कल्पना कीजिए कि आप रोजाना इस्तेमाल की जाने वाली प्लास्टिक की बोतलें, आपके द्वारा पहने जाने वाले कपड़े, यहां तक कि आपके द्वारा खाए जाने वाले खाद्य पदार्थ भी एक अदृश्य "दिग्गज" से जुड़े हुए हैं जिन्हें पॉलिमर कहते हैं। ये मैक्रोमोलेक्यूल,अनगिनत छोटे अणुओं (मोनोमर्स) को जोड़कर निर्मितइस लेख में चार महत्वपूर्ण प्रकार के पॉलिमर स्पष्ट रूप से बताए जाएंगे, दैनिक जीवन में उनके व्यापक अनुप्रयोगों को प्रकट किया जाएगा,और उनके पीछे के रासायनिक सिद्धांतों का पता लगाने.
रसायन विज्ञान, विशेष रूप से बहुलक रसायन विज्ञान हमारे दैनिक जीवन से अविभाज्य है। बीमारी के दौरान ली जाने वाली दवाओं से लेकर सफाई के लिए उपयोग किए जाने वाले डिटर्जेंट तक,और यहां तक कि हमारे द्वारा पहने जाने वाले सिंथेटिक फाइबर के कपड़े भी रसायन विज्ञान के अनुप्रयोगों का प्रदर्शन करते हैं।. यहां तक कि हमारे अपने शरीर विशाल रासायनिक रिएक्टरों के रूप में कार्य करते हैं, चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने वाले अनगिनत पदार्थों के साथ.विशेष रूप से बहुलक रसायन विज्ञान के मूलभूत ज्ञान, हमें अपने आसपास की दुनिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद करता है।
"पॉलीमर" शब्द ग्रीक से आया है, जिसका अर्थ है "कई (पॉली) + भाग (मेर) ", जो मोनोमर नामक कई दोहराए जाने वाली इकाइयों से मिलकर इसकी विशेषता का सटीक वर्णन करता है।बहुलक संरचना रैखिक हो सकती हैअधिकांश औद्योगिक बहुलक कार्बन-कार्बन सहसंयोजक बंधन युक्त कार्बनिक यौगिक होते हैं। इसके अतिरिक्त, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, क्लोरीन,फ्लोरिनबहुलक में अक्सर फास्फोरस और सल्फर दिखाई देते हैं, जो भिन्न ध्रुवीयता वाले कार्बन के साथ सहसंयोजक बंधन बनाते हैं।
सहसंयोजक यौगिक गुणों के कारण, बहुलक अणुओं को न केवल प्राथमिक सहसंयोजक बंधन बल का अनुभव होता है बल्कि द्वितीयक अंतर-आणविक बल जैसे कि द्विध्रुवी-द्वितीय बातचीत भी होती है,इलेक्ट्रॉन बादल वितरण-प्रेरित फैलाव बल (वन डेर वाल्स बल), और हाइड्रोजन परमाणुओं और दृढ़ ध्रुवीय परमाणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधन। ये अंतर-आणविक बल महत्वपूर्ण रूप से पॉलीमर भौतिक गुणों को प्रभावित करते हैं जैसे कि पिघलने बिंदु, शक्ति और घुलनशीलता।
बहुलक सामग्री के उत्पादन के लिए बहुलकरण प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता होती है, विभिन्न प्रतिक्रियाओं में भिन्न दरें दिखाई देती हैं। प्रतिक्रिया दरें तापमान सहित पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित होती हैं,दबावइन स्थितियों का अंतिम उत्पाद के आणविक भार वितरण और भौतिक संरचना पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।पॉलिमर श्रृंखलाओं में कार्बन परमाणुओं की संख्या सीधे आणविक संरचना और भौतिक व्यवहार को प्रभावित करती है.
मूल और गुणों के आधार पर, बहुलक को चार मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता हैः
- बायोपॉलिमर (प्राकृतिक पॉलीमर)
- सिंथेटिक पॉलिमर
- औद्योगिक-प्राकृतिक पॉलिमर
- बायोपॉलिमर
अब हम प्रत्येक बहुलक प्रकार और उसके अनुप्रयोगों की विस्तार से जांच करेंगे।
बायोपॉलिमर, या प्राकृतिक पोलीमर, पौधों और खनिजों से प्राप्त होते हैं, जिनके उत्पादन में मानव हस्तक्षेप नहीं होता है। पौधों पर आधारित पोलीमर में पॉलीसाखराइड और उनकी उपश्रेणियां शामिल हैंः सेल्युलोज,कच्ची मिर्चखनिज पॉलिमर में हीरा, ग्राफाइट और अधिकांश धातु ऑक्साइड शामिल हैं।
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सेल्युलोज:पृथ्वी के सबसे प्रचुर मात्रा में प्राकृतिक बहुल पदार्थों में से एक, सेल्युलोज पौधों के कोशिका दीवारों का प्राथमिक घटक है। इसकी उच्च क्रिस्टलीयता और ताकत पौधों को कठोर संरचनाएं प्रदान करती है। अनुप्रयोगों में शामिल हैंः
- कागज उद्योग:कागज का प्राथमिक घटक
- वस्त्र:कपास, लिनन और रेयोन जैसे फाइबर में प्रसंस्करण
- निर्माण:बढ़ी हुई ताकत के लिए सीमेंट और प्लास्टर में जोड़ा जाता है
- खाद्य उद्योग:फाइबर योजक बनावट में सुधार
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स्टार्च:पौधों का प्राथमिक ऊर्जा भंडारण रूप, अनाज और कंद में पाया जाता है। अनुप्रयोगों में शामिल हैंः
- खाद्य उत्पादन:रोटी, नूडल्स और गाढ़ा करने वाला
- कागज का आकारःकागज की ताकत बढ़ाता है
- वस्त्र का आकारःयार्न की स्थायित्व में सुधार
- औषधीय:दवा सहायक
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दांत:चिपकने वाले गुणों के साथ पौधे से secreted polysaccharide मिश्रण। आम प्रकारों में शामिल हैंः
- अरबी गम:खाद्य संघनक और स्थिरीकरक
- गुआर गम:आइसक्रीम और सॉस के लिए additive
- ज़ैंथेन गम:सलाद ड्रेसिंग स्टेबलाइज़र
- हीरा:गहने और काटने के औजारों के लिए अत्यधिक कठोरता वाला कार्बन एलोट्रॉप
- ग्रेफाइट:पेंसिल और स्नेहक के लिए प्रवाहकीय कार्बन रूप
- धातु ऑक्साइडःसिरेमिक और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए गर्मी प्रतिरोधी यौगिक
कृत्रिम संश्लेषण के द्वारा कृत्रिम तेल और कोयले के टार मोनोमर से उत्पन्न सिंथेटिक पॉलिमर। ये सामग्री समकालीन जीवन में अपरिहार्य भूमिका निभाती हैं।
- पॉलीएथिलीन (पीई):पैकेजिंग और कंटेनरों के लिए लचीला, रासायनिक प्रतिरोधी प्लास्टिक
- पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी):ऑटोमोबाइल भागों और चिकित्सा उपकरणों के लिए उच्च शक्ति वाले प्लास्टिक
- पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी):निर्माण और चिकित्सा नली के लिए लौ प्रतिरोधी सामग्री
- पॉलीस्टायरेन (पीएस):पैकेजिंग और एक बार में इस्तेमाल होने वाले टेबलवेयर के लिए पारदर्शी प्लास्टिक
- पॉलीएथिलीन टेरेफ़्टालेट (पीईटी):पेय बोतलों और वस्त्रों के लिए मजबूत पॉलिएस्टर
ये पॉलिमर प्राकृतिक पॉलिमर को संशोधित करने या प्रसंस्करण करने से प्राप्त होते हैं। प्राकृतिक रबर, लगभग 300,000-500 के आणविक भार के साथ आइसोप्रेन से पॉलिमरित,000, सबसे अधिक प्रतिनिधि है।
प्राकृतिक रबर के अनुप्रयोग:
- वाहनों के लिए टायर
- लीक रोकने के लिए सील
- तरल पदार्थ स्थानांतरण के लिए नली
- कंपन शमनक
- चिकित्सा दस्ताने
बायोपॉलिमर कृषि उत्पादों जैसे नवीकरणीय संसाधनों से प्राप्त होते हैं।जैव अपघटनीय बहुलक जो पारंपरिक प्लास्टिक की जगह ले सकते हैं.
पीएचबी आवेदनः
- पर्यावरण के अनुकूल खाद्य पैकेजिंग
- जैव चिकित्सा सिलाई और प्रत्यारोपण
- कृषि मलच फिल्म
प्राकृतिक सेल्युलोज से लेकर सिंथेटिक पॉलीइथिलीन तक, बहुलक हमारे जीवन में असंख्य रूपों में प्रवेश करते हैं।और अनुप्रयोगों ने हमारे आसपास की दुनिया की हमारी समझ को बढ़ाया है जबकि स्थिरता में योगदान दिया हैजैसे-जैसे प्रौद्योगिकी आगे बढ़ेगी, मानवता के भविष्य को आकार देने में बहुलक का निस्संदेह अधिक महत्व होगा।
