तक के बाहरी व्यास के साथ एक्सट्रूज़न द्वारा किया जा सकता है, और 3000 मिमी तक के व्यास वाले पाइप वाइंडिंग द्वारा बनाए जाते हैं।
भंडारण और परिवहन टैंक (65) का निर्माण 85 m3 (रेलवे टैंक) या 22 m3 (सड़क ट्रेलर) तक की क्षमता के साथ किया जा सकता है। पसंदीदा सामग्री शीसे रेशा है। 9 मीटर तक के व्यास और 7 मीटर तक की ऊंचाई वाले हाइड्रोक्लोरिक एसिड के लिए भंडारण सुविधाएं हैं।
तकनीकी उपकरण और संबंधित पाइपिंग सिस्टम के क्षेत्र में प्लास्टिक की शुरूआत भी बहुत महत्वपूर्ण है। आक्रामक गैसों को निकालने के लिए वेंटिलेशन इकाइयों में बहुलक सामग्री का उपयोग बहुत प्रभावी है। संक्षारक ऑफ-गैसों, चिमनी, गुंबद ट्रे के लिए वेंट, इलेक्ट्रोप्लेटिंग उपकरण, इलेक्ट्रोलाइटिक क्लोर-क्षार संयंत्र, प्रतिक्रिया टावर, पंप और कई अन्य समान अनुप्रयोगों के लिए सफाई टावर संरचनात्मक सामग्री के रूप में बहुलक के उपयोग के उदाहरण हैं। प्रत्येक मामले में घर्षण, रासायनिक जड़ता और प्रसंस्करण में आसानी के प्रतिरोध के कारण, बचत प्राप्त की जा सकती है, जिसमें अच्छे कार्य क्रम में प्रतिष्ठानों को बनाए रखने की लागत को कम करना और उनके संचालन की अवधि और सुरक्षा को समान लोगों की तुलना में बढ़ाना शामिल है। धातु या अन्य सामग्री।
पैकेजिंग तकनीक उत्पादित सभी प्लास्टिक का 20-25% खपत करती है, यानी निर्माण के बराबर। पारंपरिक पैकेजिंग सामग्री जैसे कागज, लकड़ी, रस्सी और वनस्पति फाइबर के कपड़े बहुत तेजी से खराब होते हैं। प्लास्टिक की फिल्में और फोम न केवल इन "पुराने जमाने की" सामग्रियों की जगह ले रहे हैं, बल्कि एक पूरी तरह से नई पैकेजिंग तकनीक भी लाए हैं।
पैकेजिंग फिल्में पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में व्यापक आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। वे पारदर्शी हैं और उन पर मुद्रित किया जा सकता है, जो पैकेजिंग को एक आकर्षक रूप देता है। शारीरिक जड़ता, साथ ही गैसों और जल वाष्प के लिए अभेद्यता, विशेष रूप से खाद्य पैकेजिंग में मूल्यवान हैं। 20 से 200 माइक्रोन की मोटाई के साथ पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलियामाइड, पॉलीविनाइल अल्कोहल और सिलोफ़न फिल्में हैं। बेशक, उनके पास गैसों और जल वाष्प के लिए अलग-अलग ताकत विशेषताओं और पारगम्यता है। इनमें से कुछ सामग्रियों के लिए, बैग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तन्य शक्ति काफी अधिक हो सकती है, उदाहरण के लिए (50 किलोग्राम सामग्री तक लोड और 30 परतों तक ढेर)।
ऐसे मामलों में जहां गैस-तंग सामग्री की आवश्यकता होती है, तथाकथित संयुक्त फिल्मों का उपयोग किया जाता है। सबसे अच्छी ज्ञात डुप्लिकेट फिल्म सामग्री: पॉलीइथाइलीन-सिलोफ़न, पॉलीइथाइलीन-पॉलियामाइड, पॉलीविनाइल क्लोराइड-सिलोफ़न, पॉलीविनाइलिडीन क्लोराइड - सिलोफ़न। अत्यधिक संवेदनशील तकनीकी उपकरणों की विशेष पैकेजिंग के लिए, विशेष रूप से समुद्री परिवहन के लिए, तीन-परत फिल्मों की आवश्यकता होती है। पॉलीइथाइलीन - पॉलियामाइड - पॉलीइथाइलीन, पॉलीइथाइलीन - पॉलीप्रोपाइलीन - पॉलीइथाइलीन, पॉलीइथाइलीन - पॉली कार्बोनेट - पॉलीइथाइलीन के संयोजन सबसे गंभीर आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
पॉलिमर फिल्मों ने पैकेजिंग तकनीक के लिए नई संभावनाएं खोली हैं। तथाकथित सिकुड़ती फिल्मों में विशेष तकनीकी गुण होते हैं। जब वे प्राप्त होते हैं, तो आंतरिक तनाव स्थिर हो जाते हैं, जो बाद में, गर्मी के संपर्क में आने पर, "हटाए जाते हैं" और इस प्रकार संकोचन होता है।
फिल्म पैकेजिंग के लिए इच्छित उत्पाद को कवर करती है, और संकोचन पूरा होने के बाद, यह परिवहन के लिए तैयार है, धूल और नमी से सुरक्षित है। अतिरिक्त ड्रेसिंग की कोई आवश्यकता नहीं है। पैकेजिंग की कॉम्पैक्टनेस के कारण, लोडिंग स्पेस का बेहतर उपयोग करना संभव हो जाता है, जो परिवहन की उपयोगी मात्रा में 20% की वृद्धि के बराबर है। इससे जुड़े परिवहन के भार में वृद्धि के राष्ट्रीय आर्थिक महत्व की कल्पना करना आसान है।
पैकेजिंग तकनीक में अन्य नए अवसर फोम प्लास्टिक के लिए धन्यवाद प्रकट हुए हैं, मुख्य रूप से 25-30 किग्रा / एम 3 के घनत्व के साथ विस्तारित पॉलीस्टाइनिन। इस सामग्री के 1 एम 3 में लगभग 350,000 गोलाकार कोशिकाएं होती हैं जो दीवारों से 1-2 माइक्रोन मोटी होती हैं। सामग्री में 97% तक हवा होती है। कोशिकाओं में निहित हवा परिवहन के दौरान होने वाले झटके और कंपन को कम करती है। फोम की ताकत उत्पाद का समर्थन करने के लिए पर्याप्त होनी चाहिए। उत्पाद के बाहरी आकार के बिल्कुल अनुरूप, ब्लॉक के अंदर एक अवकाश बनाना आसान है।
नई पैकेजिंग तकनीक वैक्यूम ट्यूब, टाइपराइटर, टेलीविजन सेट जैसे नाजुक, महंगे, उच्च गुणवत्ता वाले उपकरणों के परिवहन के लिए विशेष रूप से मूल्यवान है, क्योंकि यह क्षति को काफी हद तक सीमित कर सकती है। अतिरिक्त उपायों के बिना एक निश्चित समय के लिए थर्मल सुरक्षा पैकेजिंग यह सुनिश्चित करती है कि परिवहन किए गए सामानों का तापमान, गर्मी या ठंड के प्रति संवेदनशील, एक निश्चित स्तर पर बनाए रखा जाएगा। उदाहरण के लिए, स्टायरोफोम बक्से में ले जाने वाली मछलियों को सामान्य रूप से आवश्यक बर्फ की लगभग आधी मात्रा की आवश्यकता होती है।
लेकिन पॉलिमर पैकेजिंग सामग्री के उपयोग के बाद उत्पन्न कचरे ने भी नई समस्याएं पैदा की हैं। इसका एक भाग जलता नहीं है, और कुछ प्रकार के पॉलिमर को जलाने पर, जहरीले उत्पाद अलग हो जाते हैं। प्लास्टिक का कचरा सड़ नहीं सकता।
पैकेजिंग प्रौद्योगिकी में पूर्ण परिवर्तन के लिए इन सामग्रियों के और विकास और परिणामी प्लास्टिक मलबे को सुरक्षित रूप से निपटाने के तरीकों के विकास की आवश्यकता है।
प्लास्टिक, उनके उत्कृष्ट ढांकता हुआ गुणों के साथ, विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग के विकास को प्रेरित किया जा सकता है। कॉइल और कॉन्टैक्ट हाउसिंग, प्लग कनेक्शन, सर्किट बोर्ड, रिले बेस, प्रोग्राम स्विच और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड इन महत्वपूर्ण उद्योगों में पॉलिमर के कुछ अनुप्रयोग हैं।
सात समाक्षीय प्रणालियों के साथ एक उच्च आवृत्ति केबल भी ऊपर वर्णित प्लास्टिक की विशिष्ट संपत्ति के लिए अपने डिजाइन और शक्ति का बकाया है।
पहले, विद्युत इन्सुलेशन का कार्य सिरेमिक, चीनी मिट्टी के बरतन और रबर को सौंपा गया था। आज, विद्युत इन्सुलेट गुणों के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताएं और बिजली के नुकसान को कम करने की आवश्यकता लगभग विशेष रूप से पॉलिमर द्वारा पूरी की जाती है। तो, उच्च आवृत्ति प्रौद्योगिकी में, सामग्री के परिचालन गुणों को आवृत्ति और तापमान से स्वतंत्र होना आवश्यक है। इसके अलावा, इन गुणों को उम्र बढ़ने के प्रभाव में नहीं बदलना चाहिए, उदाहरण के लिए आर्द्र गर्म जलवायु में। ऑपरेशन के दौरान ऊंचे तापमान और उच्च आर्द्रता के प्रभाव में संक्षारक पदार्थों की दरार अक्सर धातु संपर्कों के प्रदर्शन को सीमित करती है।
हाल ही में, थर्मोसेटिंग रेजिन पर आधारित कठोर मोल्डिंग द्रव्यमान का उपयोग इन्सुलेट सामग्री के रूप में किया गया है: फेनोलिक, मेलामाइन, यूरिया, पॉलिएस्टर और एपॉक्सी रेजिन। इन सामग्रियों, जिनके गुण राल, भराव और अन्य घटकों का चयन करके भिन्न होते हैं, उच्च तापमान पर गर्मी प्रतिरोध, कम थर्मल विस्तार और आयामी स्थिरता की विशेषता है। कार्बनिक सॉल्वैंट्स, कम ज्वलनशीलता और दहनशीलता, और कई अन्य विशिष्ट विशेषताओं के लिए उनका प्रतिरोध विशेष रूप से मूल्यवान है।
विद्युत इंजीनियरिंग में थर्मोप्लास्टिक्स की शुरूआत केबल इन्सुलेशन के क्षेत्र में सबसे पहले सबसे महत्वपूर्ण थी। उच्च जड़ता और अच्छे प्रसंस्करण गुणों ने रबर को तेजी से बदलना संभव बना दिया है, विशेष रूप से तार इन्सुलेशन के लिए।
इलेक्ट्रॉनिक्स में, जटिल भागों के अत्यधिक किफायती बड़े पैमाने पर उत्पादन, विशेष रूप से उनके बढ़ते लघुकरण को देखते हुए, थर्मोप्लास्टिक्स J.TJI की शुरूआत के लिए अच्छे पूर्वापेक्षाएँ बनाई गईं। ताकत और विरूपण गुणों के संदर्भ में, थर्मोप्लास्टिक्स पर आधारित ग्लास-प्रबलित प्लास्टिक पहले से ही थर्मोसेटिंग पर आधारित सामग्री के बराबर हैं। जहां अब तक केवल थर्मोसेटिंग पॉलिमर थर्मल प्रभाव के तहत फॉर्म स्थिरता के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताओं को पूरा कर सकते थे, सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला अब उपलब्ध है।
यद्यपि हम सामग्री के विद्युत गुणों को सर्वोपरि महत्व देते हैं, हमें हमेशा उनकी लागतों की तुलना करनी चाहिए। यही कारण है कि हम नियंत्रण और विनियमन प्रौद्योगिकी, पारेषण प्रौद्योगिकी और अन्य संबंधित क्षेत्रों में, इन विशिष्ट क्षेत्रों के अनुरूप विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक पाते हैं।
निष्कर्ष।
वर्तमान में, पॉलिमर हर घर में प्रवेश कर चुके हैं, और बहुलक सामग्री के उपयोग ने कई अलग-अलग क्षेत्रों को कवर किया है, ऐसा प्रतीत होता है कि उनमें कुछ भी समान नहीं है। हर साल, बहुलक सामग्री की खपत का स्तर और उनकी मांग बढ़ रही है, बहुलक उत्पादों का दायरा और बाजार बढ़ रहा है। आधुनिक प्रौद्योगिकियां बहुलक सामग्री से बेहतर और अधिक उन्नत उत्पाद बनाना संभव बनाती हैं, ताकि उन्हें अधिक पर्यावरण के अनुकूल और सुरक्षित बनाया जा सके। उपयोग किए गए बहुलक उत्पादों का बड़ा लाभ यह है कि वे पुन: प्रयोज्य होते हैं, और इस मुद्दे पर अधिक से अधिक ध्यान दिया जाता है। इस प्रकार, अतिशयोक्ति के बिना, पॉलिमर को भविष्य की सामग्री कहा जा सकता है।
1833 में, जे. बर्ज़ेलियस ने "पॉलीमेरिया" शब्द गढ़ा, जिसे उन्होंने आइसोमेरिज़्म के प्रकारों में से एक कहा। ऐसे पदार्थों (पॉलिमर) की संरचना समान होनी चाहिए लेकिन विभिन्न आणविक भार, जैसे एथिलीन और ब्यूटिलीन। जे. बेर्ज़ेलियस का निष्कर्ष "बहुलक" शब्द की आधुनिक समझ के अनुरूप नहीं है, क्योंकि उस समय सच्चे (सिंथेटिक) बहुलक ज्ञात नहीं थे। सिंथेटिक पॉलिमर का पहला संदर्भ 1838 (पॉलीविनाइलिडीन क्लोराइड) और 1839 (पॉलीस्टाइरीन) से मिलता है।
कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना के सिद्धांत के ए। एम। बटलरोव द्वारा निर्माण के बाद ही पॉलिमर का रसायन उत्पन्न हुआ और रबर के संश्लेषण के तरीकों की गहन खोज के कारण इसे और विकसित किया गया (जी। बुशर्ड, डब्ल्यू। टिल्डेन, के गैरीज़, आई। एल। कोंडाकोव, एस। वी। लेबेदेव)। 20 वीं शताब्दी के शुरुआती 20 के दशक से, पॉलिमर की संरचना के बारे में सैद्धांतिक विचार विकसित होने लगे।
परिभाषा
पॉलिमर- उच्च आणविक भार वाले रासायनिक यौगिक (कई हजार से कई मिलियन तक), जिनके अणु (मैक्रोमोलेक्यूल्स) में बड़ी संख्या में दोहराए जाने वाले समूह (मोनोमेरिक इकाइयाँ) होते हैं।
पॉलिमर का वर्गीकरण
पॉलिमर का वर्गीकरण तीन विशेषताओं पर आधारित है: उनकी उत्पत्ति, रासायनिक प्रकृति और मुख्य श्रृंखला में अंतर।
उत्पत्ति के दृष्टिकोण से, सभी पॉलिमर प्राकृतिक (प्राकृतिक) में विभाजित हैं, जिसमें न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, सेलूलोज़, प्राकृतिक रबर, एम्बर शामिल हैं; सिंथेटिक (संश्लेषण द्वारा प्रयोगशाला में प्राप्त किया गया और कोई प्राकृतिक एनालॉग नहीं है), जिसमें पॉलीयुरेथेन, पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन, आदि शामिल हैं; कृत्रिम (संश्लेषण द्वारा प्रयोगशाला में प्राप्त, लेकिन प्राकृतिक पॉलिमर पर आधारित) - नाइट्रोसेल्यूलोज, आदि।
रासायनिक प्रकृति के आधार पर, पॉलिमर को कार्बनिक पॉलिमर (मोनोमर - कार्बनिक पदार्थ - सभी सिंथेटिक पॉलिमर पर आधारित), अकार्बनिक (सी, जीई, एस और अन्य अकार्बनिक तत्वों - पॉलीसिलेन, पॉलीसिलिक एसिड) और ऑर्गेनोलेमेंट (का मिश्रण) में विभाजित किया गया है। कार्बनिक और अकार्बनिक बहुलक - पॉलीस्लोक्सन) प्रकृति।
होमोचैन और हेटरोचैन पॉलिमर हैं। पहले मामले में, मुख्य श्रृंखला में कार्बन या सिलिकॉन परमाणु (पॉलीसिलीन, पॉलीस्टाइनिन) होते हैं, दूसरे में - विभिन्न परमाणुओं (पॉलीमाइड्स, प्रोटीन) का एक कंकाल।
पॉलिमर के भौतिक गुण
पॉलिमर को एकत्रीकरण के दो राज्यों की विशेषता है - क्रिस्टलीय और अनाकार और विशेष गुण - लोच (एक छोटे भार के तहत प्रतिवर्ती विकृति - रबर), कम भंगुरता (प्लास्टिक), एक निर्देशित यांत्रिक क्षेत्र की कार्रवाई के तहत अभिविन्यास, उच्च चिपचिपाहट और विघटन बहुलक इसकी सूजन के माध्यम से होता है।
पॉलिमर की तैयारी
पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रियाएं श्रृंखला प्रतिक्रियाएं हैं, जो एक उच्च-आणविक उत्पाद के गठन के साथ असंतृप्त यौगिकों के अणुओं के अनुक्रमिक जोड़ हैं - एक बहुलक (छवि 1)।
चावल। 1. बहुलक उत्पादन की सामान्य योजना
इसलिए, उदाहरण के लिए, पॉलीथीन एथिलीन के पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। एक अणु का आणविक भार 1 मिलियन तक पहुँच जाता है।
एन सीएच 2 \u003d सीएच 2 \u003d - (-सीएच 2 -सीएच 2 -) -
पॉलिमर के रासायनिक गुण
सबसे पहले, पॉलिमर को बहुलक की संरचना में मौजूद कार्यात्मक समूह की प्रतिक्रियाओं की विशेषता होगी। उदाहरण के लिए, यदि बहुलक में अल्कोहल के वर्ग की विशेषता हाइड्रोक्सो समूह होता है, तो बहुलक अल्कोहल जैसी प्रतिक्रियाओं में भाग लेगा।
दूसरे, कम आणविक भार यौगिकों के साथ बातचीत, नेटवर्क या शाखित पॉलिमर के निर्माण के साथ एक दूसरे के साथ पॉलिमर की बातचीत, एक ही बहुलक बनाने वाले कार्यात्मक समूहों के बीच प्रतिक्रियाएं, साथ ही बहुलक का मोनोमर्स (श्रृंखला विनाश) में अपघटन।
पॉलिमर का अनुप्रयोग
पॉलिमर के उत्पादन ने मानव जीवन के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक आवेदन पाया है - रासायनिक उद्योग (प्लास्टिक का उत्पादन), मशीन और विमान निर्माण, तेल शोधन उद्यम, दवा और औषध विज्ञान, कृषि (शाकनाशी, कीटनाशकों, कीटनाशकों का उत्पादन), निर्माण उद्योग (ध्वनि और थर्मल इन्सुलेशन), खिलौने, खिड़कियां, पाइप, घरेलू सामान का उत्पादन।
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
उदाहरण 1
| व्यायाम | पॉलीस्टाइनिन गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अत्यधिक घुलनशील है: बेंजीन, टोल्यूनि, ज़ाइलीन, कार्बन टेट्राक्लोराइड। 85 ग्राम वजन वाले बेंजीन में 25 ग्राम पॉलीस्टाइनिन को घोलकर प्राप्त घोल में पॉलीस्टाइनिन के द्रव्यमान अंश (%) की गणना करें। (22.73%)। |
| फेसला | हम द्रव्यमान अंश ज्ञात करने का सूत्र लिखते हैं:
बेंजीन के घोल का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए: एम समाधान (सी 6 एच 6) \u003d एम (सी 6 एच 6) / (/ 100%) |
पॉलिमर के आधार पर, फाइबर, फिल्म, घिसने वाले, वार्निश, चिपकने वाले, प्लास्टिक और मिश्रित सामग्री (समग्र) प्राप्त होते हैं।
फाइबरप्लेट में पतले छिद्रों (डाई) के माध्यम से पॉलिमर के घोल या पिघलने से प्राप्त किया जाता है, इसके बाद जम जाता है। फाइबर बनाने वाले पॉलिमर में पॉलीमाइड्स, पॉलीक्रिलोनिट्राइल्स आदि शामिल हैं।
पॉलिमर फिल्मेंपोलीमर मेल्ट्स से प्राप्त एक्सट्रूज़न द्वारा स्लेटेड होल्स के साथ डाईज़ के माध्यम से, या पॉलीमर सॉल्यूशंस को मूविंग बेल्ट पर लगाने से, या कैलेंडिंग पॉलिमर द्वारा। फिल्मों का उपयोग विद्युत इन्सुलेट और पैकेजिंग सामग्री, चुंबकीय टेप के आधार आदि के रूप में किया जाता है।
कैलेंडरिंग- समानांतर में व्यवस्थित और एक दूसरे की ओर घूमने वाले दो या दो से अधिक रोल वाले कैलेंडर पर पॉलिमर का प्रसंस्करण।
सौभाग्यशाली- कार्बनिक सॉल्वैंट्स में फिल्म बनाने वाले पदार्थों का समाधान। पॉलिमर के अलावा, वार्निश में ऐसे पदार्थ होते हैं जो प्लास्टिसिटी (प्लास्टिसाइज़र), घुलनशील रंजक, हार्डनर आदि को बढ़ाते हैं। इनका उपयोग विद्युत इन्सुलेट कोटिंग्स के साथ-साथ प्राइमर और पेंट और वार्निश एनामेल्स के लिए किया जाता है।
चिपकने- उनकी सतहों और चिपकने वाली परत के बीच मजबूत बंधनों के निर्माण के कारण विभिन्न सामग्रियों को जोड़ने में सक्षम रचनाएं। सिंथेटिक कार्बनिक चिपकने वाले मोनोमर्स, ओलिगोमर्स, पॉलिमर या उनके मिश्रण पर आधारित होते हैं। रचना में हार्डनर, फिलर्स, प्लास्टिसाइज़र आदि शामिल हैं। चिपकने वाले थर्मोप्लास्टिक, थर्मोसेटिंग और रबर में विभाजित हैं। थर्माप्लास्टिक चिपकने वाले डालना बिंदु से कमरे के तापमान या विलायक के वाष्पीकरण तक ठंडा होने पर जमने के परिणामस्वरूप सतह के साथ एक बंधन बनाते हैं। थर्मोसेट चिपकने वाला सख्त होने (क्रॉस-लिंक के गठन) के परिणामस्वरूप सतह के साथ एक बंधन बनाएं, रबर चिपकने वाला - वल्केनाइजेशन के परिणामस्वरूप।
प्लास्टिक- ये एक बहुलक युक्त सामग्री हैं, जो उत्पाद के निर्माण के दौरान एक चिपचिपी अवस्था में होती है, और इसके संचालन के दौरान - एक कांच की अवस्था में। सभी प्लास्टिक थर्मोप्लास्टिक्स और थर्मोप्लास्टिक्स में विभाजित हैं। बनाते समय थर्मोसेट एक अपरिवर्तनीय सख्त प्रतिक्रिया होती है, जिसमें एक नेटवर्क संरचना का निर्माण होता है। थर्मोसेट में फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड, यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड, एपॉक्सी और अन्य रेजिन पर आधारित सामग्री शामिल हैं। thermoplastics गर्म और कांचदार होने पर - ठंडा होने पर बार-बार चिपचिपी अवस्था में जाने में सक्षम होते हैं। थर्मोप्लास्टिक्स में पॉलीइथाइलीन, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, पॉलीस्टाइनिन, पॉलीमाइड्स और अन्य पॉलिमर पर आधारित सामग्री शामिल हैं।
इलास्टोमर- ये उन पर आधारित पॉलिमर और कंपोजिट हैं, जिसके लिए कांच के संक्रमण तापमान की तापमान सीमा - डालना बिंदु काफी अधिक है और सामान्य तापमान को पकड़ लेता है।
पॉलिमर के अलावा, प्लास्टिक और इलास्टोमर्स में प्लास्टिसाइज़र, डाई और फिलर्स शामिल हैं। प्लास्टिसाइज़र - उदाहरण के लिए, डियोक्टाइल फ़ेथलेट, डिब्यूटाइल सेबैकेट, क्लोरीनयुक्त पैराफिन - ग्लास संक्रमण तापमान को कम करते हैं और बहुलक के प्रवाह को बढ़ाते हैं। एंटीऑक्सिडेंट पॉलिमर के क्षरण को धीमा कर देते हैं। फिलर्स पॉलिमर के भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार करते हैं। पाउडर (ग्रेफाइट, कालिख, चाक, धातु, आदि), कागज, कपड़े का उपयोग भराव के रूप में किया जाता है।
फाइबर और क्रिस्टल को मजबूत करनाधातु, बहुलक, अकार्बनिक (उदाहरण के लिए, कांच, कार्बाइड, नाइट्राइड, बोरॉन) हो सकता है। रीइन्फोर्सिंग फिलर्स बड़े पैमाने पर पॉलिमर के यांत्रिक, थर्मल और विद्युत गुणों को निर्धारित करते हैं। कई मिश्रित बहुलक सामग्री धातुओं की तरह मजबूत होती हैं। ग्लास फाइबर प्रबलित पॉलिमर (फाइबरग्लास) पर आधारित कंपोजिट में उच्च यांत्रिक शक्ति (तन्य शक्ति 1300-2500 एमपीए) और अच्छे विद्युत इन्सुलेट गुण होते हैं। कार्बन फाइबर (सीएफआरपी) के साथ प्रबलित पॉलिमर पर आधारित कंपोजिट उच्च तापीय चालकता और रासायनिक प्रतिरोध के साथ उच्च शक्ति और कंपन प्रतिरोध को जोड़ते हैं। बोरोप्लास्ट (भराव - बोरॉन फाइबर) में उच्च शक्ति, कठोरता और कम रेंगना होता है।
सम्मिश्रपॉलिमर पर आधारित ऑटोमोटिव, मशीन टूल्स, इलेक्ट्रिकल, एविएशन, रेडियो इंजीनियरिंग, माइनिंग, स्पेस टेक्नोलॉजी, केमिकल इंजीनियरिंग और कंस्ट्रक्शन में स्ट्रक्चरल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल इंसुलेशन, जंग-प्रतिरोधी, एंटी-घर्षण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।
रेडॉक्साइट्स।रेडॉक्स पॉलिमर (रेडॉक्स समूहों, या रेडोक्सियोनाइट्स के साथ) को व्यापक आवेदन प्राप्त हुआ है।
पॉलिमर का उपयोग।वर्तमान में, विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुणों वाले विभिन्न बहुलकों की एक बड़ी संख्या का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
उन पर आधारित कुछ पॉलिमर और कंपोजिट पर विचार करें।
polyethylene[-CH2-CH2-] n एक थर्मोप्लास्टिक है जो 3200C तक के तापमान पर और 120-320 एमपीए (उच्च दबाव पॉलीथीन) के दबाव पर या जटिल उत्प्रेरक (कम दबाव पॉलीथीन) का उपयोग करके 5 एमपीए तक के दबाव पर कट्टरपंथी पोलीमराइजेशन द्वारा निर्मित होता है। कम घनत्व वाले पॉलीथीन में उच्च दबाव पॉलीथीन की तुलना में उच्च शक्ति, घनत्व, लोच और नरमी बिंदु होता है। पॉलीथीन कई वातावरणों में रासायनिक रूप से प्रतिरोधी है, लेकिन ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई के तहत उम्र है। पॉलीथीन एक अच्छा ढांकता हुआ है; इसका उपयोग -20 से +100 0 सी के तापमान के भीतर किया जा सकता है। विकिरण बहुलक के गर्मी प्रतिरोध को बढ़ा सकता है। पॉलीइथाइलीन से पाइप, विद्युत उत्पाद, रेडियो उपकरण के पुर्जे, इन्सुलेट फिल्में और केबल शीथ (उच्च आवृत्ति, टेलीफोन, बिजली), फिल्म, पैकेजिंग सामग्री, कांच के कंटेनरों के विकल्प बनाए जाते हैं।
polypropylene[-CH(CH3)-CH2 -] n एक क्रिस्टलीय थर्मोप्लास्टिक है जो स्टीरियो स्पेसिफिक पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। इसमें पॉलीइथाइलीन की तुलना में अधिक गर्मी प्रतिरोध (120-140 0 C तक) होता है। इसमें उच्च यांत्रिक शक्ति है (तालिका 14.2 देखें), बार-बार झुकने और घर्षण का प्रतिरोध, और लोचदार है। इसका उपयोग पाइप, फिल्म, भंडारण टैंक आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।
polystyrene - स्टाइरीन के रेडिकल पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त थर्मोप्लास्टिक। बहुलक ऑक्सीकरण एजेंटों के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन मजबूत एसिड के लिए अस्थिर है, यह सुगंधित सॉल्वैंट्स में घुल जाता है, इसमें उच्च यांत्रिक शक्ति और ढांकता हुआ गुण होते हैं, और इसका उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले विद्युत इन्सुलेटर के साथ-साथ उपकरण में एक संरचनात्मक और सजावटी परिष्करण सामग्री के रूप में किया जाता है। मेकिंग, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, रेडियो इंजीनियरिंग, घरेलू उपकरण। गर्म अवस्था में ड्राइंग द्वारा प्राप्त लचीले लोचदार पॉलीस्टाइनिन का उपयोग केबल और तारों के म्यान के लिए किया जाता है। पॉलीस्टाइनिन के आधार पर फोम प्लास्टिक का भी उत्पादन किया जाता है।
पीवीसी[-सीएच 2-सीएचसीएल-] एन - विनाइल क्लोराइड के पोलीमराइजेशन द्वारा उत्पादित थर्मोप्लास्टिक, एसिड, क्षार और ऑक्सीकरण एजेंटों के लिए प्रतिरोधी; साइक्लोहेक्सानोन, टेट्राहाइड्रोफुरन में घुलनशील, बेंजीन और एसीटोन में सीमित; शायद ही दहनशील, यंत्रवत् मजबूत; ढांकता हुआ गुण पॉलीइथाइलीन से भी बदतर हैं। इसका उपयोग एक इन्सुलेट सामग्री के रूप में किया जाता है जिसे वेल्डिंग द्वारा जोड़ा जा सकता है। इससे ग्रामोफोन रिकॉर्ड, रेनकोट, पाइप और अन्य सामान बनाए जाते हैं।
पॉलीटेट्राफ्लोराइथिलीन (पीटीएफई)[-CF 2 -CF 2 -] n एक थर्मोप्लास्टिक है जो टेट्राफ्लुओरोएथिलीन के रेडिकल पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। एसिड, क्षार और ऑक्सीडाइज़र के लिए विशेष रासायनिक प्रतिरोध रखता है; उत्कृष्ट ढांकता हुआ; बहुत व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमाएँ हैं (-270 से +260 0 सी तक)। 400 0 सी पर यह फ्लोरीन की रिहाई के साथ विघटित हो जाता है, यह पानी से गीला नहीं होता है। फ्लोरोप्लास्ट का उपयोग रासायनिक उद्योग में रासायनिक रूप से प्रतिरोधी संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है। सर्वोत्तम ढांकता हुआ के रूप में, इसका उपयोग उन स्थितियों में किया जाता है जहां रासायनिक प्रतिरोध के साथ विद्युत इन्सुलेट गुणों के संयोजन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इसका उपयोग एंटी-घर्षण, हाइड्रोफोबिक और सुरक्षात्मक कोटिंग्स, पैन कोटिंग्स लगाने के लिए किया जाता है।
पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट (प्लेक्सिग्लास)
- मिथाइल मेथैक्रिलेट के पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त थर्मोप्लास्टिक। यंत्रवत् मजबूत; एसिड प्रतिरोधी; मौसम से बचाव; डाइक्लोरोइथेन, सुगंधित हाइड्रोकार्बन, केटोन्स, एस्टर में घुलनशील; रंगहीन और वैकल्पिक रूप से पारदर्शी। इसका उपयोग इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में संरचनात्मक सामग्री के साथ-साथ चिपकने के आधार के रूप में किया जाता है।
पॉलियामाइड्स- मुख्य श्रृंखला में एमिडो समूह -NHCO- युक्त थर्मोप्लास्टिक्स, उदाहरण के लिए, पॉली-ε-कैप्रोन [-NH-(CH 2) 5 -CO-] n, पॉलीहेक्सामेथिलीन एडिपामाइड (नायलॉन) [-NH-(CH 2) 5 -एनएच- सीओ- (सीएच 2) 4 -सीओ-] एन; पॉलीडोडेकेनामाइड [-एनएच-(सीएच 2) 11-सीओ-] एन और अन्य। वे पॉलीकोंडेशन और पोलीमराइजेशन दोनों द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। पॉलिमर का घनत्व 1.0÷1.3 g/cm 3 है। उच्च शक्ति, पहनने के प्रतिरोध, ढांकता हुआ गुणों द्वारा विशेषता; तेल, गैसोलीन, पतला एसिड और केंद्रित क्षार के प्रतिरोधी। उनका उपयोग फाइबर, इन्सुलेट फिल्मों, संरचनात्मक, घर्षण-विरोधी और विद्युत इन्सुलेट उत्पादों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
पॉलीयुरेथेनेस- थर्माप्लास्टिक युक्त -NH (CO) O - मुख्य श्रृंखला में समूह, साथ ही ईथर, कार्बामेट, आदि। वे पॉलीअल्कोहल के साथ आइसोसाइनेट्स (एक या अधिक NCO समूहों वाले यौगिकों) की बातचीत से प्राप्त होते हैं, उदाहरण के लिए, ग्लाइकोल के साथ और ग्लिसरीन। खनिज एसिड और क्षार, तेल और स्निग्ध हाइड्रोकार्बन को पतला करने के लिए प्रतिरोधी। वे पॉलीयुरेथेन फोम (फोम रबर) के रूप में उत्पादित होते हैं, इलास्टोमर्स, वार्निश, चिपकने वाले, सीलेंट की संरचना में शामिल होते हैं। उनका उपयोग थर्मल और विद्युत इन्सुलेशन के लिए, फिल्टर और पैकेजिंग सामग्री के रूप में, जूते, कृत्रिम चमड़े, रबर उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है।
पॉलियेस्टर- सामान्य सूत्र HO [-R-O-] n H या [-OC-R-COO-R "-O-] n के साथ पॉलिमर। चक्रीय ऑक्साइड के पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए एथिलीन ऑक्साइड, लैक्टोन (हाइड्रॉक्सी एसिड के एस्टर) ), या पॉलीकोंडेशन ग्लाइकोल, डायस्टर और अन्य यौगिकों द्वारा। स्निग्ध पॉलीएस्टर क्षार समाधान के प्रतिरोधी हैं, सुगंधित पॉलीएस्टर खनिज एसिड और नमक समाधान के लिए भी प्रतिरोधी हैं। उनका उपयोग फाइबर, वार्निश और एनामेल, फिल्मों, कोगुलेंट और फोटोरिएजेंट के उत्पादन में किया जाता है। , हाइड्रोलिक तरल पदार्थ के घटक, आदि।
सिंथेटिक घिसने (इलास्टोमर्स)इमल्शन या स्टीरियो स्पेसिफिक पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त। जब वल्केनाइज्ड होता है, तो वे रबर में बदल जाते हैं, जो उच्च लोच की विशेषता होती है। उद्योग बड़ी संख्या में विभिन्न सिंथेटिक घिसने वाले (सीके) का उत्पादन करता है, जिसके गुण मोनोमर्स के प्रकार पर निर्भर करते हैं। कई घिसने दो या दो से अधिक मोनोमर्स के कोपोलिमराइजेशन द्वारा निर्मित होते हैं। सीके सामान्य और विशेष उद्देश्य भेद। सामान्य प्रयोजन सीके में ब्यूटाडीन [-CH 2 -CH \u003d CH-CH 2 -] n और ब्यूटाडीन स्टाइरीन [-CH 2 -CH \u003d CH-CH 2 -] n - - [-CH 2 -CH (C 6 H) शामिल हैं। 5) -]एन। उन पर आधारित घिसने का उपयोग बड़े पैमाने पर उत्पादों (टायर, केबल और तारों के सुरक्षात्मक म्यान, टेप, आदि) में किया जाता है। इबोनाइट, जिसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है, इन घिसने से भी प्राप्त होता है। विशेष प्रयोजनों के लिए सीके से प्राप्त घिसने, लोच के अलावा, कुछ विशेष गुणों की विशेषता है, उदाहरण के लिए, बेंजो- और तेल प्रतिरोध (ब्यूटाडीन-नाइट्राइल सीके [-सीएच 2 -सीएच \u003d सीएच-सीएच 2 -] एन - [ -सीएच 2-सीएच (सीएन) -] एन), बेंजो-, तेल- और गर्मी प्रतिरोध, अतुलनीयता (क्लोरोप्रीन सीके [-सीएच 2-सी (सीएल) \u003d सीएच-सीएच 2 -] एन), प्रतिरोध पहनें (पॉलीयूरेथेन) , आदि), गर्मी, प्रकाश, ओजोन प्रतिरोध (ब्यूटाइल रबर) [-C (CH 3) 2 -CH 2 -] n -[-CH 2 C (CH 3) \u003d CH-CH 2 -] m। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले स्टाइरीन-ब्यूटाडीन (40% से अधिक), ब्यूटाडीन (13%), आइसोप्रीन (7%), क्लोरोप्रीन (5%) रबर और ब्यूटाइल रबर (5%) हैं। घिसने का मुख्य हिस्सा। (60 - 70%) टायर के उत्पादन में जाता है, लगभग 4% - जूते के निर्माण के लिए
सिलिकॉन पॉलिमर (सिलिकॉन)- मैक्रोमोलेक्यूल्स की प्राथमिक इकाइयों में सिलिकॉन परमाणु होते हैं। रूसी वैज्ञानिक के.ए. एंड्रियानोव द्वारा ऑर्गोसिलिकॉन पॉलिमर के विकास में एक बड़ा योगदान दिया गया था। इन पॉलिमर की एक विशिष्ट विशेषता उच्च गर्मी और ठंढ प्रतिरोध, लोच है; वे क्षार के प्रतिरोधी नहीं हैं और कई सुगंधित और स्निग्ध सॉल्वैंट्स में घुलनशील हैं। सिलिकॉन पॉलिमर का उपयोग वार्निश, चिपकने वाले, प्लास्टिक और रबर के उत्पादन के लिए किया जाता है। ऑर्गनोसिलिकॉन रबर्स [-Si (R 2) -O-] n, उदाहरण के लिए, डाइमिथाइलसिलोक्सेन और मिथाइलविनाइलसिलोक्सेन का घनत्व 0.96 - 0.98 ग्राम / सेमी 3 है, एक ग्लास संक्रमण तापमान 130 0 C. हाइड्रोकार्बन, हेलोकार्बन, ईथर में घुलनशील है। कार्बनिक पेरोक्साइड के साथ वल्केनाइज्ड। रबर को -90 से +300 0 C के तापमान पर संचालित किया जा सकता है, इसमें मौसम प्रतिरोध, उच्च विद्युत इन्सुलेट गुण होते हैं। उनका उपयोग बड़े तापमान अंतर की स्थितियों में काम करने वाले उत्पादों के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष यान के सुरक्षात्मक कोटिंग्स आदि के लिए।
फेनोलिक और अमीनो-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिनफिनोल या एमाइन के साथ फॉर्मलाडेहाइड के पॉलीकोंडेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। ये थर्मोसेटिंग पॉलिमर हैं, जिसमें क्रॉस-लिंकिंग के परिणामस्वरूप, एक नेटवर्क स्थानिक संरचना बनती है, जिसे एक रैखिक संरचना में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है, अर्थात। प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है। उनका उपयोग चिपकने वाले, वार्निश, आयन एक्सचेंजर्स, प्लास्टिक के आधार के रूप में किया जाता है।
फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन पर आधारित प्लास्टिक कहलाते हैं फेनोलिक्स यूरिया-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन पर आधारित - अमीनोप्लास्ट . फेनोप्लास्ट और अमीनोप्लास्ट कागज या कार्डबोर्ड (गेटिनक्स), कपड़े (टेक्स्टोलाइट), लकड़ी, क्वार्ट्ज और अभ्रक के आटे आदि से भरे होते हैं। फेनोप्लास्ट पानी, एसिड समाधान, लवण और क्षार, कार्बनिक सॉल्वैंट्स, धीमी गति से जलने, मौसम प्रतिरोधी होते हैं। और अच्छे डाइलेक्ट्रिक्स हैं। उनका उपयोग मुद्रित सर्किट बोर्ड, इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग उत्पादों के लिए आवास, पन्नी डाइलेक्ट्रिक्स के उत्पादन में किया जाता है।
अमीनोवे उच्च ढांकता हुआ और भौतिक-यांत्रिक गुणों की विशेषता रखते हैं, प्रकाश और यूवी किरणों के प्रतिरोधी हैं, शायद ही दहनशील हैं, कमजोर एसिड और बेस और कई सॉल्वैंट्स के प्रतिरोधी हैं। उन्हें किसी भी रंग में रंगा जा सकता है। उनका उपयोग विद्युत उत्पादों (उपकरणों और उपकरणों के मामले, स्विच, छत लैंप, गर्मी और ध्वनि इन्सुलेट सामग्री, आदि) के निर्माण के लिए किया जाता है।
वर्तमान में, सभी प्लास्टिक का लगभग 1/3 इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, 1/4 - निर्माण में और लगभग 1/5 - पैकेजिंग के लिए उपयोग किया जाता है। पॉलिमर में बढ़ती दिलचस्पी को ऑटोमोटिव उद्योग द्वारा दर्शाया जा सकता है। कई विशेषज्ञ कार में इस्तेमाल किए गए पॉलिमर के अनुपात से कार की पूर्णता के स्तर का अनुमान लगाते हैं। उदाहरण के लिए, बहुलक सामग्री का द्रव्यमान VAZ-2101 के लिए 32 किलोग्राम से बढ़कर VAZ-2108 के लिए 76 किलोग्राम हो गया। विदेशों में प्लास्टिक का औसत वजन 75÷120 किलोग्राम प्रति कार है।
इस प्रकार, प्लास्टिक और कंपोजिट, फाइबर, चिपकने वाले और वार्निश के रूप में पॉलिमर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और उनके उपयोग का पैमाना और दायरा लगातार बढ़ रहा है।
आत्म-नियंत्रण के लिए प्रश्न:
1. बहुलक क्या होते हैं? उनके प्रकार।
2. एक मोनोमर, ओलिगोमर क्या है?
3. पोलीमराइजेशन द्वारा पॉलिमर प्राप्त करने की विधि क्या है? उदाहरण दो।
4. बहुसंघनन द्वारा बहुलक प्राप्त करने की विधि क्या है? उदाहरण दो।
5. रेडिकल पोलीमराइजेशन क्या है?
6. आयनिक पोलीमराइजेशन क्या है?
7. द्रव्यमान (ब्लॉक) में पोलीमराइजेशन क्या है?
8. इमल्शन पोलीमराइजेशन क्या है?
9. सस्पेंशन पोलीमराइजेशन क्या है?
10. गैस पोलीमराइजेशन क्या है?
11. पिघले हुए पॉलीकंडेंसेशन क्या है?
12. विलयन बहु संघनन क्या है?
13. इंटरफेस में पॉलीकोंडेशन क्या है?
14. बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल्स की आकृति और संरचना क्या है?
15. बहुलकों की क्रिस्टलीय अवस्था की विशेषता क्या है?
16. अनाकार बहुलकों की भौतिक अवस्था की विशेषताएं क्या हैं?
17. पॉलिमर के रासायनिक गुण क्या हैं?
18. पॉलिमर के भौतिक गुण क्या हैं?
19. पॉलिमर के आधार पर कौन-सी सामग्री का उत्पादन किया जाता है?
20. विभिन्न उद्योगों में पॉलिमर का क्या उपयोग है?
स्वतंत्र कार्य के लिए प्रश्न:
1. पॉलिमर और उनके अनुप्रयोग।
2. पॉलिमर की आग का खतरा।
साहित्य:
1. सेमेनोवा ई.वी., कोस्त्रोवा वी.एन., फेड्युकिना यू.वी. रसायन विज्ञान। - वोरोनिश: वैज्ञानिक पुस्तक - 2006, 284 पी।
2. आर्टिमेंको ए.आई. कार्बनिक रसायन शास्त्र। - एम .: उच्चतर। विद्यालय - 2002, 560 पी।
3. कोरोविन एन.वी. सामान्य रसायन शास्त्र। - एम .: उच्चतर। विद्यालय - 1990, 560 पी।
4. ग्लिंका एन.एल. सामान्य रसायन शास्त्र। - एम।: उच्चतर। विद्यालय - 1983, 650 पी।
5. ग्लिंका एन.एल. सामान्य रसायन विज्ञान में कार्यों और अभ्यासों का संग्रह। - एम।: उच्चतर। विद्यालय - 1983, 230 पी।
6. अखमेतोव एन.एस. सामान्य और अकार्बनिक रसायन। एम.: हायर स्कूल। - 2003, 743 पी।
व्याख्यान 17 (2 घंटे)
विषय 11. किसी पदार्थ की रासायनिक पहचान और विश्लेषण
व्याख्यान का उद्देश्य: पदार्थों के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण से परिचित होना और इसमें प्रयुक्त विधियों का सामान्य विवरण देना
अध्ययन के तहत मुद्दे:
11.1. पदार्थ का गुणात्मक विश्लेषण।
11.2. पदार्थ का मात्रात्मक विश्लेषण। विश्लेषण के रासायनिक तरीके।
11.3. विश्लेषण के वाद्य तरीके।
11.1. पदार्थ का गुणात्मक विश्लेषण
व्यवहार में, किसी विशेष पदार्थ की पहचान करना (पता लगाना) और साथ ही उसकी सामग्री को मापना (मापना) आवश्यक हो जाता है। गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण से संबंधित विज्ञान को कहा जाता है विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र . विश्लेषण चरणों में किया जाता है: सबसे पहले, पदार्थ की रासायनिक पहचान (गुणात्मक विश्लेषण) की जाती है, और फिर यह निर्धारित किया जाता है कि नमूना (मात्रात्मक विश्लेषण) में कितना पदार्थ है।
रासायनिक पहचान (पहचान)- यह ज्ञात पदार्थों के लिए प्रायोगिक और प्रासंगिक संदर्भ डेटा की तुलना के आधार पर किसी पदार्थ के चरणों, अणुओं, परमाणुओं, आयनों और अन्य घटक भागों के प्रकार और अवस्था की स्थापना है। पहचान गुणात्मक विश्लेषण का लक्ष्य है। पहचान में, पदार्थों के गुणों का एक सेट आमतौर पर निर्धारित किया जाता है: रंग, चरण राज्य, घनत्व, चिपचिपाहट, पिघलने, उबलते और चरण संक्रमण तापमान, घुलनशीलता, इलेक्ट्रोड क्षमता, आयनीकरण ऊर्जा, और (या) आदि। पहचान की सुविधा के लिए, रासायनिक और भौतिक-रासायनिक डेटा के बैंक बनाए गए हैं। बहुघटक पदार्थों के विश्लेषण में, सार्वभौमिक उपकरणों (स्पेक्ट्रोमीटर, स्पेक्ट्रोफोटोमीटर, क्रोमैटोग्राफ, पोलरोग्राफ, आदि) का उपयोग अक्सर कंप्यूटर से लैस किया जाता है, जिनकी स्मृति में संदर्भ रासायनिक-विश्लेषणात्मक जानकारी होती है। इन सार्वभौमिक प्रतिष्ठानों के आधार पर, सूचनाओं के विश्लेषण और प्रसंस्करण के लिए एक स्वचालित प्रणाली बनाई जा रही है।
पहचाने गए कणों के प्रकार के आधार पर, मौलिक, आणविक, समस्थानिक और चरण विश्लेषण प्रतिष्ठित हैं। इसलिए, सबसे महत्वपूर्ण हैं निर्धारण के तरीके, निर्धारित की जा रही संपत्ति की प्रकृति द्वारा वर्गीकृत, या विश्लेषणात्मक संकेत रिकॉर्ड करने की विधि द्वारा:
1) विश्लेषण के रासायनिक तरीके रासायनिक प्रतिक्रियाओं के उपयोग के आधार पर। वे बाहरी प्रभावों (वर्षा, गैस विकास, उपस्थिति, गायब होने या रंग परिवर्तन) के साथ हैं;
2) भौतिक तरीके, जो किसी पदार्थ के भौतिक गुणों और उसकी रासायनिक संरचना के बीच एक निश्चित संबंध पर आधारित होते हैं;
3) भौतिक और रासायनिक तरीके , जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ होने वाली भौतिक घटनाओं पर आधारित हैं। वे अपनी उच्च सटीकता, चयनात्मकता (चयनात्मकता) और संवेदनशीलता के कारण सबसे आम हैं। पहले मौलिक और आणविक विश्लेषण पर विचार किया जाएगा।
शुष्क पदार्थ के द्रव्यमान या विश्लेषण के घोल के आयतन के आधार पर, वहाँ हैं स्थूल विधि (0.5 - 10 ग्राम या 10 - 100 मिली), अर्ध-सूक्ष्म विधि (10 - 50 मिलीग्राम या 1 - 5 मिली), सूक्ष्म विधि (1-5 एचएमजी या 0.1 - 0.5 मिली) और अतिसूक्ष्म विधि (1 मिलीग्राम या 0.1 मिली से कम) पहचान।
गुणात्मक विश्लेषण की विशेषता है पता करने की सीमा (न्यूनतम पाया गया) शुष्क पदार्थ का, यानी, मज़बूती से पहचाने जाने योग्य पदार्थ की न्यूनतम मात्रा और घोल की सीमित सांद्रता। गुणात्मक विश्लेषण में, केवल ऐसी प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, जिनकी पहचान की सीमा 50 माइक्रोग्राम से कम नहीं होती है।
कुछ प्रतिक्रियाएं होती हैं जो किसी विशेष पदार्थ या आयन का अन्य पदार्थों या अन्य आयनों की उपस्थिति में पता लगाना संभव बनाती हैं। ऐसी प्रतिक्रियाओं को कहा जाता है विशिष्ट . ऐसी प्रतिक्रियाओं का एक उदाहरण क्षार या हीटिंग की क्रिया द्वारा NH 4 + आयनों का पता लगाना हो सकता है
NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaCl
या स्टार्च (गहरा नीला रंग), आदि के साथ आयोडीन की प्रतिक्रिया।
हालांकि, ज्यादातर मामलों में, किसी पदार्थ का पता लगाने की प्रतिक्रियाएं विशिष्ट नहीं होती हैं, इसलिए, पहचान में हस्तक्षेप करने वाले पदार्थ एक अवक्षेप, एक कमजोर रूप से अलग करने वाले या जटिल यौगिक में परिवर्तित हो जाते हैं। एक अज्ञात पदार्थ का विश्लेषण एक निश्चित क्रम में किया जाता है, जिसमें विश्लेषण में हस्तक्षेप करने वाले अन्य पदार्थों का पता लगाने और हटाने के बाद एक या दूसरे पदार्थ की पहचान की जाती है, अर्थात। न केवल पदार्थों का पता लगाने की प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, बल्कि उन्हें एक दूसरे से अलग करने की प्रतिक्रियाएं भी होती हैं।
नतीजतन, किसी पदार्थ का गुणात्मक विश्लेषण उसमें अशुद्धियों की सामग्री, यानी उसकी शुद्धता पर निर्भर करता है। यदि अशुद्धियाँ बहुत कम मात्रा में होती हैं, तो उन्हें "निशान" कहा जाता है। शर्तें% में मोल अंशों के अनुरूप हैं: "निशान" 10 -3 10 -1 , "माइक्रोट्रेस"- 10 -6 10 -3, "अल्ट्रामाइक्रोट्रेस"- 10 -9 ÷ 10 -6 , सबमाइक्रोट्रेस- 10 -9 से कम। पदार्थ को उच्च शुद्धता कहा जाता है जब अशुद्धियों की सामग्री 10 -4 10 -3% (तिल अंश) से अधिक नहीं होती है और विशेष रूप से शुद्ध होती है (बिलकुल साफ)जब अशुद्धियों की मात्रा 10 -7% (मोल अंश) से कम हो। अत्यधिक शुद्ध पदार्थों की एक और परिभाषा है, जिसके अनुसार उनमें ऐसी मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं जो पदार्थों के मुख्य विशिष्ट गुणों को प्रभावित नहीं करती हैं। हालाँकि, यह कोई अशुद्धता नहीं है जो मायने रखती है, लेकिन अशुद्धियाँ जो शुद्ध पदार्थ के गुणों को प्रभावित करती हैं। ऐसी अशुद्धियों को सीमित या नियंत्रित करना कहा जाता है।
अकार्बनिक पदार्थों की पहचान करते समय, धनायनों और आयनों का गुणात्मक विश्लेषण किया जाता है। गुणात्मक विश्लेषण विधियां आयनिक प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं, जो कुछ आयनों के रूप में तत्वों की पहचान करना संभव बनाती हैं। किसी भी प्रकार के गुणात्मक विश्लेषण की तरह, प्रतिक्रियाओं के दौरान, विरल रूप से घुलनशील यौगिक, रंगीन जटिल यौगिक बनते हैं, समाधान के रंग में परिवर्तन के साथ ऑक्सीकरण या कमी होती है। विरल रूप से घुलनशील यौगिकों के निर्माण के माध्यम से पहचान के लिए, समूह और व्यक्तिगत अवक्षेपण दोनों का उपयोग किया जाता है।
अकार्बनिक पदार्थों के धनायनों की पहचान करते समयआयनों के लिए समूह अवक्षेपक Ag + , Pb 2+ , Hg 2+ NaCl है; आयनों के लिए Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ - (NH 4) 2 CO 3, आयनों के लिए Al 3+, Cr 3+, Fe 2+, Fe 3+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2 +, जेडएन 2+ और अन्य - (एनएच 4) 2 एस।
यदि कई धनायन मौजूद हैं, तो भिन्नात्मक विश्लेषण , जिसमें सभी कम घुलनशील यौगिकों को अवक्षेपित किया जाता है, और फिर शेष धनायनों का एक विधि या किसी अन्य द्वारा पता लगाया जाता है, या एक अभिकर्मक का चरणबद्ध जोड़ किया जाता है, जिसमें सबसे कम पीआर मान वाले यौगिकों को पहले अवक्षेपित किया जाता है, और फिर यौगिकों के साथ एक उच्च पीआर मूल्य। किसी भी धनायन को एक निश्चित प्रतिक्रिया का उपयोग करके पहचाना जा सकता है यदि इस पहचान में हस्तक्षेप करने वाले अन्य धनायनों को हटा दिया जाता है। कई कार्बनिक और अकार्बनिक अभिकर्मक हैं जो धनायनों (तालिका 9) के साथ अवक्षेप या रंगीन जटिल यौगिक बनाते हैं।