പോളിമറൈസേഷൻ പ്രതികരണം

പോളിമറൈസേഷൻ പ്രതികരണം

പെൻഡഹുലുവൻ

മോണോമറുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ആവർത്തിച്ചുള്ള യൂണിറ്റുകൾ ചേർന്ന വലിയ, നീണ്ട ചെയിൻ തന്മാത്രകൾ ചേർന്ന രാസ സംയുക്തങ്ങളാണ് പോളിമറുകൾ. ഈ മോണോമറുകൾ സംയോജിപ്പിച്ച് പോളിമറുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന രാസ പ്രക്രിയയാണ് പോളിമറൈസേഷൻ. രാസ വ്യവസായത്തിൽ ഈ പ്രക്രിയ നിർണായകമാണ്, കൂടാതെ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ, റബ്ബർ, സിന്തറ്റിക് നാരുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ വിലയേറിയ വസ്തുക്കളുടെ രൂപീകരണത്തിന് ഇത് സംഭാവന നൽകുന്നു.

പോളിമറൈസേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സംവിധാനങ്ങൾ, തരങ്ങൾ, പ്രയോഗങ്ങൾ എന്നിവ വിവരിക്കുക എന്നതാണ് ഈ ലേഖനത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. പോളിമറൈസേഷൻ പ്രക്രിയകൾ വിവിധ സംവിധാനങ്ങളിലൂടെ സംഭവിക്കാം, രണ്ട് പ്രധാന വിഭാഗങ്ങളുണ്ട്: സങ്കലന പോളിമറൈസേഷൻ, കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷൻ.

പോളിമറൈസേഷന്റെ തരങ്ങൾ

സങ്കലന പോളിമറൈസേഷൻ

ഇരട്ട അല്ലെങ്കിൽ ട്രിപ്പിൾ ബോണ്ടുകളുള്ള മോണോമറുകൾ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാതെ ഒരു പോളിമർ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ് അഡീഷൻ പോളിമറൈസേഷൻ. ഈ തരത്തിലുള്ള പോളിമറൈസേഷൻ വഴി ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന പോളിമറുകളെ അഡീഷൻ പോളിമറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഘട്ടങ്ങൾ:

1. ഇനീഷ്യേഷൻ: ഒരു ഇനീഷ്യേറ്റർ മോണോമറുകളിലെ ഇരട്ട ബോണ്ടുകൾ തകർക്കാൻ കഴിയുന്ന ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ, അയോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ എന്നിവ ഉത്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ പ്രതിപ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്നു.
2. പ്രചരണം: രൂപം കൊള്ളുന്ന ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ അയോണുകൾ മോണോമറുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച്, മറ്റ് മോണോമറുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന പുതിയ സജീവ അറ്റങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
3. അവസാനിപ്പിക്കൽ: രണ്ട് ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ കൂടിച്ചേർന്ന് ഒരു സഹസംയോജകബന്ധനം രൂപപ്പെടുമ്പോഴോ, മറ്റേതെങ്കിലും സംവിധാനം വ്യാപനം നിർത്തുമ്പോഴോ പ്രതിപ്രവർത്തനം നിർത്തുന്നു.

ഉള്ളടക്കം:
– പോളി(എഥിലീൻ): എഥിലീൻ മോണോമർ (C2H4) ഒരു സ്വതന്ത്ര റാഡിക്കലുകളുടെ ശൃംഖലയിലൂടെ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് പോളി(എഥിലീൻ) ഉണ്ടാക്കുന്നു.
– പോളി(വിനൈൽ ക്ലോറൈഡ്) (PVC): വിനൈൽ ക്ലോറൈഡ് മോണോമറുകൾ (C2H3Cl) ഇനിഷ്യേഷൻ, പ്രൊപ്പഗേഷൻ, ടെർമിനേഷൻ എന്നിവയിലൂടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടുന്നു.

കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷൻ

കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷനിൽ കുറഞ്ഞത് രണ്ട് റിയാക്ടീവ് ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള മോണോമറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ വെള്ളം അല്ലെങ്കിൽ മെഥനോൾ പോലുള്ള ഒരു ഉപോൽപ്പന്നത്തിന്റെ ഔട്ട്പുട്ട് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു പോളിമർ രൂപപ്പെടുന്നു.

ഘട്ടങ്ങൾ:

1. ഇനിഷ്യേഷൻ: റിയാക്ടീവ് ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള മോണോമറുകൾ പരസ്പരം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു.
2. രൂപീകരണം: മോണോമറുകൾക്കിടയിൽ ബോണ്ടുകളുടെ രൂപീകരണം, H2O അല്ലെങ്കിൽ HCl പോലുള്ള പ്രകാശ തന്മാത്രകളുടെ പ്രകാശനത്തോടൊപ്പം.
3. ചെയിൻ ഗ്രോത്ത്: മോണോമറുകൾ തീരുന്നതുവരെയോ അല്ലെങ്കിൽ പ്രതിപ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ അനുകൂലമല്ലാതാകുന്നതുവരെയോ ഈ പ്രക്രിയ തുടരുന്നു.

ഉള്ളടക്കം:
– നൈലോൺ-6,6 : ഹെക്‌സാമെത്തിലീൻഡൈഅമിനും അഡിപിക് ആസിഡും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഉപോൽപ്പന്നമായി ജലം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
– പോളിസ്റ്റർ: ടെറെഫ്താലിക് ആസിഡും എഥിലീൻ ഗ്ലൈക്കോളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് രൂപം കൊള്ളുന്നു, ജലം ഒരു ഉപോൽപ്പന്നമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പോളിമറൈസേഷൻ സംവിധാനം

ഫ്രീ റാഡിക്കൽ പോളിമറൈസേഷൻ

ഫ്രീ റാഡിക്കൽ പോളിമറൈസേഷൻ ഏറ്റവും സാധാരണമായ അഡിറ്റീവ് പോളിമറൈസേഷൻ സംവിധാനങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്. ഈ പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത് ഉയർന്ന റിയാക്ടീവ് ഫ്രീ റാഡിക്കലുകളുടെ രൂപീകരണത്തോടെയാണ്, സാധാരണയായി തെർമൽ അല്ലെങ്കിൽ ഫോട്ടോഇനിഷ്യേഷൻ വഴി.

1. ഇനിഷ്യേഷൻ: ബെൻസോയിൽ പെറോക്സൈഡ് അല്ലെങ്കിൽ അസോബിസിസോബ്യൂട്ടൈറോണിട്രൈൽ (AIBN) പോലുള്ള ഇനിഷ്യേറ്റർ തന്മാത്രകൾ വിഘടിച്ച് ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
\[ \text{(കുറിപ്പ്, AIBN) → 2 \cdot (റാഡിക്കൽ, )} \]

2. പ്രചരണം: ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ മോണോമറുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വിപുലീകൃത മോണോമർ റാഡിക്കലുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു:
\[ \text{(റാഡിക്കൽ + മോണോമർ) → (ആർ-പോളിമർ )} \]

3. അവസാനിപ്പിക്കൽ: രണ്ട് ഫ്രീ റാഡിക്കലുകൾ സംയോജിച്ച് ഒരു നോൺ-റാഡിക്കൽ തന്മാത്ര രൂപപ്പെടുകയും ചെയിൻ പ്രതികരണം നിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു:
\[ \text{(R + R ) → നോൺ-റാഡിക്കൽ പ്രൊഡക്റ്റീവ്} \]

അയോണിക് പോളിമറൈസേഷൻ

ഈ പോളിമറൈസേഷനിൽ പ്രതിപ്രവർത്തന സ്പീഷീസുകളായി അയോണുകൾ (കാറ്റയോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ അയോണുകൾ) രൂപപ്പെടുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു. അയോണിക് പോളിമറൈസേഷനെ രണ്ട് പ്രധാന തരങ്ങളായി തിരിക്കാം, അതായത്:

– കാറ്റയോണിക് പോളിമറൈസേഷൻ: ഒരു കാറ്റയോണിക് സ്പീഷീസിനെ ഒരു ഇനീഷ്യേറ്ററായി ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. സാധാരണയായി ഐസോബ്യൂട്ടിലീൻ പോലുള്ള ഇലക്ട്രോൺ-ദാന ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള മോണോമറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
– അനിയോണിക് പോളിമറൈസേഷൻ: ഇനീഷ്യേറ്ററുകളായി നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള അയോണുകൾ (അനിയോൺ) ഉൾപ്പെടുന്നു. സ്റ്റൈറീൻ പോലുള്ള ഇലക്ട്രോൺ സ്വീകരിക്കുന്ന ഗ്രൂപ്പുകളുള്ള മോണോമറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഏകോപന പോളിമറൈസേഷൻ

ഈ തരത്തിലുള്ള പോളിമറൈസേഷൻ സംക്രമണ ലോഹ സങ്കീർണ്ണ ഉൽപ്രേരകങ്ങളുടെ മധ്യസ്ഥതയിലാണ് നടക്കുന്നത്, സ്റ്റീരിയോ-റെഗുലർ പോളിയെത്തിലീൻ, പോളിപ്രൊപ്പിലീൻ എന്നിവ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന സീഗ്ലർ-നാറ്റ പോളിമറൈസേഷൻ ഒരു ഉദാഹരണമാണ്.

1. ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ: ടൈറ്റാനിയം ക്ലോറൈഡ് പോലുള്ള സംക്രമണ ലോഹങ്ങൾ അലുമിനിയം ട്രൈഥൈൽ (AlEt3) പോലുള്ള ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുമായി സംയോജിച്ച് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
2. പ്രതിപ്രവർത്തനം: ലോഹ സമുച്ചയത്തിന്റെ സജീവ സ്ഥാനത്ത് മോണോമറുകൾ സംയോജിക്കുന്നു.

പോളിമറൈസേഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ

പ്ലാസ്റ്റിക് വ്യവസായം

ഏറ്റവും അറിയപ്പെടുന്നതും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ പോളിമർ ഉൽപ്പന്നങ്ങളാണ് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ. സങ്കലന, കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷൻ പ്രക്രിയകളിലൂടെയാണ് അവ നിർമ്മിക്കുന്നത്. പോളിയെത്തിലീൻ, പോളിപ്രൊഫൈലിൻ, പിവിസി, പിഇടി (പോളിയെത്തിലീൻ ടെറഫ്താലേറ്റ്) എന്നിവ സാധാരണ പ്ലാസ്റ്റിക് പോളിമറൈസേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്. പാക്കേജിംഗ്, കളിപ്പാട്ടങ്ങൾ, പൈപ്പുകൾ, മറ്റ് നിരവധി ഉപഭോക്തൃ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഫൈബർ മെറ്റീരിയൽ

നൈലോൺ, പോളിസ്റ്റർ തുടങ്ങിയ സിന്തറ്റിക് നാരുകൾ കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷന്റെ ഫലമാണ്. തുണിത്തരങ്ങൾ, വസ്ത്രങ്ങൾ, പരവതാനികൾ, കയർ തുടങ്ങിയ വീട്ടുപകരണങ്ങൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ശക്തി, ഉരച്ചിലിന്റെ പ്രതിരോധം, ഇലാസ്തികത എന്നിവ കണക്കിലെടുത്താണ് നാരുകൾ പലപ്പോഴും തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്.

സിന്തറ്റിക് റബ്ബർ

പോളിബ്യൂട്ടാഡീൻ, സ്റ്റൈറീൻ-ബ്യൂട്ടാഡീൻ (SBR) പോലുള്ള സിന്തറ്റിക് റബ്ബറുകൾ, ഡീൻ അടങ്ങിയ മോണോമറുകളുടെ അഡീഷണൽ പോളിമറൈസേഷന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങളാണ്. ഉരച്ചിലിനും രൂപഭേദത്തിനും പ്രതിരോധം ഉള്ളതിനാൽ വാഹന ടയറുകൾ, സീലുകൾ, വിവിധ വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഈ റബ്ബറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

എപ്പോക്സി റെസിനുകളും തെർമോസെറ്റിംഗ് പോളിമറുകളും

മുറിയിലെ താപനിലയിലോ ചൂടാക്കുമ്പോഴോ സംഭവിക്കുന്ന കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷന്റെ ഫലമാണ് എപ്പോക്സി റെസിനുകൾ. പശകൾ, പെയിന്റുകൾ, താപത്തിനും രാസവസ്തുക്കൾക്കും പ്രതിരോധം ആവശ്യമുള്ള സംയോജിത വസ്തുക്കൾ എന്നിവയിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. തെർമോപ്ലാസ്റ്റിക് പോളിമറുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഈ തെർമോസെറ്റിംഗ് പോളിമറുകൾ ക്യൂറിംഗ് ചെയ്ത ശേഷം വീണ്ടും ഉരുക്കാൻ കഴിയില്ല.

ബയോമെഡിക്കൽ

ബയോമെഡിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പോളിമറുകളിൽ പോളിലാക്റ്റൈഡ് (PLA), പോളി(ടെട്രാഹൈഡ്രോഫ്യൂറേൻ) (PTHF) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇവ ബയോറിസോർബബിൾ ഇംപ്ലാന്റ് വസ്തുക്കൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ പോളിമറുകൾ ശരീരത്തിൽ ബയോഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതാണ്, ഇത് രണ്ടാമത്തെ ശസ്ത്രക്രിയ നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകത കുറയ്ക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോ ആക്റ്റീവ് വസ്തുക്കൾ

വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ രൂപം മാറുന്ന പോളിമറുകളാണ് ഇലക്ട്രോ ആക്റ്റീവ് പോളിമറുകൾ, സാധാരണയായി ആക്യുവേറ്ററുകളിലും സെൻസറുകളിലും ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ടച്ച്‌സ്‌ക്രീനുകൾ പോലുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പോളി(3,4-എഥിലീൻഡയോക്‌സിത്തിയോഫീൻ) (പെഡോട്ട്) ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഉപസംഹാരം

ആധുനിക രാസ വ്യവസായത്തിലെ അടിസ്ഥാന രാസ പ്രക്രിയകളാണ് പോളിമറൈസേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ, നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന വൈവിധ്യമാർന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്കും പ്രയോഗങ്ങൾക്കും വഴിയൊരുക്കുന്നു. പോളിമറൈസേഷന്റെ സംവിധാനങ്ങളും തരങ്ങളും അവയുടെ പ്രയോഗങ്ങളും മനസ്സിലാക്കുന്നതിലൂടെ, ഭാവിയിലെ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഗുണങ്ങളുള്ള പുതിയ വസ്തുക്കൾ നമുക്ക് വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഈ വസ്തുക്കളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ അഡീഷണൽ പോളിമറൈസേഷനും കണ്ടൻസേഷൻ പോളിമറൈസേഷനും ഓരോന്നും സവിശേഷമായ പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ പ്രക്രിയകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള പുതിയ വഴികൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനും പോളിമറുകൾക്കായി നൂതനമായ പ്രയോഗങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനും ശാസ്ത്രം മുന്നേറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.