पॉलिमर इतिहास, पॉलिमराइजेशन, प्रकार, गुण और उदाहरण

पॉलिमर आणविक यौगिक हैं जो उच्च दाढ़ द्रव्यमान (हजारों से लाखों तक) वाले होते हैं और जो बड़ी संख्या में इकाइयों से बने होते हैं, जिन्हें मोनोमर्स कहा जाता है, जिन्हें दोहराया जाता है.

क्योंकि उनके पास बड़े अणु होने की विशेषता है, इन प्रजातियों को मैक्रोमोलेक्यूल कहा जाता है, जो उन्हें अद्वितीय गुण प्रदान करता है और छोटे लोगों में मनाया जाने वाले लोगों से बहुत अलग है, केवल इस प्रकार के पदार्थों के लिए जिम्मेदार है, जैसे कि उनके पास प्रवृत्ति कांच संरचनाओं को आकार दें.

उसी तरह, चूंकि वे अणुओं के एक बहुत बड़े समूह से संबंधित हैं, इसलिए उन्हें एक वर्गीकरण देने की आवश्यकता उत्पन्न हुई, जिस कारण से उन्हें दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: प्राकृतिक उत्पत्ति के पॉलिमर, जैसे प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड; और सिंथेटिक निर्माण, जैसे कि नायलॉन या ल्यूसाइट (Plexiglas के रूप में जाना जाता है).

विद्वानों ने विज्ञान की जांच शुरू की जो 1920 के दशक में पॉलिमर के पीछे मौजूद है, जब उन्होंने जिज्ञासा और घबराहट के साथ देखा कि कुछ पदार्थ लकड़ी या रबर की तरह कैसे व्यवहार करते हैं। फिर, उस समय के वैज्ञानिकों ने इन यौगिकों का विश्लेषण करने के लिए खुद को समर्पित किया ताकि रोजमर्रा की जिंदगी में मौजूद रहें.

इन प्रजातियों की प्रकृति के बारे में समझ के एक निश्चित स्तर पर पहुंचकर, हम मैक्रोमोलेक्युलस के निर्माण में उनकी संरचना और उन्नति को समझ सकते हैं, जो मौजूदा सामग्रियों के विकास और सुधार की सुविधा प्रदान कर सकता है, साथ ही साथ नई सामग्री का उत्पादन भी कर सकता है।.

इसके अलावा, यह ज्ञात है कि कई महत्वपूर्ण पॉलिमर में उनकी संरचना नाइट्रोजन या ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, जो कार्बन परमाणुओं से जुड़े होते हैं, जो अणु की मुख्य श्रृंखला का हिस्सा होते हैं।.

मुख्य कार्यात्मक समूहों के आधार पर जो मोनोमर्स का हिस्सा हैं, उन्हें नाम दिया जाएगा; उदाहरण के लिए, यदि मोनोमर एक एस्टर द्वारा बनता है, तो एक पॉलिएस्टर उत्पन्न होता है.

सूची

• 1 पॉलिमर का इतिहास
  • १.१ १ ९ वीं सदी
  • 1.2 20 वीं सदी
  • 1.3 सेंचुरी XXI
• 2 पॉलिमराइजेशन
  • 2.1 अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं द्वारा पॉलिमराइजेशन
  • २.२ संघनन प्रतिक्रियाओं द्वारा पॉलिमराइजेशन
  • 2.3 पोलीमराइजेशन के अन्य रूप
• पॉलिमर के 3 प्रकार
• 4 गुण
• 5 पॉलिमर के उदाहरण
  • 5.1 पॉलीस्टाइनिन
  • 5.2 पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन
  • 5.3 पॉलीविनाइल क्लोराइड
• 6 संदर्भ

पॉलिमर का इतिहास

पॉलिमर के इतिहास को पहले पॉलिमर के संदर्भों के साथ शुरू किया जाना चाहिए, जिसमें से एक जागरूक है.

इस तरह, प्राकृतिक उत्पत्ति की कुछ सामग्री जो प्राचीन काल से व्यापक रूप से उपयोग की जाती है (जैसे सेलूलोज़ या चमड़ा) मुख्य रूप से पॉलिमर से बनी होती हैं.

19 वीं सदी

जो कुछ भी सोच सकता है, उसके विपरीत, पॉलिमर की रचना एक-दो शताब्दियों पहले तक अनावरण करने के लिए अज्ञात थी, जब उन्होंने यह निर्धारित करना शुरू किया कि ये पदार्थ कैसे बने थे, और कृत्रिम रूप से निर्माण को प्राप्त करने के लिए कुछ विधि स्थापित करने की भी मांग की थी।.

पहली बार "पॉलिमर" शब्द का उपयोग वर्ष 1833 में किया गया था, जो कि स्वीडिश रसायनज्ञ जोन्स जैकब बर्ज़ेलियस के लिए धन्यवाद था, जिन्होंने इसका उपयोग कार्बनिक प्रकृति के पदार्थों को संदर्भित करने के लिए किया था, जिनमें समान अनुभवजन्य सूत्र होते हैं लेकिन अलग-अलग सामूहिक द्रव्यमान होते हैं.

यह वैज्ञानिक अन्य शब्दों, जैसे "आइसोमर" या "कटैलिसीस" को गढ़ने का भी प्रभारी था; हालांकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उस समय इन अभिव्यक्तियों की अवधारणा पूरी तरह से अलग थी जो वर्तमान में उनका मतलब है.

प्राकृतिक पॉलिमर प्रजातियों के परिवर्तन से सिंथेटिक पॉलिमर प्राप्त करने के लिए कुछ प्रयोगों के बाद, इन यौगिकों का अध्ययन अधिक प्रासंगिक हो रहा था.

इन जांचों का उद्देश्य इन पॉलिमर के पहले से ज्ञात गुणों के अनुकूलन और नए पदार्थों को प्राप्त करना था जो विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में विशिष्ट उद्देश्यों को पूरा कर सकते थे।.

20 वीं शताब्दी

जब यह देखते हुए कि रबर कार्बनिक प्रकृति के एक विलायक में घुलनशील था और तब परिणामी समाधान ने कुछ असामान्य विशेषताओं का प्रदर्शन किया, तो वैज्ञानिक परेशान हो गए और उन्हें यह नहीं पता था कि उन्हें कैसे समझाया जाए.

इन अवलोकनों के माध्यम से अनुमान लगाया गया कि इस तरह के पदार्थ छोटे अणुओं से भिन्न व्यवहार प्रदर्शित करते हैं, जैसा कि वे रबर और इसके गुणों का अध्ययन करते समय देख सकते हैं।.

उन्होंने नोट किया कि अध्ययन किए गए समाधान में उच्च चिपचिपापन था, ठंड बिंदु में महत्वपूर्ण कमी और छोटे परिमाण का एक आसमाटिक दबाव; इसके द्वारा यह माना जा सकता है कि बहुत उच्च दाढ़ द्रव्यमान के कई विलेय थे, लेकिन विद्वानों ने इस संभावना पर विश्वास करने से इनकार कर दिया.

ये घटनाएँ, जो कुछ पदार्थों जैसे कि जिलेटिन या कपास में भी प्रकट हुई थीं, उस समय के वैज्ञानिकों ने सोचा कि इस प्रकार के पदार्थ छोटी आणविक इकाइयों के समुच्चय से बने होते हैं, जैसे C₅एच₈ या सी₁₀एच₁₆, इंटरमॉलिक्युलर बलों द्वारा जुड़ा हुआ है.

हालाँकि यह गलत सोच कुछ सालों तक बनी रही, लेकिन वर्तमान समय तक जो परिभाषा बनी हुई है, वह जर्मन रसायनज्ञ और रसायन विज्ञान के नोबेल पुरस्कार विजेता, हरमन स्टुडिंगर द्वारा दी गई थी।.

21 वीं सदी

इन संरचनाओं की वर्तमान परिभाषा के रूप में सहसंयोजक बंधनों द्वारा जुड़े मैक्रोमॉलेक्युलर पदार्थ स्टुडिंगर द्वारा 1920 में गढ़ा गया था, जिन्होंने निम्नलिखित दस वर्षों के दौरान इस सिद्धांत का प्रमाण खोजने तक प्रयोगों को तैयार करने और आगे बढ़ाने पर जोर दिया था।.

तथाकथित "बहुलक रसायन विज्ञान" का विकास शुरू हुआ और तब से इसने दुनिया भर के शोधकर्ताओं के हित को पकड़ लिया है, इसके इतिहास के पन्नों में बहुत महत्वपूर्ण वैज्ञानिकों की गिनती है, जिनमें गिउलिओ नट्टा, कार्ल ज़िगलर शामिल हैं। चार्ल्स गुडइयर, दूसरों के बीच, पहले से नामित लोगों के अलावा.

वर्तमान में, पॉलिमर मैक्रोमोलेक्यूलर का अध्ययन विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रों में किया जाता है, जैसे बहुलक विज्ञान या बायोफिज़िक्स, जहां विभिन्न तरीकों और उद्देश्यों के साथ सहसंयोजक बांड के माध्यम से मोनोमर्स को जोड़ने के परिणामस्वरूप पदार्थों की जांच की जाती है।.

निश्चित रूप से, पॉलीसोप्रीन जैसे प्राकृतिक पॉलिमर जैसे पॉलीस्टायरीन जैसे प्राकृतिक पॉलिमर से, सिलिकॉन के आधार पर मोनोमर्स से बने सिलिकोसिस जैसे अन्य प्रजातियों से अलग किए बिना, उनका उपयोग अक्सर किया जाता है।.

इसके अलावा, प्राकृतिक और सिंथेटिक मूल के इन यौगिकों में से कई मोनोमर्स के दो या अधिक विभिन्न वर्गों से बने होते हैं, इन बहुलक प्रजातियों को कोपोलिमर का नाम दिया गया है.

बहुलकीकरण

पॉलिमर के मुद्दे को हल करने के लिए, हमें बहुलक शब्द की उत्पत्ति के बारे में बात करके शुरू करना चाहिए, जो ग्रीक शब्दों से आता है polys, जिसका अर्थ है "बहुत"; और ग्रुपर्स, जो किसी चीज़ के "भागों" को संदर्भित करता है.

इस शब्द का उपयोग आणविक यौगिकों को नामित करने के लिए किया जाता है, जिसमें कई दोहराई जाने वाली इकाइयों से मिलकर एक संरचना होती है, यह एक उच्च सापेक्ष आणविक द्रव्यमान और इन की अन्य आंतरिक विशेषताओं की संपत्ति का कारण बनता है.

तो पॉलिमर बनाने वाली इकाइयाँ आणविक प्रजातियों पर आधारित होती हैं, जिनमें छोटे परिमाण का एक आणविक द्रव्यमान होता है.

विचारों के इस क्रम में, शब्द पॉलीमराइज़ेशन केवल सिंथेटिक पॉलिमर पर लागू होता है, विशेष रूप से इस प्रकार के मैक्रोमोलेक्युलस को प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं पर।.

इसलिए, पोलीमराइज़ेशन को मोनोमर्स के संयोजन में प्रयुक्त रासायनिक प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है (एक समय में) उनसे संबंधित पॉलिमर का उत्पादन करने के लिए.

इस तरह, पॉलिमर के संश्लेषण को दो प्रकार की मुख्य प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है: इसके अलावा प्रतिक्रियाएं और संक्षेपण प्रतिक्रियाएं, जिन्हें नीचे विस्तार से वर्णित किया जाएगा।.

इसके अलावा पॉलिमराइजेशन

इस प्रकार के पोलीमराइजेशन में असंतृप्त अणुओं की भागीदारी होती है, जिनकी संरचना में डबल या ट्रिपल बॉन्ड होते हैं, खासकर उन कार्बन-कार्बन.

इन प्रतिक्रियाओं में, मोनोमर्स अपने परमाणुओं के किसी भी उन्मूलन के बिना एक दूसरे के साथ संयोजन से गुजरते हैं, जहां अंगूठी को तोड़ने या खोलने से संश्लेषित पॉलिमर प्रजातियां छोटे अणुओं के उन्मूलन के बिना प्राप्त की जा सकती हैं।.

गतिज बिंदु से, इस पोलीमराइज़ेशन को तीन चरण प्रतिक्रिया के रूप में देखा जा सकता है: दीक्षा, प्रचार और समाप्ति.

सबसे पहले, प्रतिक्रिया की शुरुआत होती है, जिसमें एक सर्जक के रूप में माना जाने वाले अणु पर हीटिंग लागू होता है (आर के रूप में चिह्नित)₂) निम्नलिखित तरीके से दो कट्टरपंथी प्रजातियों को उत्पन्न करने के लिए:

आर₂ → 2 आर ∙

यदि पॉलीइथिलीन के उत्पादन का उपयोग एक उदाहरण के रूप में किया जाता है, तो अगला कदम प्रसार है, जहां प्रतिक्रियाशील कट्टरपंथी एक एथिलीन अणु के पास जाता है और एक नई कट्टरपंथी प्रजाति इस प्रकार बनाई जाती है:

आर R + सीएच₂= सीएच₂ → आर-सीएच₂-सीएच₂∙

इस नए कट्टरपंथी को बाद में एक और एथिलीन अणु के साथ जोड़ा गया है, और यह प्रक्रिया क्रमिक रूप से जारी रहती है, जब तक कि दो लंबी श्रृंखला के कणों के संयोजन को अंत में पॉलीइथाइलीन की उत्पत्ति होती है, जिसे समाप्ति के रूप में जाना जाता है।.

संक्षेपण प्रतिक्रियाओं द्वारा पॉलिमराइजेशन

संक्षेपण प्रतिक्रियाओं द्वारा पोलीमराइजेशन के मामले में, दो अलग-अलग मोनोमर्स का संयोजन आमतौर पर होता है, इसके अलावा एक छोटे अणु का उन्मूलन होता है, जो आमतौर पर पानी होता है।.

इसी तरह, इन प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न पॉलिमर में अक्सर हेटेरोटोम होते हैं, जैसे कि ऑक्सीजन या नाइट्रोजन, उनकी मुख्य संरचना का हिस्सा होता है। यह भी होता है कि दोहराई जाने वाली इकाई जो अपनी श्रृंखला के आधार का प्रतिनिधित्व करती है, उस परमाणु की समग्रता के पास नहीं है जो मोनोमर में है जिसे इसे नीचा दिखाया जा सकता है.

दूसरी ओर, ऐसे तरीके हैं जो हाल ही में विकसित किए गए हैं, जिनके बीच प्लाज्मा पॉलिमराइजेशन बाहर खड़ा है, जिनकी विशेषताएं ऊपर वर्णित किसी भी प्रकार के पोलीमराइजेशन के साथ पूरी तरह से सहमत नहीं हैं।.

इस तरह, सिंथेटिक मूल की पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाएं, इसके अलावा और संक्षेपण दोनों, अनुपस्थिति में या उत्प्रेरक प्रजातियों की उपस्थिति में हो सकती हैं.

संक्षेपण पोलीमराइज़ेशन का उपयोग व्यापक रूप से दैनिक जीवन में मौजूद कई यौगिकों के निर्माण में किया जाता है, जैसे डक्रॉन (पॉलिएस्टर के रूप में जाना जाता है) या नायलॉन.

पोलीमराइजेशन के अन्य रूप

कृत्रिम पॉलिमर के संश्लेषण के इन तरीकों के अलावा, जैविक संश्लेषण भी है, जिसे अध्ययन के क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है, जो बायोपॉलिमर की जांच के लिए जिम्मेदार है, जिन्हें तीन मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है: पॉली न्यूक्लियोटाइड्स, पॉलीपेसेराइड और पॉलीसेकेराइड.

जीवित जीवों में, संश्लेषण को स्वाभाविक रूप से बाहर किया जा सकता है, प्रक्रियाओं के माध्यम से जिसमें पॉलिमर के एंजाइम जैसे कि डीओक्सीरिबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) के उत्पादन में उत्प्रेरक की उपस्थिति शामिल होती है।.

अन्य मामलों में, जैव रासायनिक पोलीमराइजेशन में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश एंजाइम प्रोटीन होते हैं, जो अमीनो एसिड के साथ गठित पॉलिमर होते हैं और जैविक प्रक्रियाओं के विशाल बहुमत में आवश्यक होते हैं.

इन विधियों द्वारा प्राप्त बायोपॉलिमर पदार्थों के अलावा, अन्य वाणिज्यिक प्रासंगिकताएं हैं, जैसे कि वल्केनाइज्ड रबर जो सल्फर की उपस्थिति में प्राकृतिक मूल के रबर के हीटिंग के माध्यम से उत्पन्न होता है।.

इसलिए, प्राकृतिक उत्पत्ति के पॉलिमर के रासायनिक संशोधन के माध्यम से बहुलक संश्लेषण के लिए इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों में से परिष्करण, क्रॉस-लिंक और ऑक्सीकरण हैं।.

पॉलिमर के प्रकार

पॉलिमर के प्रकारों को विभिन्न विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, उन्हें वार्मिंग के लिए उनकी शारीरिक प्रतिक्रिया के अनुसार थर्मोप्लास्टिक्स, थर्मोसेट्स या इलास्टोमर्स में वर्गीकृत किया जाता है.

इसके अलावा, मोनोमर्स के प्रकार पर निर्भर करता है जिससे वे बनते हैं, वे होमोपोलिमर या कॉपोलिमर हो सकते हैं.

उसी तरह, जिस तरह के पोलीमराइज़ेशन के अनुसार वे उत्पन्न होते हैं, उसके अलावा वे पॉलिमर हो सकते हैं.

इसके अलावा, प्राकृतिक या सिंथेटिक पॉलिमर मूल के आधार पर प्राप्त किया जा सकता है; u कार्बनिक या अकार्बनिक इसकी रासायनिक संरचना के आधार पर.

गुण

- इसकी सबसे उल्लेखनीय विशेषता इसकी संरचना के आधार के रूप में अपने मोनोमर्स की दोहरावदार पहचान है.

- इसके विद्युत गुण इसके उद्देश्य के अनुसार भिन्न होते हैं.

- उनके पास लोच या तन्यता ताकत जैसे यांत्रिक गुण हैं, जो उनके स्थूल व्यवहार को परिभाषित करते हैं.

- कुछ पॉलिमर महत्वपूर्ण ऑप्टिकल गुणों का प्रदर्शन करते हैं.

- उनके पास मौजूद माइक्रोस्ट्रक्चर उनके अन्य गुणों को सीधे प्रभावित करता है.

- पॉलिमर की रासायनिक विशेषताएं उन्हें बनाने वाली श्रृंखलाओं के बीच आकर्षक प्रकार की बातचीत द्वारा निर्धारित की जाती हैं.

- इसके परिवहन गुण इंटरमॉलिक्युलर मूवमेंट की गति से संबंधित हैं.

- इसके एकत्रीकरण राज्यों का व्यवहार इसकी आकृति विज्ञान से संबंधित है.

पॉलिमर के उदाहरण

बड़ी संख्या में मौजूद पॉलिमर निम्नलिखित हैं:

polystyrene

विभिन्न प्रकार के कंटेनरों में और साथ ही उन कंटेनरों में भी इस्तेमाल किया जाता है जो थर्मल इंसुलेटर (ठंडा पानी या बर्फ को स्टोर करने के लिए) और यहां तक ​​कि खिलौनों में भी इस्तेमाल किया जाता है.

polytetrafluoroethylene

टेफ्लॉन के रूप में बेहतर रूप से जाना जाता है, इसका उपयोग विद्युत इन्सुलेटर के रूप में किया जाता है, रोल के निर्माण में और रसोई के बर्तन के कोटिंग के लिए भी किया जाता है.

पॉलीविनाइल क्लोराइड

दीवारों, टाइल्स, खिलौने और पाइप के लिए चैनलों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है, इस बहुलक को व्यावसायिक रूप से पीवीसी के रूप में जाना जाता है.

संदर्भ

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