পলিস্টাইরিনের পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার জন্য একটি সমীকরণ লেখ। পলিমারাইজেশন সমীকরণ। র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের তাপগতিবিদ্যা
ব্লক পলিমারাইজেশনের তুলনায়, দ্রবণ পলিমারাইজেশন বিক্রিয়াটি কম হারে এগিয়ে যায় (যদি কোন সূচনাকারী না থাকে) এবং ফলস্বরূপ পলিমারের কম আণবিক ওজন থাকে। গড় আণবিক ওজনপলিস্টেরিন পলিমারাইজেশন অবস্থা এবং দ্রাবকের প্রকারের উপর নির্ভর করে। দ্রাবকের ধরন এবং পরিমাণ এবং প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা নির্বাচন করে আণবিক ওজনের মানগুলি সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।
সলভেন্ট চেইন ট্রান্সফারের মৌলিক নীতিফ্লোরি দ্বারা প্রণয়ন করা হয়েছিল, কিন্তু মায়ো সেগুলিকে প্রসারিত করেছিলেন এবং "স্থানান্তর ধ্রুবক" ধারণাটি প্রবর্তন করেছিলেন, যা তিনি একটি দ্রাবক দ্বারা চেইন স্থানান্তরের জন্য হার ধ্রুবকের ভাগফল এবং চেইন বৃদ্ধির হার হিসাবে বিবেচনা করেছিলেন। বিভিন্ন দ্রাবকগুলিতে বৃদ্ধির হারের ধ্রুবকগুলি একে অপরের কাছাকাছি, তবে চেইন স্থানান্তর ধ্রুবক, এবং সেইজন্য পলিমারাইজেশনের মাত্রা লক্ষণীয়ভাবে আলাদা।
বেনজিন, সাইক্লোহেক্সেন, টার্ট-বুটিলবেনজিন এবং টলুইনে পলিমারাইজ করার সময়, অন্যান্য দ্রাবকগুলিতে পলিমারাইজ করার তুলনায় উচ্চতর আণবিক ওজন সহ পলিমারগুলি পাওয়া সম্ভব, যেহেতু চেইন স্থানান্তর ধ্রুবকগুলির সর্বনিম্ন মান থাকে (সারণী 1)।
দ্রবণে পলিমার পাওয়া বার্নিশ তৈরির জন্য সুবিধাজনক। অন্যান্য উদ্দেশ্যে, পলিমারকে দ্রবণ থেকে একটি প্রিপিপিট্যান্ট যোগ করে দ্রবীভূত করা হয় যাতে মনোমার দ্রবীভূত হয়, কিন্তু পলিস্টেরিন দ্রবীভূত হয় না। যেমন দ্রাবক - precipitantsপেট্রোলিয়াম হাইড্রোকার্বন, মিথানল এবং ইথানল ব্যবহার করুন।
পলিস্টাইরিনকে দ্রবণ থেকে বিচ্ছিন্ন করার অন্যান্য পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে কম চাপে দ্রাবককে পাতিত করা বা বাষ্প দিয়ে পাতন করা। এই পদ্ধতিগুলির যে কোনও একটির সাথে, দ্রাবক সম্পূর্ণ অপসারণের জন্য ভ্যাকুয়ামে পলিমারের দীর্ঘায়িত শুকানোর প্রয়োজন হয়।
শিল্পে দ্রবণে স্টাইরিনের পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়াটি হিসাবে বাহিত হতে পারে পর্যায়ক্রমিক, তাই একটানাপদ্ধতি
পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতি উত্পাদনের তিনটি পর্যায় অন্তর্ভুক্ত:
1) একটি চুল্লি মধ্যে পলিমারাইজেশন;
2) সমাধান থেকে পলিমার বিচ্ছিন্নতা;
3) পলিমার পেষণ এবং রং.
ক্রমাগত পদ্ধতি একই পর্যায়গুলি নিয়ে গঠিত, কিন্তু এর মধ্যে পার্থক্য, স্টাইরিন এবং দ্রাবক সরবরাহ থেকে শুরু করে এবং সংগ্রাহক থেকে গুঁড়ো পলিমার আনলোড করার সাথে শেষ হয়, এটি ক্রমাগতভাবে এগিয়ে যায় (চিত্র 1)।
আকার 1. স্টাইরিনের ক্রমাগত সমাধান পলিমারাইজেশন পদ্ধতি
মিটার 1 থেকে স্টাইরিন এবং মিটার 2 থেকে দ্রাবক একটি নির্দিষ্ট অনুপাতে পাম্প 3 এ মিশ্রিত হয় এবং পলিমারাইজেশন কলাম 4, 5 এবং 6 এ সরবরাহ করা হয়, সিরিজে কাজ করে। সমস্ত কলাম গরম এবং শীতল করার জন্য stirrers এবং জ্যাকেট দিয়ে সজ্জিত করা হয়. পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রচুর পরিমাণে তাপ নির্গত হয় এবং দ্রবণের সান্দ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। প্রতিটি কলামে, তিনটি অঞ্চলের তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্দিষ্ট মোড অনুযায়ী সামঞ্জস্য করা হয়। প্রক্রিয়ার শুরুতে (কলাম 4 এর শীর্ষে), দ্রাবকের মধ্যে স্টাইরিনের মিশ্রণকে পলিমারাইজেশন তাপমাত্রায় গরম করা প্রয়োজন এবং কলাম 4 এর অবশিষ্ট দুটি অঞ্চল এবং কলাম 5 এর তিনটি অঞ্চলে, প্রতিক্রিয়ার তাপ অপসারণ করা আবশ্যক। কলাম 6-এ, পলিমারাইজেশন ধীরে ধীরে এগিয়ে যায়, তাই বাহ্যিক তাপ প্রয়োজন।
কলাম থেকে একটি দ্রাবকের মধ্যে পলিস্টাইরিনের একটি সান্দ্র দ্রবণ বাষ্পীভবন 7 এ প্রবেশ করে। এই যন্ত্রে প্রবেশ করার আগে, দ্রবণ প্রবাহটি পৃথক জেটে (20 পর্যন্ত) বিতরণ করা হয়। 225 o C এ, বাষ্পীভবনকারী দ্রাবক এবং অপ্রতিক্রিয়াবিহীন মনোমার অপসারণ করে, যা ঘনীভূতকরণ এবং উপযুক্ত শোধনের পরে, উত্পাদনে ফিরে আসে। চিত্রটি কাপ 2 পরিমাপের জন্য দ্রাবকের প্রত্যাবর্তন দেখায়।
দ্রবণের তরল উপাদানগুলি অপসারণের পরে, একটি নরম ভরের আকারে পলিস্টাইরিন এক্সট্রুশন মেশিনে পাঠানো হয় 8. প্রতিটি জেটের জন্য, একটি পৃথক এক্সট্রুশন মেশিন এবং পরবর্তী সমস্ত সরঞ্জাম উভয়ই সরবরাহ করা হয়। এক্সট্রুশন মেশিন থেকে প্রস্থান করার সময়, পলিস্টাইরিন স্ট্রিপগুলি স্নান 9 এ জল দিয়ে ঠান্ডা করা হয়, তারপর একটি পেষণকারী 10 ব্যবহার করে চূর্ণ করা হয়। চূর্ণ করা পলিমারটি বায়ুসংক্রান্ত পরিবহন ব্যবহার করে লুব্রিকেটর 11 এ সরবরাহ করা হয়, তারপর সংগ্রহে ঢেলে দেওয়া হয় 13। তারপরে গুঁড়ো পলিমার হয়। ব্যাগ মধ্যে ঢেলে এবং ওজন.
সমাপ্ত পণ্যের গুণমান টলুইনে 10% দ্রবণের সান্দ্রতা, নরম হওয়া তাপমাত্রা এবং এতে উদ্বায়ী যৌগগুলির বিষয়বস্তু দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।
টাস্ক 449 (w)
শিল্পে স্টাইরিন কীভাবে উত্পাদিত হয়? এর পলিমারাইজেশনের জন্য একটি স্কিম দিন। পলিমারের রৈখিক এবং ত্রিমাত্রিক কাঠামোর চিত্র আঁকুন।
সমাধান:
স্টাইরিনের প্রস্তুতি এবং পলিমারাইজেশন
অধিকাংশ স্টাইরিন(প্রায় 85%) ডিহাইড্রোজেনেশন দ্বারা শিল্পে প্রাপ্ত হয় মি
ইথাইলবেনজিন 600-650°C তাপমাত্রায়, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং অতি উত্তপ্ত জলীয় বাষ্পের সাথে 3 - 10 বার পাতলা করে। পটাসিয়াম কার্বনেট যোগ করে আয়রন-ক্রোমিয়াম অক্সাইড অনুঘটক ব্যবহার করা হয়।
আরেকটি শিল্প পদ্ধতি যার মাধ্যমে অবশিষ্ট 15% প্রাপ্ত হয় ডিহাইড্রেশন দ্বারা মিথাইলফেনাইল কার্বিনল, ইথাইলবেনজিন হাইড্রোপেরক্সাইড থেকে প্রোপিলিন অক্সাইড উৎপাদনের সময় গঠিত। ইথাইলবেনজিন হাইড্রোপেরক্সাইড বায়ুর অ-অনুঘটক জারণ দ্বারা ইথাইলবেনজিন থেকে প্রাপ্ত হয়।
স্টাইরিনের অ্যানিওনয়েড পলিমারাইজেশনের স্কিম:
পলিস্টাইরিন- সূত্র সহ থার্মোপ্লাস্টিক নিরাকার পলিমার:
[CH 2 = C (C 6 H 5) H] n------------> [-CH 2 - C(C 6 H 5)H -]n
স্টাইরিন পলিস্টাইরিন
স্টাইরিনের পলিমারাইজেশনতরল অ্যামোনিয়াতে সোডিয়াম বা পটাসিয়াম অ্যামাইডের প্রভাবে ঘটে।
পলিমার কাঠামো:
অদ্ভুততা রৈখিক এবং শাখাযুক্ত পলিমার- ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের মধ্যে প্রাথমিক (রাসায়নিক) বন্ধনের অনুপস্থিতি; বিশেষ মাধ্যমিক আন্তঃআণবিক শক্তি তাদের মধ্যে কাজ করে।
রৈখিক পলিমার অণু:
শাখাযুক্ত রৈখিক অণু:
যদি ম্যাক্রোমলিকুলার চেইনরাসায়নিক বন্ধন দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে যা ক্রস ব্রিজ (একটি ত্রিমাত্রিক কাঠামো) তৈরি করে, তারপরে এই জাতীয় জটিল ম্যাক্রোমোলিকুলের গঠনকে স্থানিক বলা হয়। স্থানিক পলিমারগুলিতে ভ্যালেন্স বন্ডগুলি এলোমেলোভাবে সমস্ত দিক থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। তাদের মধ্যে ক্রস-লিঙ্কগুলির একটি বিরল বিন্যাস সহ পলিমার রয়েছে। এই পলিমারগুলিকে নেটওয়ার্ক পলিমার বলা হয়।
ত্রিমাত্রিক পলিমার কাঠামো:
পলিমার নেটওয়ার্ক গঠন:
পলিস্টাইরিন
ভাত। 1. পলিস্টাইরিনের রৈখিক গঠন
পলিওরগানোসিলোক্সেন
ভাত। 2. polyorganosiloxane এর ত্রিমাত্রিক গঠন
উচ্চ আণবিক ওজন যৌগ (HMCs) 10,000 এর বেশি আণবিক ওজন সহ যৌগ বলা হয়।
প্রায় সব উচ্চ আণবিক ওজন পদার্থ পলিমার হয়.
পলিমার- এগুলি এমন পদার্থ যার অণুগুলি রাসায়নিক বন্ধনের দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত প্রচুর সংখ্যক পুনরাবৃত্তিমূলক কাঠামোগত ইউনিট নিয়ে গঠিত।
পলিমারগুলি বিক্রিয়ার মাধ্যমে উত্পাদিত হতে পারে যা দুটি প্রধান প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারে: এগুলি হল পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়াএবং পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া.
পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া
পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া -এগুলি কম আণবিক ওজনের পদার্থের (মনোমার) বিপুল সংখ্যক অণুকে একত্রিত করে পলিমার গঠনের প্রতিক্রিয়া।
মনোমার অণুর সংখ্যা ( n), একটি পলিমার অণুতে মিলিত হওয়াকে বলা হয় পলিমারাইজেশন ডিগ্রী.
অণুতে একাধিক বন্ধন সহ যৌগগুলি পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ায় প্রবেশ করতে পারে। যদি মনোমার অণুগুলি অভিন্ন হয় তবে প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় হোমোপলিমারাইজেশন, এবং যদি ভিন্ন হয় - কপোলিমারাইজেশন.
হোমোপলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়াগুলির উদাহরণ, বিশেষত, ইথিলিন থেকে পলিথিন গঠনের প্রতিক্রিয়া:
কপোলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার একটি উদাহরণ হল 1,3-বুটাডিয়ান এবং স্টাইরিন থেকে স্টাইরিন-বুটাডিয়ান রাবারের সংশ্লেষণ:
পলিমারাইজেশন বিক্রিয়া এবং প্রারম্ভিক মনোমার দ্বারা উত্পাদিত পলিমার
মনোমার | ফলে পলিমার |
||
কাঠামোগত সূত্র | নামের বিকল্প | কাঠামোগত সূত্র | নামের বিকল্প |
ইথিলিন, ইথিন | পলিথিন | ||
propylene, propene | পলিপ্রোপিলিন | ||
styrene, vinylbenzene | পলিস্টাইরিন, পলিভিনাইলবেনজিন | ||
ভিনাইল ক্লোরাইড, ভিনাইল ক্লোরাইড, ক্লোরোইথিলিন, ক্লোরোইথিন | পলিভিনাইল ক্লোরাইড (পিভিসি) | ||
টেট্রাফ্লুরোইথিলিন (পারফ্লুরোইথিলিন) | টেফলন, পলিটেট্রাফ্লুরোইথিলিন | ||
আইসোপ্রিন (2-মিথাইলবুটাডিয়ান-1,3) | আইসোপ্রিন রাবার (প্রাকৃতিক) | ||
বুটাডিন-১,৩ (ডিভিনাইল) | বুটাডিয়ান রাবার, পলিবুটাডিয়ান-১,৩ | ||
ক্লোরোপ্রিন (2-ক্লোরোবুটাডিয়ান-1,3) | ক্লোরোপ্রিন রাবার | ||
বুটাডিন-১,৩ (ডিভিনাইল) স্টাইরিন (ভিনাইলবেনজিন) | styrene butadiene রাবার |
পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া
পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া- এগুলি মনোমার থেকে পলিমার গঠনের প্রতিক্রিয়া, যার সময়, পলিমার ছাড়াও, একটি কম আণবিক ওজনের পদার্থ (প্রায়শই জল) একটি উপ-পণ্য হিসাবে গঠিত হয়।
পলিকনডেনসেশন বিক্রিয়ায় এমন যৌগ জড়িত যার অণুতে কোনো কার্যকরী গ্রুপ থাকে। এই ক্ষেত্রে, পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার অনুরূপ একটি মনোমার বা একাধিক ব্যবহার করা হয়েছে কিনা তার উপর ভিত্তি করে পলিকনডেনসেশন বিক্রিয়াগুলিকে বিক্রিয়ায় ভাগ করা হয় homopolycondensationএবং copolycondensation.
হোমোপলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে:
* গ্লুকোজ অণু থেকে পলিস্যাকারাইড অণুর (স্টার্চ, সেলুলোজ) গঠন (প্রকৃতিতে):
* ε-অ্যামিনোকাপ্রোইক অ্যাসিড থেকে ক্যাপ্রন তৈরির প্রতিক্রিয়া:
কপোলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে:
* ফেনল-ফরমালডিহাইড রজন গঠনের প্রতিক্রিয়া:
* লাভসান (পলিয়েস্টার ফাইবার) গঠনের প্রতিক্রিয়া:
পলিমার-ভিত্তিক উপকরণ
প্লাস্টিক
প্লাস্টিক- পলিমারের উপর ভিত্তি করে উপকরণ যা তাপ এবং চাপের প্রভাবে ঢালাই করতে এবং শীতল হওয়ার পরে একটি প্রদত্ত আকৃতি বজায় রাখতে সক্ষম।
উচ্চ আণবিক ওজন পদার্থ ছাড়াও, প্লাস্টিক অন্যান্য পদার্থ ধারণ করে, কিন্তু মূল উপাদান এখনও পলিমার. এর বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য ধন্যবাদ, এটি সমস্ত উপাদানকে একক পুরো ভরে আবদ্ধ করে এবং তাই এটিকে বাইন্ডার বলা হয়।
তাপের সাথে তাদের সম্পর্কের উপর নির্ভর করে প্লাস্টিককে ভাগ করা হয় থার্মোপ্লাস্টিক পলিমার (থার্মোপ্লাস্টিক) এবং থার্মোসেট.
থার্মোপ্লাস্টিক- এক ধরনের প্লাস্টিক যা উত্তপ্ত হলে বারবার গলে যেতে পারে এবং ঠান্ডা হলে ঘনীভূত হতে পারে, যার ফলে বারবার তাদের আসল আকৃতি পরিবর্তন করা সম্ভব হয়।
থার্মোসেট- প্লাস্টিক, যার অণুগুলি, যখন উত্তপ্ত হয়, একটি একক ত্রিমাত্রিক জাল কাঠামোতে "সেলাই" হয়, যার পরে তাদের আকৃতি পরিবর্তন করা আর সম্ভব হয় না।
উদাহরণস্বরূপ, থার্মোপ্লাস্টিক হল পলিথিন, পলিপ্রোপিলিন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড (পিভিসি) ইত্যাদির উপর ভিত্তি করে তৈরি প্লাস্টিক।
থার্মোসেটগুলি, বিশেষত, ফেনল-ফরমালডিহাইড রেজিনের উপর ভিত্তি করে প্লাস্টিক।
রাবারস
রাবারস- অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক পলিমার, যার কার্বন কঙ্কাল নিম্নরূপ উপস্থাপন করা যেতে পারে:
যেমন আমরা দেখি, রাবারের অণুতে ডবল C=C বন্ড থাকে, যেমন রাবার অসম্পৃক্ত যৌগ।
কনজুগেটেড ডায়েনের পলিমারাইজেশন দ্বারা রাবারগুলি পাওয়া যায়, যেমন যৌগ যেখানে দুটি ডাবল C=C বন্ড একে অপরের থেকে একটি একক C-C বন্ড দ্বারা পৃথক করা হয়।
1) বুটাডিন:
সাধারণ পরিভাষায় (শুধুমাত্র কার্বন কঙ্কাল দেখানো), রাবার গঠনের জন্য এই ধরনের যৌগগুলির পলিমারাইজেশন নিম্নলিখিত স্কিম দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে:
সুতরাং, উপস্থাপিত চিত্রের উপর ভিত্তি করে, আইসোপ্রিন পলিমারাইজেশন সমীকরণটি দেখতে এইরকম হবে:
একটি খুব মজার তথ্য হল যে এটি অগ্রগতির দিক থেকে সবচেয়ে উন্নত দেশগুলি ছিল না যারা প্রথমে রাবারের সাথে পরিচিত হয়েছিল, কিন্তু ভারতীয় উপজাতিরা, যাদের শিল্প এবং বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত অগ্রগতির অভাব ছিল। স্বাভাবিকভাবেই, ভারতীয়রা কৃত্রিমভাবে রাবার পায়নি, তবে প্রকৃতি তাদের যা দিয়েছে তা ব্যবহার করেছে: তারা যে অঞ্চলে (দক্ষিণ আমেরিকা) বাস করত সেখানে হেভিয়া গাছ বেড়ে ওঠে, যার রসে 40-50% পর্যন্ত আইসোপ্রিন রাবার থাকে। এই কারণে, আইসোপ্রিন রাবারকে প্রাকৃতিকও বলা হয়, তবে এটি কৃত্রিমভাবেও পাওয়া যেতে পারে।
অন্যান্য সমস্ত ধরণের রাবার (ক্লোরোপ্রিন, বুটাডিন) প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না, তাই সেগুলিকে সিন্থেটিক হিসাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে।
যাইহোক, রাবার, তার সুবিধার সত্ত্বেও, এছাড়াও অসুবিধা আছে. উদাহরণস্বরূপ, রাবার দীর্ঘ, রাসায়নিকভাবে সম্পর্কহীন অণু নিয়ে গঠিত হওয়ার কারণে, এর বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে শুধুমাত্র একটি সংকীর্ণ তাপমাত্রা পরিসরে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। উত্তাপে, রাবার আঠালো হয়ে যায়, এমনকি সামান্য সর্দি হয়ে যায় এবং অপ্রীতিকর গন্ধ পায় এবং কম তাপমাত্রায় এটি শক্ত হয়ে যায় এবং ফাটতে পারে।
রাবারের প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলি ভলকানাইজেশন দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা যেতে পারে। রাবারের ভলকানাইজেশন হল এটিকে সালফার দিয়ে গরম করার প্রক্রিয়া, যার ফলস্বরূপ পৃথক, প্রাথমিকভাবে সংযোগহীন, রাবারের অণুগুলি সালফার পরমাণুর (পলিসালফাইড "ব্রিজ") চেইনগুলির সাথে "সেলাই" হয়। একটি উদাহরণ হিসাবে সিন্থেটিক বুটাডিন রাবার ব্যবহার করে রাবারকে রাবারে রূপান্তর করার স্কিমটি নিম্নরূপ প্রদর্শন করা যেতে পারে:
তন্তু
তন্তুএকটি রৈখিক কাঠামোর পলিমারের উপর ভিত্তি করে উপকরণ, থ্রেড, টো এবং টেক্সটাইল উপকরণ তৈরির জন্য উপযুক্ত।
তাদের উত্স অনুযায়ী তন্তুগুলির শ্রেণীবিভাগ
মানবসৃষ্ট তন্তু(ভিসকোস, অ্যাসিটেট ফাইবার) বিদ্যমান প্রাকৃতিক ফাইবার (তুলা এবং শণ) এর রাসায়নিক চিকিত্সার মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়।
সিন্থেটিক ফাইবারপ্রধানত পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া দ্বারা প্রাপ্ত হয় (লাভসান, নাইলন, নাইলন)।
পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ায় এমন যৌগ জড়িত যা কমপক্ষে একটি একাধিক বন্ধন বা রিং ধারণ করে। একটি মনোমারের প্রতিক্রিয়া নির্ভর করে তার গঠন, মনোমার অণুতে দ্বৈত বন্ধনের সংমিশ্রণ, বিকল্পের সংখ্যা এবং আপেক্ষিক বিন্যাস এবং ডাবল বন্ডের উপর তাদের মেরুকরণ প্রভাব।
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন একটি চেইন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে এবং একটি শাখাবিহীন চেইন বিক্রিয়ার গতিবিদ্যা দ্বারা বর্ণনা করা হয়।
চেইন প্রতিক্রিয়ার প্রধান পর্যায়:
- দীক্ষা- সক্রিয় কেন্দ্র গঠন;
- চেইন বৃদ্ধি- সক্রিয় কেন্দ্রে মনোমারগুলির ক্রমিক সংযোজন;
- খণ্ডিত বর্তনী- সক্রিয় কেন্দ্রের মৃত্যু;
- চেইন ট্রান্সমিশন- অন্য অণুতে সক্রিয় কেন্দ্র স্থানান্তর।
I. চেইন দীক্ষা (নিউক্লিয়েশন)
এই পর্যায়টি সবচেয়ে শক্তি-নিবিড়। পার্থক্য করা শারীরিকএবং রাসায়নিকদীক্ষা
শারীরিক দীক্ষা:
রাসায়নিক দীক্ষা
এই দীক্ষা পদ্ধতি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। নীতি ব্যবহার করা হয় সূচনাকারী পদার্থ(পেরক্সাইড, অ্যাজো যৌগ, রেড-অক্স সিস্টেম), যেখানে রাসায়নিক বন্ধন ভাঙার শক্তি মনোমারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। এই ক্ষেত্রে, প্রক্রিয়াটি দুটি পর্যায়ে ঘটে: প্রথমত, ইনিশিয়েটর র্যাডিকেল তৈরি হয়, যা পরে মনোমার অণুতে যোগ দেয়, একটি প্রাথমিক মনোমার র্যাডিকাল গঠন করে।
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/3_clip_image001_0003.png)
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/3_clip_image001_0010.png)
সূচনাকারী অনুঘটক বৈশিষ্ট্য খুব অনুরূপ, কিন্তু তার পার্থক্যতাই কি সূচনাকারী ব্যয় করা হয়একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময়, কিন্তু একটি অনুঘটক না.
সূচনাকারীদের উদাহরণ:
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/3_clip_image001_0000.png)
২. চেইনের বৃদ্ধি
মনোমারগুলি পর্যায়ক্রমে প্রাথমিক মনোমার র্যাডিকালের সক্রিয় কেন্দ্রের সাথে সংযুক্ত থাকে।
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/3_clip_image001_0008.png)
III. খণ্ডিত বর্তনী
সক্রিয় কেন্দ্রের (কাইনেটিক চেইন সমাপ্তি) মৃত্যুর ফলে চেইন সমাপ্তি ঘটে।
- গতি শৃঙ্খল মধ্যে বিরতি- সক্রিয় কেন্দ্রগুলি অদৃশ্য হয়ে যায়;
- উপাদান শৃঙ্খল মধ্যে বিরতি- যখন একটি প্রদত্ত শৃঙ্খল বৃদ্ধি বন্ধ করে, কিন্তু সক্রিয় কেন্দ্রটি অন্য ম্যাক্রোমোলিকিউলে বা মনোমারে স্থানান্তরিত হয় (চেইন স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া)।
গতিশীল এবং বস্তুগত শৃঙ্খলের মৃত্যুর দিকে পরিচালিত প্রতিক্রিয়া - প্রতিক্রিয়া পুনর্মিলনএবং অনুপাত
চেইন টার্মিনেশন রিঅ্যাকশনের ধরন (পুনঃসংযোজন বা বৈষম্য) বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে, বিশেষ করে মনোমার অণুর গঠনের উপর। যদি মনোমারে এমন একটি বিকল্প থাকে যা আকারে বড় বা রাসায়নিক প্রকৃতিতে ইলেক্ট্রোনেগেটিভ হয়, তবে এই ধরনের ক্রমবর্ধমান র্যাডিকেল একে অপরের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় না এবং অসামঞ্জস্যের মাধ্যমে চেইন সমাপ্তি ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, মিথাইল মেথাক্রাইলেটের ক্ষেত্রে:
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/3_clip_image001_0009.png)
র্যাডিকেলগুলি বৃদ্ধির সাথে সাথে সিস্টেমের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায় এবং ম্যাক্রোর্যাডিকালগুলির গতিশীলতার কারণে, পুনঃসংযোজন দ্বারা চেইন সমাপ্তির হার হ্রাস পায়। সিস্টেমের সান্দ্রতা বৃদ্ধির সাথে ম্যাক্রোরাডিকালের জীবনকাল বৃদ্ধি একটি আকর্ষণীয় ঘটনার দিকে পরিচালিত করে - পরবর্তী পর্যায়ে পলিমারাইজেশনের ত্বরণ ( জেল প্রভাব) ম্যাক্রোরাডিকালের ঘনত্ব বৃদ্ধির কারণে।
IV চেইন ট্রান্সমিশন
একটি ক্রমবর্ধমান র্যাডিকেল দ্বারা একটি অণু থেকে একটি পরমাণু বা পরমাণুর গ্রুপের বিচ্ছিন্নতা দ্বারা চেইন স্থানান্তর ঘটে। শৃঙ্খল স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া উপাদান শৃঙ্খলের বিরতির দিকে নিয়ে যায় এবং গতিশীল শৃঙ্খলের বৃদ্ধি অব্যাহত থাকে।
চেইন ট্রান্সমিশন আলাদা করা হয়:
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/3_clip_image001_0005.png)
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের বৈশিষ্ট্য:
- উচ্চ পলিমারাইজেশন হার;
- শাখাপ্রশাখা;
- সংযোগ g-g, g-xv, xv-xv সম্ভব;
- পলিমোলিকুলার পলিমার।
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের গতিবিদ্যা
রাসায়নিক গতিবিদ্যারসায়নের একটি শাখা যা সময়ের সাথে সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রক্রিয়া এবং নিদর্শন এবং বাহ্যিক অবস্থার উপর এই নিদর্শনগুলির নির্ভরতা অধ্যয়ন করে।
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের গতিবিদ্যা অধ্যয়ন করার জন্য, শুরু হওয়া পদার্থ, চাপ এবং তাপমাত্রার ঘনত্বের উপর প্রতিক্রিয়া হার এবং পলিমারাইজেশনের ডিগ্রির নির্ভরতা বিবেচনা করা প্রয়োজন।
পদবি:
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001.png)
I. প্রতিক্রিয়া হারের উপর পদার্থের শুরুর ঘনত্বের প্রভাব।
সামগ্রিক প্রতিক্রিয়া হার নির্ভর করে র্যাডিকেল V গঠনের হারের উপর (দীক্ষার হার), চেইন বৃদ্ধির হার V r এবং এর সমাপ্তি V o এর উপর।
আমরা মুক্ত র্যাডিক্যাল পলিমারাইজেশনের প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করব, যখন রাসায়নিক সূচনাকারী ব্যবহার করে সূচনা করা হয়।
আসুন প্রতিটি পর্যায়ে তাকান:
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0002.png)
গতিবিদ্যা বিবেচনা ব্যাপকভাবে সহজতর হয় যদি প্রতিক্রিয়া কাছাকাছি অবস্থার অধীনে ঘটে স্থির মোড, কোনটিতে মুক্ত র্যাডিক্যালের উপস্থিতি এবং অন্তর্ধানের হার সমান হিসাবে বিবেচিত হতে পারে. এই ক্ষেত্রে, সক্রিয় কেন্দ্রগুলির ঘনত্ব ধ্রুবক হবে।
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/graph.png)
বক্ররেখা থেকে দেখা যায়, পলিমারাইজেশনের ফলে মনোমারকে পলিমারে রূপান্তরিত করার প্রধান বিক্রিয়ার হার অনুসারে পাঁচটি বিভাগকে আলাদা করা যেতে পারে:
1 - নিরোধক সাইট, যেখানে ফ্রি র্যাডিক্যালের ঘনত্ব কম। এবং তারা চেইন পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া শুরু করতে পারে না;
2 - পলিমারাইজেশন ত্বরণ বিভাগ, যেখানে মনোমারকে পলিমারে রূপান্তর করার প্রধান প্রতিক্রিয়া শুরু হয় এবং গতি বৃদ্ধি পায়;
3 - স্থির এলাকা, যেখানে মনোমারের প্রধান পরিমাণের পলিমারাইজেশন একটি ধ্রুবক গতিতে ঘটে (সময়ে রূপান্তরের সরল-রেখা নির্ভরতা);
4 - প্রতিক্রিয়া মন্থর বিভাগ, যেখানে বিনামূল্যে মনোমার সামগ্রী হ্রাসের কারণে প্রতিক্রিয়া হার হ্রাস পায়;
5 - মনোমারের সম্পূর্ণ পরিমাণ নিঃশেষ হয়ে যাওয়ার পরে মূল প্রতিক্রিয়ার সমাপ্তি। স্থির মোড সাধারণত প্রতিক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়ে পরিলক্ষিত হয়, যখন প্রতিক্রিয়া ভরের সান্দ্রতা কম থাকে এবং চেইন নিউক্লিয়েশন এবং চেইন সমাপ্তির ক্ষেত্রে সমানভাবে সম্ভাবনা থাকে। .
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0005.png)
সুতরাং, চেইন বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়ার হার হল:
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0006.png)
২. পলিমারাইজেশন ডিগ্রী উপর শুরু পদার্থ ঘনত্ব প্রভাব.
পলিমারাইজেশনের ডিগ্রি বৃদ্ধি এবং চেইন সমাপ্তির হারের অনুপাতের উপর নির্ভর করে:
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0007.png)
আসুন গতির জন্য সংশ্লিষ্ট অভিব্যক্তিগুলি বিবেচনা করি
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0008.png)
পলিমারাইজেশন ডিগ্রী হল:
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0009.png)
III. চেইন প্রচার বিক্রিয়ার হারের উপর তাপমাত্রার প্রভাব।
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0010.png)
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0011.png)
আসুন আরহেনিয়াস সমীকরণটিকে চেইন বৃদ্ধির হার সমীকরণে প্রতিস্থাপন করি:
আসুন আমরা ফলাফল প্রকাশের লগারিদম গ্রহণ করি:
লব (6+15-4 = 17) শূন্যের চেয়ে বড়, যার মানে তাপমাত্রা যত বেশি হবে, র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার হার তত বেশি হবে। যাইহোক, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে র্যাডিকেলগুলির একে অপরের সাথে সংঘর্ষের সম্ভাবনা (অনুপাত বা পুনর্মিলন দ্বারা চেইন সমাপ্তি) বা কম আণবিক ওজনের অমেধ্যগুলির সাথেও বৃদ্ধি পায়। ফলস্বরূপ, সম্পূর্ণরূপে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় এবং পলিমারে কম আণবিক ওজন ভগ্নাংশের অনুপাত বৃদ্ধি পায়। শাখাযুক্ত অণু গঠনের দিকে পরিচালিত পার্শ্ব প্রতিক্রিয়ার সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। "হেড টু হেড" এবং "টেইল থেকে টেইল" মনোমার সংযোগ প্রকারের অনুপাত বৃদ্ধির কারণে পলিমার চেইন নির্মাণে অনিয়ম বৃদ্ধি পায়।
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0014.png)
বৃদ্ধি সক্রিয়করণ শক্তি ~ 6 kcal/mol;
সূচনা সক্রিয়করণ শক্তি ~30 kcal/mol;
সমাপ্তি সক্রিয়করণ শক্তি ~8 kcal/mol.
লব (6-15-4 = -13) শূন্যের চেয়ে কম, যার মানে হল যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে পলিমারাইজেশনের ডিগ্রী হ্রাস পায়। ফলস্বরূপ, সম্পূর্ণরূপে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় এবং পলিমারে কম আণবিক ওজন ভগ্নাংশের অনুপাত বৃদ্ধি পায়।
V. পলিমারাইজেশন হারের উপর চাপের প্রভাব
লে চ্যাটেলিয়ারের নীতি: যদি কোনও সিস্টেম বাহ্যিক প্রভাবের সংস্পর্শে আসে, তবে সিস্টেমে প্রক্রিয়াগুলি সক্রিয় করা হয় যা এই প্রভাবকে দুর্বল করে।
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/Kin_clip_image001_0015.png)
চাপ যত বেশি, র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের হার তত বেশি। যাইহোক, ঘনীভূত সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করতে, কয়েক হাজার বায়ুমণ্ডলের চাপ প্রয়োগ করতে হবে।
চাপের মধ্যে পলিমারাইজেশনের একটি বৈশিষ্ট্য হল যে গতি বৃদ্ধির ফলে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় না।
পলিমারাইজেশন ইনহিবিটার এবং রিটাডার।
ওপেন সার্কিট এবং ট্রান্সমিশনের ঘটনাগুলি এর জন্য অনুশীলনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:
- মনোমার সংরক্ষণের সময় অকাল পলিমারাইজেশন প্রতিরোধ করা;
- পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে
প্রথম ক্ষেত্রে, তারা মনোমারগুলিতে যোগ করে ইনহিবিটারবা স্টেবিলাইজার, যা শৃঙ্খল পরিসমাপ্তি ঘটায় এবং নিজেরাই যৌগগুলিতে পরিণত হয় যা পলিমারাইজেশন শুরু করতে অক্ষম। মনোমার বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের সাথে প্রতিক্রিয়া করলে তারা গঠিত পারক্সাইডগুলিকেও ধ্বংস করে।
ইনহিবিটরস: কুইনোনস, অ্যারোমেটিক অ্যামাইনস, নাইট্রো যৌগ, ফেনোলস।
নিয়ন্ত্রকপলিমারাইজেশন উপাদান শৃঙ্খলের অকাল সমাপ্তি ঘটায়, প্রবর্তিত নিয়ন্ত্রকের পরিমাণের অনুপাতে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস করে। এর একটি উদাহরণ হল মারকাপটান।
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের তাপগতিবিদ্যা
চেইন বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়া বিপরীতমুখী; সক্রিয় কেন্দ্রে মনোমার যোগ করার সাথে সাথে, এর নির্মূল-ডিপোলিমারাইজেশনও ঘটতে পারে।
পলিমারাইজেশনের থার্মোডাইনামিক সম্ভাবনা, অন্যান্য ভারসাম্য রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মতো, গিবস এবং হেলমহোল্টজ ফাংশন ব্যবহার করে বর্ণনা করা যেতে পারে:
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001.png)
যাইহোক, গিবস ফাংশনটি বাস্তব অবস্থার সবচেয়ে কাছাকাছি, তাই আমরা এটি ব্যবহার করব:
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0000.png)
এছাড়াও, গিবস ফাংশনের পরিবর্তন সমীকরণ দ্বারা বিক্রিয়ার ভারসাম্য ধ্রুবকের সাথে সম্পর্কিত:
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0001.png)
পলিমারাইজেশন-ডিপোলিমারাইজেশন ভারসাম্যের ধ্রুবক ফলাফল পলিমারের (p>>1) যথেষ্ট বড় আণবিক ওজনে শুধুমাত্র মনোমারের ভারসাম্য ঘনত্বের উপর নির্ভর করে:
কোথা থেকে এটা যে অনুসরণ
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0004.png)
সমীকরণ (a) থেকে আপনি যে তাপমাত্রায় পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া ঘটবে না তা খুঁজে পেতে পারেন এবং সমীকরণ (b) থেকে আপনি মনোমারের ভারসাম্য ঘনত্ব খুঁজে পেতে পারেন, যার উপরে পলিমারাইজেশন ঘটবে।
তাপমাত্রার প্রভাব
ভারসাম্য ঘনত্বের উপর তাপমাত্রার প্রভাব নির্ধারণ করতে, আমরা নিম্নরূপ সমীকরণ (b) উপস্থাপন করি:
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0005.png)
ক্ষেত্রে যেখানে ΔH°<0 и ΔS°<0 с ростом температуры увеличивается равновесная концентрация мономера. Верхний предел ограничен концентрацией мономера в массе. Это значит, что есть некоторая верхняя предельная температура - Т в.пр. , выше которой полимеризация невозможна.
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0008.png)
ক্ষেত্রে যখন ΔH°>0 এবং ΔS°>0 একটি বিপরীত সম্পর্ক পরিলক্ষিত হয়: তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে, মনোমারের ভারসাম্য ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। ফলস্বরূপ, নেতিবাচক তাপীয় প্রভাব সহ মনোমারদের জন্য একটি নিম্ন সীমিত তাপমাত্রা T n.a।
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0009.png)
এমন কিছু পরিচিত ঘটনা রয়েছে যখন এই নির্ভরতাগুলিকে ছেদ করে না, কিন্তু তারা ব্যবহারিক স্বার্থের নয়।
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0010.png)
থার্মোডাইনামিক সম্ভাবনা
এখন একটি প্রতিক্রিয়া ঘটানোর তাপগতিগত সম্ভাবনা বিবেচনা করুন, যে শর্তটির জন্য সমতা ΔG<0. Оно определяется как изменением энтальпии так и энтропии, причем вклад энтропийного члена будет изменяться с температурой реакции.
![](https://i1.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0011.png)
একাধিক বন্ড বরাবর পলিমারাইজেশনের সময়, সিস্টেমের এনট্রপি সর্বদা হ্রাস পায়, যেমন এনট্রপিক কারণে প্রক্রিয়াটি অলাভজনক। মনোমারের প্রকৃতির উপর ∆S° এর দুর্বল নির্ভরতা এই কারণে যে ∆S° এর প্রধান অবদানটি আসে মনোমার অণুর স্বাধীনতার অনুবাদমূলক ডিগ্রী হারানোর কারণে।
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0012.png)
কিন্তু মনোমারগুলিও পরিচিত যার জন্য পলিমারাইজেশনের সময় এনট্রপি বৃদ্ধি পায়। ∆S°-এর এই পরিবর্তন কিছু চাপহীন চক্রের জন্য সাধারণ। অধিকন্তু, যেহেতু পলিমারাইজেশন একটি এনট্রপিক দৃষ্টিকোণ থেকে উপকারী বলে প্রমাণিত হয়, তাই এটি নেতিবাচক তাপীয় প্রভাবের সাথেও ঘটতে পারে (রৈখিক পলিমার গঠনের সাথে S 8 এবং Se 8 চক্রের পলিমারাইজেশন)
বেশিরভাগ ভিনাইল মনোমারের পলিমারাইজেশনের জন্য গণনা এবং এনট্রপি পরিমাপ দেখায় যে ∆S° প্রায় 120 J/K mol।
বিপরীতে, ∆Н° মোটামুটি বিস্তৃত পরিসরে মনোমারের রাসায়নিক কাঠামোর উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয় (∆Q° = −∆Н° বিভিন্ন kJ/mol থেকে 100 kJ/mol পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়), যা এর পার্থক্যের কারণে একাধিক বন্ডের প্রকৃতি এবং এর বিকল্প। ∆Н° এর নেতিবাচক মান নির্দেশ করে যে পলিমারাইজেশন এনথালপি ফ্যাক্টরের দৃষ্টিকোণ থেকে উপকারী। 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের সাধারণ তাপমাত্রায়, পলিমারাইজেশন থার্মোডাইনামিকভাবে মনোমারদের জন্য সমাধানযোগ্য যার তাপীয় প্রভাব 40 kJ/mol অতিক্রম করে। এই শর্তটি বেশিরভাগ ভিনাইল মনোমারের জন্য পূরণ করা হয়। যাইহোক, C=O বন্ডে পলিমারাইজেশনের সময়, তাপীয় প্রভাব 40 kJ/mol-এর নিচে থাকে। অতএব, শর্ত ∆G<0 соблюдается только при достаточно низких температурах, когда |TΔS°|<|ΔH°|.
পলিমারাইজেশনের তাত্ত্বিক এবং ব্যবহারিক এনথালপির মধ্যে পার্থক্যের ঘটনাটি বিবেচনা করা যাক
![](https://i2.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0014.png)
![](https://i0.wp.com/onlearning.ru/images/vms/radikalnaya-polimerizaciya/td_clip_image001_0015.png)
কম শক্তি নির্গত হয়, কোথায় যায়?
- কাপলিং প্রভাব ধ্বংস হয়;
- স্টেরিক বিকর্ষণ (পলিস্টাইরিনের সংশ্লেষণের সময়, স্টেরিক বিকর্ষণের কারণে একটি হেলিকাল অণু গঠিত হয়)।
রিংগুলির পলিমারাইজেশনের সময় Q বৃদ্ধির কারণ হল হাইব্রিডাইজড অরবিটালের মধ্যে তাপগতিগতভাবে প্রতিকূল বন্ধন কোণ এবং বিকল্পের একক ইলেকট্রন জোড়ার বিকর্ষণ।
- সাইকেল খোলা (ΔS 1° > 0)
- চেইন বৃদ্ধি (ΔS 2°< 0)
ΔS° = ΔS 1° + ΔS 2°, ΔS° শূন্যের চেয়ে বড় বা কম হতে পারে।
সিন্থেটিক পলিমার
বিংশ শতাব্দীতে, সিন্থেটিক উচ্চ-আণবিক যৌগগুলির উত্থান - পলিমার - একটি প্রযুক্তিগত বিপ্লব ছিল। পলিমারগুলি বিভিন্ন ধরণের ব্যবহারিক ক্ষেত্রে খুব ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তাদের উপর ভিত্তি করে, উপকরণগুলি নতুন এবং অনেক উপায়ে অস্বাভাবিক বৈশিষ্ট্য দিয়ে তৈরি করা হয়েছিল, যা পূর্বে পরিচিত উপকরণগুলির থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর।
পলিমারগুলি হল যৌগ যার অণুগুলি পুনরাবৃত্তিকারী এককগুলি নিয়ে গঠিত - মনোমার।
পরিচিত প্রাকৃতিক পলিমার . এর মধ্যে রয়েছে পলিপেপটাইড এবং প্রোটিন, পলিস্যাকারাইড এবং নিউক্লিক অ্যাসিড।
সিন্থেটিক পলিমার কম আণবিক ওজন মনোমারের পলিমারাইজেশন এবং পলিকনডেনসেশন (নীচে দেখুন) দ্বারা প্রাপ্ত হয়।
পলিমারের কাঠামোগত শ্রেণীবিভাগ
ক) রৈখিক পলিমার
তাদের একটি রৈখিক চেইন কাঠামো রয়েছে। উপসর্গ যোগ করে মনোমারের নাম থেকে তাদের নাম এসেছে পলি-:
খ) নেটওয়ার্ক পলিমার:
গ) নেটওয়ার্ক ত্রিমাত্রিক পলিমার:
বিভিন্ন মনোমারের যৌথ পলিমারাইজেশন দ্বারা একজন প্রাপ্ত হয় কপোলিমার . উদাহরণ স্বরূপ:
পলিমারের ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি পলিমারাইজেশনের ডিগ্রি (n মান) এবং পলিমারের স্থানিক গঠন দ্বারা নির্ধারিত হয়। এগুলি তরল, রজন বা কঠিন পদার্থ হতে পারে।
সলিড পলিমার উত্তপ্ত হলে ভিন্নভাবে আচরণ করে।
থার্মোপ্লাস্টিক পলিমার- উত্তপ্ত হলে গলে যান এবং ঠাণ্ডা হওয়ার পরে, যে কোনও আকার নিন। এটি সীমাহীন সংখ্যক বার পুনরাবৃত্তি করা যেতে পারে।
থার্মোসেট পলিমার- এগুলি তরল বা প্লাস্টিক পদার্থ যা উত্তপ্ত হলে একটি নির্দিষ্ট আকারে শক্ত হয়ে যায় এবং আরও গরম করার পরে গলে যায় না।
পলিমার গঠন পলিমারাইজেশনের প্রতিক্রিয়া
পলিমারাইজেশন - এটি ক্রমবর্ধমান শৃঙ্খলের শেষে মনোমার অণুর অনুক্রমিক সংযোজন। এই ক্ষেত্রে, সমস্ত মনোমার পরমাণুগুলি শৃঙ্খলে অন্তর্ভুক্ত থাকে এবং প্রতিক্রিয়ার সময় কিছুই মুক্তি পায় না।
পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া শুরু করার জন্য, একটি সূচনাকারী ব্যবহার করে মনোমার অণুগুলি সক্রিয় করা প্রয়োজন। ইনিশিয়েটর ধরনের উপর নির্ভর করে আছে
মৌলবাদী,
cationic এবং
অ্যানিওনিক পলিমারাইজেশন।
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন
থার্মোলাইসিস বা ফটোলাইসিসের সময় মুক্ত র্যাডিকেল গঠনে সক্ষম পদার্থগুলি র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের সূচনাকারী হিসাবে ব্যবহৃত হয়; বেশিরভাগ ক্ষেত্রে এগুলি জৈব পারক্সাইড বা অ্যাজো যৌগ, উদাহরণস্বরূপ:
UV আলো দিয়ে উত্তপ্ত বা আলোকিত হলে, এই যৌগগুলি র্যাডিকেল গঠন করে:
পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া তিনটি পর্যায় অন্তর্ভুক্ত করে:
দীক্ষা,
চেইন বৃদ্ধি
সার্কিট ব্রেক।
উদাহরণ - স্টাইরিনের পলিমারাইজেশন:
প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া
ক) দীক্ষা:
খ) চেইন বৃদ্ধি:
গ) ওপেন সার্কিট:
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন সেই মনোমারগুলির সাথে সবচেয়ে সহজে ঘটে যেখানে ফলস্বরূপ র্যাডিকেলগুলি ডাবল বন্ডের বিকল্পগুলির প্রভাব দ্বারা স্থিতিশীল হয়। প্রদত্ত উদাহরণে, একটি বেনজিল-টাইপ র্যাডিকাল গঠিত হয়।
র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন পলিথিন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড, পলিমিথাইল মেথাক্রাইলেট, পলিস্টেরিন এবং তাদের কপোলিমার তৈরি করে।
ক্যাটানিক পলিমারাইজেশন
এই ক্ষেত্রে, মনোমেরিক অ্যালকিনের সক্রিয়করণটি জলের উপস্থিতিতে প্রোটিক অ্যাসিড বা লুইস অ্যাসিড (BF 3, AlCl 3, FeCl 3) দ্বারা সঞ্চালিত হয়। প্রতিক্রিয়াটি দ্বিগুণ বন্ধনে ইলেক্ট্রোফিলিক সংযোজন হিসাবে ঘটে।
উদাহরণস্বরূপ, আইসোবিউটিলিনের পলিমারাইজেশন:
প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া
ক) দীক্ষা:
খ) চেইন বৃদ্ধি:
গ) ওপেন সার্কিট:
ক্যাটানিক পলিমারাইজেশন ইলেকট্রন-দানকারী উপাদান সহ ভিনাইল যৌগের জন্য সাধারণ: আইসোবিউটিলিন, বিউটাইল ভিনাইল ইথার, α-মিথাইলস্টাইরিন।