पॉलिमर्स का वर्गीकरण (अडिशन, कंडेन्सेशन, कोपॉलिमर्स)

रसायन विज्ञान की दुनिया में, पॉलिमर्स अपनी बहुमुखी गुणधर्मों और विविध अनुप्रयोगों के कारण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एक पॉलिमर एक बड़ा अणु होता है जो पुनरावृत्ति होने वाली संरचनात्मक इकाइयों जिन्हें मोनोमर्स कहा जाता है, से बना होता है। पॉलिमर्स को उनके उत्पत्ति, संरचना, पॉलिमरीकरण प्रक्रिया और भौतिक गुणों के आधार पर कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है। हालांकि, वर्गीकरण का सबसे प्रायोगिक तरीका पॉलिमरीकरण तंत्र पर आधारित होता है, जिसमें अडिशन (माला-वृद्धि) पॉलिमरीकरण, कंडेन्सेशन (चरण-वृद्धि) पॉलिमरीकरण, और कोपॉलिमर्स शामिल होते हैं।

अडिशन पॉलिमरीकरण

अडिशन पॉलिमरीकरण, जिसे चेन-वृद्धि पॉलिमरीकरण भी कहा जाता है, तब होता है जब डबल या ट्रिपल बंधों वाले मोनोमर्स किसी छोटी अणु के बिना जुड़ते हैं। इस प्रकार का पॉलिमरीकरण मुख्य रूप से उन मोनोमर्स को शामिल करता है जिनमें असंतृप्त कार्बन-कार्बन बंध जैसे कि अल्केन्स और अल्काइन्स होते हैं।

आइए इथिलीन मोनोमर्स से पॉलीएथिलीन बनाने के उदाहरण को लें। इस प्रक्रिया में, इथिलीन अणुओं में कार्बन परमाणुओं के बीच के डबल बंध खुल जाते हैं और एक लंबी माला पॉलिमर में जुड़ जाते हैं। इस प्रक्रिया का दृश्य प्रतिनियोजन नीचे चित्रण में देखा जा सकता है:

C=C + C=C + C=C → -CCCCCC-

अडिशन पॉलिमरीकरण के प्रकार

अडिशन पॉलिमरीकरण को विभिन्न तंत्रों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• मुक्त रैडिकल पॉलिमरीकरण: अडिशन पॉलिमरीकरण का एक सामान्य प्रकार प्रतिक्रिया को आरंभ करने के लिए स्वतंत्र रैडिकल्स का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, पॉलीस्टीरीन इस विधि से बनता है।
• कैटायनिक पॉलिमरीकरण: पॉलिमरीकरण प्रक्रिया शुरू करने के लिए एक कैटायन की आवश्यकता होती है। इसका एक उदाहरण आइसोब्यूटिलीन का पॉलिमरीकरण ब्यूटाइल रबड़ बनाने के लिए होता है।
• एनायनिक पॉलिमरीकरण: इस प्रक्रिया में, एन ion पॉलिमरीकरण की शुरुआत करता है। उदाहरण के लिए, पॉली(एथिलीन ऑक्साइड) इस विधि का उपयोग करता है।

कंडेन्सेशन पॉलिमरीकरण

कंडेन्सेशन पॉलिमरीकरण, या चरण-वृद्धि पॉलिमरीकरण, मोल नष्ट करके छोटी अणुओं जैसे पानी, अल्कोहल या हाइड्रोजन क्लोराइड के उत्पन्न के साथ मोनोमर्स के बीच प्रतिक्रिया करता है। इस प्रकार का पॉलिमरीकरण आम तौर पर फंक्शनल समूहों, जैसे अल्कोहल, ऐमाइंस या कार्बोक्जिलिक एसिड के साथ मोनोमर्स को शामिल करता है।

कंडेन्सेशन पॉलिमरीकरण का एक सामान्य उदाहरण नाइलॉन का निर्माण है, जो एक व्यापक रूप से उपयोग होने वाला सिंथेटिक पॉलिमर है। नाइलॉन का निर्माण डायमाइन और डिकार्बोक्जिलिक एसिड के बीच प्रतिक्रिया द्वारा होता है। इस प्रतिक्रिया के दौरान, हर बंध बनने पर एक पानी का अणु रिलीज़ होता है, जैसा कि नीचे दिए गए उदाहरण में दिखाया गया है:

NH2-R-NH2 + HOOC-R'-COOH → [-NH-R-NHOC-R'-CO-] + H2O

कंडेन्सेशन पॉलिमर्स के उदाहरण

• पॉलीएस्टर्स: ये डिकार्बोक्जिलिक एसिड्स और डिओल्स के पॉलीकंडेन्सेशन द्वारा बनते हैं। एक आम उदाहरण है पॉलीएथिलीन टेरेफ्थेलेट (PET), जो प्लास्टिक की बोतलों में उपयोग होता है।
• पॉलीऐमाइड: जैसा कि पहले बताया गया है, नाइलॉन एक प्रकार का पॉलीऐमाइड है जो डायमाइन और डिकार्बोक्जिलिक एसिड से बना होता है।
• पॉलीकार्बोनेट्स: ये बिस्फेनॉल ए और फॉस्जेन की प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्य होते हैं। इनका उपयोग कॉम्पैक्ट डिस्क और सुरक्षा चश्मे के निर्माण में होता है।

कोपॉलिमर्स

कोपॉलिमर्स दो या दो से अधिक विभिन्न प्रकार के मोनोमर्स से बने होते हैं। इन कोपॉलिमर्स का विन्यास और वितरण उन्हें विशेष गुणधर्म प्रदान करते हैं, जिससे वे विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोगी होते हैं।

कोपॉलिमर शृंखला में मोनोमर्स का विन्यास भिन्न हो सकता है, और इन विन्यासों के आधार पर कोपॉलिमर्स को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• रैंडम कोपॉलीमर: यहाँ दो या दो से अधिक मोनोमर्स बिना किसी क्रम के पॉलिमर श्रृंखला में वितरित होते हैं। इसका एक उदाहरण है ऑटोमोबाइल टायरों में उपयोग होने वाला ब्यूटाडीन-स्टाइरीन कोपॉलीमर।
• विकल्प कोपॉलिमर्स: मोनोमर्स को एक नियमित विकल्प पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है। इसका एक उदाहरण मेलिक एनहाइड्राइड और स्टाइरीन का इक्विमोलर कोपॉलीमर है।
• ब्लॉक कोपॉलीमर: इनमें प्रत्येक प्रकार के मोनोमर्स की बड़ी इकाइयों के रूप में लगातार इकाइयाँ होती हैं। इसका एक उदाहरण स्टाइरीन-ब्यूटाडीन-स्टाइरीन (SBS) है, जिसका उपयोग जूते की सोल और टायरों के निर्माण में किया जाता है।
• ग्राफ्ट कोपॉलीमर: इनमें किसी अन्य पॉलिमर की मुख्य शृंखला में एक प्रकार के मोनोमर की शाखाएँ जोड़ी जाती हैं। इसका एक उदाहरण है प्राकृतिक रबड़ पर मिथाइल मेथएक्रिलेट का ग्राफ्टिंग, जिससे इसकी विशेषताएँ बढ़ती हैं।

कोपॉलीमर के अनुप्रयोग

कोपॉलीमर को उनकी अद्वितीय विशेषताओं के कारण कई क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है:

• वस्त्र: कोपॉलीमर कपड़ों की लोच और मजबूती बढ़ाते हैं, जिससे वे टिकाऊ और आरामदायक होते हैं।
• फार्मास्यूटिकल्स: ये दवा वितरण प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं ताकि शरीर में दवा की रिलीज को नियंत्रित किया जा सके।
• पैकेजिंग: कोपॉलीमर गैसों और नमी के खिलाफ उत्कृष्ट अवरोध गुण प्रदान करते हैं, जिससे वे खाद्य पैकेजिंग के लिए आदर्श होते हैं।
• ऑटोमोटिव: टायर, डैशबोर्ड और असबाब बनाने में उपयोग होते हैं, जिससे प्रदर्शन और सौंदर्य में सुधार होता है।

निष्कर्ष

पॉलिमर्स को पॉलिमरीकरण प्रक्रिया और मोनोमर विन्यास के आधार पर वर्गीकृत करना उनके व्यवहार को समझने और उनके अनुप्रयोगों का निर्धारण करने के लिए महत्वपूर्ण होता है। अडिशन पॉलिमरीकरण एकलरेखा पॉलिमरों के लिए एक मार्ग प्रदान करता है जिनकी मजबूत विशेषताएँ होती हैं, जो दैनिक प्लास्टिक उत्पादों में उपयोग होती हैं। दूसरी ओर, कंडेन्सेशन पॉलिमरीकरण नाइलॉन और पॉलीएस्टर्स जैसे पॉलिमर्स की ओर ले जाता है, जो वस्त्र और अभियांत्रिकी सामग्री में महत्वपूर्ण होते हैं। कोपॉलीमर्स विभिन्न मोनोमर्स को शामिल करके बहुमुखी समाधान प्रदान करते हैं, जो विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए लक्ष्य गुण प्रदान करने की अनुमति देते हैं। इन तंत्रों और संरचनाओं को समझना नवाचार और पॉलिमर रसायन विज्ञान में विकास और विभिन्न उद्योगों में अनुप्रयोगों के लिए एक आधार प्रदान करता है।

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