පොලිමර් වර්ග පිළිබඳ උදාහරණ ප්රශ්න සහ සාකච්ඡා
පොලිමර් යනු මොනෝමර් ලෙස හඳුන්වන කුඩා අණුක ඒකක වලින් සමන්විත විශාල අණුවකි. පොලිමර් ප්ලාස්ටික් සහ රබර් සිට කෘතිම තන්තු සහ ඉදිකිරීම් ද්රව්ය දක්වා විවිධ යෙදුම්වල භාවිතා වේ. රසායන විද්යාව, ද්රව්ය විද්යාව සහ විවිධ කර්මාන්ත වලදී පොලිමර් අවබෝධ කර ගැනීම අත්යවශ්ය වේ. මෙම ලිපියෙන් පොලිමර් වර්ග සම්බන්ධයෙන් උදාහරණ ගැටළු කිහිපයක් සාකච්ඡා කර මෙම ගැටළු සඳහා ගැඹුරු විසඳුම් ලබා දෙනු ඇත.
නියැදි ප්රශ්න සහ සාකච්ඡා
ප්රශ්නය 1:
මුල් ප්රභවය මත පදනම්ව බහු අවයවක වර්ග තුනක් නම් කර එක් එක් වර්ගයට උදාහරණයක් දෙන්න.
සාකච්ඡාව:
1. ස්වාභාවික පොලිමර්:
ස්වාභාවික පොලිමර් යනු පරිසරයේ ස්වභාවිකව ඇති වන පොලිමර් වේ. ස්වාභාවික පොලිමර් සඳහා උදාහරණ අතරට:
– සෙලියුලෝස්: ශාක සෛල බිත්තිවල දක්නට ලැබේ.
– ස්වාභාවික රබර්: හෙවියා බ්රසීලියන්සිස් ගසේ යුෂ වලින් ලබා ගනී.
– ප්රෝටීන්: සතුන්ගේ සමේ සහ සම්බන්ධක පටක වල දක්නට ලැබෙන කොලජන් වැනි.
2. කෘතිම පොලිමර්:
කෘතිම බහු අවයවක යනු මිනිසුන් විසින් කෘතිම රසායනික ක්රියාවලීන් හරහා නිපදවන බහු අවයවක වේ. කෘතිම බහු අවයවක සඳහා උදාහරණ අතරට:
– පොලිඑතිලීන් (PE): ප්ලාස්ටික් බෑග් නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා වේ.
– පොලිප්රොපිලීන් (PP): මෝටර් රථ කර්මාන්තයේ සහ ආහාර ඇසුරුම්කරණයේ භාවිතා වේ.
– පොලිවයිනයිල් ක්ලෝරයිඩ් (PVC): පයිප්ප හා කේබල් නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වේ.
3. අර්ධ සින්තටික් පොලිමර්:
අර්ධ-කෘතිම බහු අවයවක යනු ස්වභාවික බහු අවයවකවල ගුණාංග වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා කරන ලද වෙනස් කිරීම් වේ. අර්ධ-කෘතිම බහු අවයවක සඳහා උදාහරණ අතරට:
– සෙලියුලෝස් ඇසිටේට්: ඡායාරූප පටලවල භාවිතා කරන ඇසිටික් අම්ලය භාවිතයෙන් වෙනස් කරන ලද සෙලියුලෝස් වලින් සාදා ඇත.
– නයිට්රොසෙලියුලෝස්: පුපුරණ ද්රව්ය සහ ආලේපන නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා කරන සෙලියුලෝස් නයිට්රේෂන් කිරීම හරහා ලබා ගනී.
ප්රශ්නය 2:
තාප ප්ලාස්ටික් සහ තාප කට්ටල බහු අවයවක අතර වෙනස පැහැදිලි කර, එක් එක් පොලිමර් සඳහා උදාහරණ දෙකක් දෙන්න.
සාකච්ඡාව:
1. තාප ප්ලාස්ටික් පොලිමර් (තාප ප්ලාස්ටික්):
මෙම පොලිමර් රත් වූ විට මෘදු වන අතර සිසිල් වූ විට දැඩි වන අතර, මෙම ක්රියාවලිය නැවත නැවතත් සිදු විය හැක. මෙය ප්රතිචක්රීකරණය කිරීම පහසු කරයි. උදාහරණයක් ලෙස:
– පොලිඑතිලීන් (PE): ප්ලාස්ටික් බෑග් සහ බෝතල් නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වේ.
– ෙපොලිස්ටිරින් (PS): පරිවාරක ද්රව්ය නිෂ්පාදනය සහ ආහාර ඇසුරුම් සඳහා භාවිතා වේ.
2. තාප සැකසුම් පොලිමර් (තාප ස්ථායීකාරක):
රත් කිරීමෙන් සහ සිසිලනය කිරීමෙන් වරක් සෑදුණු මෙම බහු අවයවක නැවත උණු කළ නොහැක. ඒවාට ශක්තිමත් ව්යුහයක් ඇති අතර තාප ප්ලාස්ටික් මෙන් ප්රතිචක්රීකරණය කළ නොහැක. උදාහරණයක් ලෙස:
– බේකලයිට්: විදුලි ස්විච සහ පිසින උපකරණවල හසුරුවල දක්නට ලැබේ.
– ඉෙපොක්සි: ඇලවුම්, ආලේපන සහ දිගුකාලීන සංයුක්ත ද්රව්යවල භාවිතා වේ.
ප්රශ්නය 3:
එකතු කිරීමේ බහුඅවයවීකරණ ක්රියාවලිය පැහැදිලි කර, මෙම ක්රියාවලිය හරහා නිපදවන බහුඅවයව සඳහා උදාහරණ දෙන්න.
සාකච්ඡාව:
එකතු කිරීමේ බහුඅවයවීකරණය යනු අතුරු නිෂ්පාදන නිපදවීමකින් තොරව ද්විත්ව බන්ධන (සාමාන්යයෙන් කාබන්-කාබන් ද්විත්ව බන්ධන) අඩංගු මොනෝමර් ඒකාබද්ධ වන දාම ප්රතික්රියාවක් හරහා බහුඅවයව සෑදීමේ ක්රියාවලියයි.
අතිරේක බහුඅවයවීකරණයේ අදියරවලට ඇතුළත් වන්නේ:
1. ආරම්භය: ප්රතික්රියාව ආරම්භ කරන නිදහස් රැඩිකලුන් හෝ අයන සෑදීම.
2. ප්රචාරණය: නිදහස් රැඩිකලුන් හෝ අයන මොනෝමර් සමඟ ප්රතික්රියා කර දිගු පොලිමර් දාම සාදයි.
3. අවසන් කිරීම: නිදහස් රැඩිකලුන් දෙකක් ඒකාබද්ධ වූ විට ප්රතික්රියාව අවසන් වේ.
එකතු කිරීමේ පොලිමර් සඳහා උදාහරණ:
– පොලිඑතිලීන් (PE): එතිලීන් මොනෝමර් (C2H4) වලින් නිපදවනු ලැබේ.
– පොලිප්රොපිලීන් (PP): ප්රොපිලීන් මොනෝමර් (C3H6) වලින් නිපදවනු ලැබේ.
ප්රශ්නය 4:
ඝනීභවනය බහුඅවයවීකරණය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද සහ මෙම ක්රියාවලිය හරහා නිපදවන බහුඅවයව සඳහා උදාහරණ දෙකක් දෙන්න.
සාකච්ඡාව:
ඝනීභවනය බහුඅවයවීකරණය යනු ජලය හෝ මෙතනෝල් වැනි කුඩා අණු ඉවත් කිරීමෙන් මොනෝමර් ඒකාබද්ධ වන බහුඅවයවීකරණ ක්රියාවලියකි.
ඝනීභවන බහුඅවයවීකරණය සඳහා උදාහරණ නම්:
1. නයිලෝන් සැකැස්ම:
හෙක්සැමෙතිලීන් ඩයමයින් සහ ඇඩිපික් අම්ලය අතර ප්රතික්රියාව හරහා නයිලෝන් 6,6 සෑදී අතුරු ඵලයක් ලෙස ජලය නිපදවයි.
\[ \text{H}_2\text{N}-(\text{CH}_2)_6\text{NH}_2 + \text{HOOC}-(\text{CH}_2)_4\text{COOH} \rightarrow (-\text{NH}-(\text{CH}_2)_6\text{NH-CH}_{2}) \text{H}_2\text{O} \]
2. පොලියෙස්ටර් සෑදීම:
ටෙරෙෆ්තලික් අම්ලය සහ එතිලීන් ග්ලයිකෝල් අතර ප්රතික්රියාව හරහා පොලිඑතිලීන් ටෙරෙෆ්තලේට් (PET) වැනි පොලියෙස්ටර් සෑදී අතුරු ඵලයක් ලෙස ජලය නිපදවයි.
\[ \text{HOOC-}\text{C}_6\text{H}_4\text{COOH} + \text{HO-CH}_2\text{CH}_2\text{OH} \rightarrow (-\text{O-CH}_2\text{CH}_2-\text{OCO-}\text{C}_6\_n-text{H}) \text{H}_2\text{O} \]
ප්රශ්නය 5:
ප්ලාස්ටිසයිසර් භාවිතයෙන් පොලිමර්වල භෞතික ගුණාංග වෙනස් කළ හැක්කේ කෙසේද? උදාහරණයක් දෙන්න.
සාකච්ඡාව:
ප්ලාස්ටිසයිසර් යනු නම්යශීලී බව වැඩි කිරීමට, බිඳෙනසුලු බව අඩු කිරීමට සහ වීදුරු සංක්රාන්ති උෂ්ණත්වය (Tg) අඩු කිරීමට පොලිමර් වලට එකතු කරන ආකලන වේ. ප්ලාස්ටිසයිසර් ක්රියා කරන්නේ පොලිමර් තුළ ඇති අන්තර් අණුක බන්ධනවල ශක්තිය අඩු කිරීමෙනි, එමඟින් පොලිමර් දාම වඩාත් නිදහසේ චලනය වීමට ඉඩ සලසයි සහ ද්රව්යයේ ප්ලාස්ටික් බව වැඩි කරයි.
ප්ලාස්ටිසයිසර් භාවිතා කිරීමේ උදාහරණ:
– PVC සහ ප්ලාස්ටිසයිසර්: විදුලි කේබල් නිෂ්පාදනයේදී, PVC වඩාත් නම්යශීලී සහ කල් පවතින බවට පත් කිරීම සඳහා තැලේට් වැනි ප්ලාස්ටිසයිසර් සමඟ මිශ්ර කරනු ලැබේ.
– සෙලියුලෝස් ඇසිටේට් සහ ප්ලාස්ටිසයිසර්: නිෂ්පාදන අඩු දෘඩතාවයක් ඇති කිරීම සඳහා පටල සහ ලැකර් නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වේ.
නිගමනය
පොලිමර් යනු එදිනෙදා ජීවිතයේදී සහ නවීන තාක්ෂණයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන ඇදහිය නොහැකි තරම් බහුකාර්ය ද්රව්ය වේ. පොලිමර් වර්ග සහ බහුඅවයවීකරණ ක්රියාවලීන් තේරුම් ගැනීමෙන්, අපට යෝග්ය ගුණාංග සහිත නව ද්රව්ය සංවර්ධනය කළ හැකි අතර විවිධ ක්ෂේත්රවල ඒවායේ යෙදීම් වැඩි දියුණු කළ හැකිය. පොලිමර් අධ්යාපනය ආරම්භ වන්නේ මෙම ගැටළු ආමන්ත්රණය කිරීම සහ පොලිමර් විද්යාවට යටින් පවතින මූලික මූලධර්ම පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් ලබා ගැනීමෙනි. මෙම ලිපියේ අරමුණ වන්නේ පොලිමර් වර්ග පිළිබඳ මූලික අවබෝධයක් ලබා දීම සහ බහුඅවයවික සහ ඒවායේ යෙදීම් පිළිබඳව වඩාත් ගැඹුරින් ඉගෙනීමට සහ ගවේෂණය කිරීමට පාඨකයින් දිරිමත් කිරීමයි.
