सस्पेंशन पोलीमराइजेशन: Difference between revisions
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[[File:Perlpolymer MB189.jpg|thumb| | [[File:Perlpolymer MB189.jpg|thumb|निलंबन बहुलकन द्वारा बनाई गई पीएमएमए-सहबहुलक का प्रकाश सूक्ष्म चित्र]]निलंबन बहुलकन एक विषम मूलक बहुलकन प्रक्रिया है जो एक तरल चरण में एक [[मोनोमर|एकलक]] या एकलक के मिश्रण को मिलाने के लिए यांत्रिक विक्षोभ का उपयोग करती है, जैसे कि जल, जबकि एकलक बहुलकित करते हैं, बहुलक के गोले बनाते हैं।<ref>{{Citation |last1=Jensen |first1=A. T. |title=8 - Synthesis of polymer/inorganic hybrids through heterophase polymerizations |date=2017-01-01 |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978008100408100008X |work=Recent Developments in Polymer Macro, Micro and Nano Blends |pages=207–235 |editor-last=Visakh |editor-first=P. M. |publisher=Woodhead Publishing |language=en |doi=10.1016/b978-0-08-100408-1.00008-x |isbn=978-0-08-100408-1 |access-date=2022-10-09 |last2=Neto |first2=W. S. |last3=Ferreira |first3=G. R. |last4=Glenn |first4=A. F. |last5=Gambetta |first5=R. |last6=Gonçalves |first6=S. B. |last7=Valadares |first7=L. F. |last8=Machado |first8=F. |editor2-last=Markovic |editor2-first=Gordana |editor3-last=Pasquini |editor3-first=Daniel}}</ref> तरल चरण में एकलक बूंदों (क्रम 10-1000 माइक्रोन का आकार) को निलंबित कर दिया जाता है। व्यक्तिगत एकलक बूंदों को बल्क बहुलकन से गुजरना माना जा सकता है। इन बूंदों के बाहर तरल चरण ऊष्मा के ठीक संचालन में सहायता करते है और इस प्रकार तापमान में वृद्धि को कम करते है। | ||
निलंबन | निलंबन बहुलकन के लिए एक तरल चरण का चयन करते समय, कम श्यानता, उच्च तापीय चालकता और श्यानता के कम तापमान भिन्नता को सामान्यतः अधिमानित किया जाता है। अन्य प्रकार के बहुलकन पर निलंबन बहुलकन का प्राथमिक लाभ यह है कि एकलक उबाल के बिना बहुलकन का उच्च स्तर प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रक्रिया के समय, प्रायः इन एकलक बूंदों के एक दूसरे से संलगन और घोल में क्रीमीकरण की संभावना होती है। इसे रोकने के लिए, मिश्रण को सावधानी से विलोडित किया जाता है या एक सुरक्षात्मक [[कोलाइड]] प्रायः जोड़ा जाता है। सबसे सामान्य निलंबन पदार्थों में से एक [[पॉलीविनायल अल्कोहल]] (पीवीए) है।<ref>{{Cite book|last=Rodriguez|first=Christopher|title=पॉलिमर सिस्टम के सिद्धांत|publisher=CRC Press|year=2014|isbn=978-1-4822-2379-8}}</ref> सामान्यतः, एकलक रूपांतरण [[थोक पोलीमराइजेशन|बल्क बहुलकन]] के विपरीत पूर्ण होते है, और इसमें उपयोग किया जाने वाला आरंभकर्ता एकलक-घुलनशील होता है। | ||
इस प्रक्रिया का उपयोग कई वाणिज्यिक | इस प्रक्रिया का उपयोग कई वाणिज्यिक राल के उत्पादन में किया जाता है, जिसमें [[पीवीसी]] (पॉलीविनाइल क्लोराइड), एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्लास्टिक, पॉलीस्टाइनिन सहित स्टाइरीन राल, [[ POLYSTYRENE |पॉलीस्टीरीन]], और उच्च-प्रभाव पॉलीस्टाइनिन, साथ ही पॉली (स्टाइरीन-एक्रिलोनिट्राइल) और पॉली ([[पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट)]] सम्मिलित हैं।<ref>{{cite journal|doi = 10.1021/ie960361g |author = Vivaldo-Lima, E., Wood, P., and Hamielec, A.|journal = Ind. Eng. Chem. Res.|year = 1997|volume = 36|pages = 939–965|title = निलंबन पोलीमराइज़ेशन पर एक अद्यतन समीक्षा| issue=4 }}</ref> | ||
== कण गुण == | == कण गुण == | ||
निलंबन बहुलकन को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जाता है, जो कि कणों के आकारिकी के आधार पर होते है। मणिक बहुलकन में, बहुलक अपने एकलक में घुलनशील होता है और परिणाम एक अरेखित, पारभासी मणिक होता है। चूर्ण बहुलकन में, बहुलक अपने एकलक में घुलनशील नहीं होता है और परिणामी मणिक सरंध्र और अनियमित होगा।<ref>{{cite journal|author1=Costas Kotoulas |author2=Costas Kiparissides|name-list-style=amp |doi = 10.1016/j.ces.2005.07.013|title = निलंबन पॉलिमराइजेशन रिएक्टरों में कण आकार वितरण की भविष्यवाणी के लिए एक सामान्यीकृत जनसंख्या संतुलन मॉडल|journal = Chemical Engineering Science|volume = 61|pages = 332–346|year = 2006|issue=2 }}</ref> बहुलक की आकृति विज्ञान को एक एकलक मंदक जोड़कर बदला जा सकता है, एक अक्रिय तरल जो तरल आव्यूह के साथ अघुलनशील होता है। पतला एकलक में बहुलक की घुलनशीलता को बदलता है और परिणामी बहुलक की सरंध्रता पर नियंत्रण का एक उपाय देता है।<ref name="Arshady">{{cite journal|doi = 10.1007/BF00776142 |author = R. Arshady |journal = Colloid Polym. Sci. |year = 1992|volume = 270|pages = 717–732|title =Suspension, Emulsion, and Dispersion Polymerization: A Methodological Survey|issue = 8 |s2cid = 96934301 }}</ref> | |||
परिणामी | |||
परिणामी बहुलक मणिक का आकार 100 एनएम से 5 मिमी तक हो सकता है। आकार को विलोडक गति, एकलक के आयतन अंश, उपयोग किए गए स्थिरक की एकाग्रता और पहचान और विभिन्न घटकों की श्यानता द्वारा नियंत्रित किया जाता है। अनुभवजन्य रूप से व्युत्पन्न निम्नलिखित समीकरण इनमें से कुछ अंतःक्रियाओं का सार प्रस्तुत करते है: | |||
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d औसत कण आकार है, k में प्रतिक्रिया भाजन डिजाइन से संबंधित पैरामीटर सम्मिलित हैं, D<sub>v</sub> प्रतिक्रिया भाजन व्यास है, D<sub>s</sub> विलोडक का व्यास है, R तरल आव्यूह के लिए एकलक का आयतन अनुपात है, N विलोडक गति है, ν<sub>m</sub> और v<sub>l</sub> क्रमशः एकलक चरण और तरल आव्यूह की श्यानता हैं, ε दो चरणों का पारस्परिक तनाव है, और C<sub>s</sub> स्थिरक की एकाग्रता है। कण आकार को नियंत्रित करने का सबसे सामान्य विधि विलोडक गति को बदलना है।<ref name="Arshady" /> | |||
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Latest revision as of 15:39, 15 June 2023
IUPAC definition
बहुलकीकरण जिसमें एकलक में बहुलक बनता है, या एकलक-विलायक बूंदों
एक निरंतर चरण में जो एकलक और बने बहुलक दोनों के लिए अविलायक है। नोट 1: निलंबन बहुलकीकरण में, आरंभकर्ता मुख्य रूप से एकलक चरण में स्थित होता है।नोट 2: निलंबन बहुलकीकरण में एकलक या एकलक-विलायक बूंदों का
व्यास सामान्यतः 10 माइक्रोन से अधिक होता है।[1]
निलंबन बहुलकन एक विषम मूलक बहुलकन प्रक्रिया है जो एक तरल चरण में एक एकलक या एकलक के मिश्रण को मिलाने के लिए यांत्रिक विक्षोभ का उपयोग करती है, जैसे कि जल, जबकि एकलक बहुलकित करते हैं, बहुलक के गोले बनाते हैं।[2] तरल चरण में एकलक बूंदों (क्रम 10-1000 माइक्रोन का आकार) को निलंबित कर दिया जाता है। व्यक्तिगत एकलक बूंदों को बल्क बहुलकन से गुजरना माना जा सकता है। इन बूंदों के बाहर तरल चरण ऊष्मा के ठीक संचालन में सहायता करते है और इस प्रकार तापमान में वृद्धि को कम करते है।
निलंबन बहुलकन के लिए एक तरल चरण का चयन करते समय, कम श्यानता, उच्च तापीय चालकता और श्यानता के कम तापमान भिन्नता को सामान्यतः अधिमानित किया जाता है। अन्य प्रकार के बहुलकन पर निलंबन बहुलकन का प्राथमिक लाभ यह है कि एकलक उबाल के बिना बहुलकन का उच्च स्तर प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रक्रिया के समय, प्रायः इन एकलक बूंदों के एक दूसरे से संलगन और घोल में क्रीमीकरण की संभावना होती है। इसे रोकने के लिए, मिश्रण को सावधानी से विलोडित किया जाता है या एक सुरक्षात्मक कोलाइड प्रायः जोड़ा जाता है। सबसे सामान्य निलंबन पदार्थों में से एक पॉलीविनायल अल्कोहल (पीवीए) है।[3] सामान्यतः, एकलक रूपांतरण बल्क बहुलकन के विपरीत पूर्ण होते है, और इसमें उपयोग किया जाने वाला आरंभकर्ता एकलक-घुलनशील होता है।
इस प्रक्रिया का उपयोग कई वाणिज्यिक राल के उत्पादन में किया जाता है, जिसमें पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड), एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्लास्टिक, पॉलीस्टाइनिन सहित स्टाइरीन राल, पॉलीस्टीरीन, और उच्च-प्रभाव पॉलीस्टाइनिन, साथ ही पॉली (स्टाइरीन-एक्रिलोनिट्राइल) और पॉली (पॉलिमिथाइल मेथाक्रायलेट) सम्मिलित हैं।[4]
कण गुण
निलंबन बहुलकन को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जाता है, जो कि कणों के आकारिकी के आधार पर होते है। मणिक बहुलकन में, बहुलक अपने एकलक में घुलनशील होता है और परिणाम एक अरेखित, पारभासी मणिक होता है। चूर्ण बहुलकन में, बहुलक अपने एकलक में घुलनशील नहीं होता है और परिणामी मणिक सरंध्र और अनियमित होगा।[5] बहुलक की आकृति विज्ञान को एक एकलक मंदक जोड़कर बदला जा सकता है, एक अक्रिय तरल जो तरल आव्यूह के साथ अघुलनशील होता है। पतला एकलक में बहुलक की घुलनशीलता को बदलता है और परिणामी बहुलक की सरंध्रता पर नियंत्रण का एक उपाय देता है।[6]
परिणामी बहुलक मणिक का आकार 100 एनएम से 5 मिमी तक हो सकता है। आकार को विलोडक गति, एकलक के आयतन अंश, उपयोग किए गए स्थिरक की एकाग्रता और पहचान और विभिन्न घटकों की श्यानता द्वारा नियंत्रित किया जाता है। अनुभवजन्य रूप से व्युत्पन्न निम्नलिखित समीकरण इनमें से कुछ अंतःक्रियाओं का सार प्रस्तुत करते है:
d औसत कण आकार है, k में प्रतिक्रिया भाजन डिजाइन से संबंधित पैरामीटर सम्मिलित हैं, Dv प्रतिक्रिया भाजन व्यास है, Ds विलोडक का व्यास है, R तरल आव्यूह के लिए एकलक का आयतन अनुपात है, N विलोडक गति है, νm और vl क्रमशः एकलक चरण और तरल आव्यूह की श्यानता हैं, ε दो चरणों का पारस्परिक तनाव है, और Cs स्थिरक की एकाग्रता है। कण आकार को नियंत्रित करने का सबसे सामान्य विधि विलोडक गति को बदलना है।[6]
यह भी देखें
- मूलक बहुलकन
- बहुलक
- बहुलकन
- पदशः वृद्धि बहुलकन
- पायस बहुलकन
- अतिशोषक बहुलक
संदर्भ
- ↑ Slomkowski, Stanislaw; Alemán, José V.; Gilbert, Robert G.; Hess, Michael; Horie, Kazuyuki; Jones, Richard G.; Kubisa, Przemyslaw; Meisel, Ingrid; Mormann, Werner; Penczek, Stanisław; Stepto, Robert F. T. (2011). "Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 83 (12): 2229–2259. doi:10.1351/PAC-REC-10-06-03. S2CID 96812603.
- ↑ Jensen, A. T.; Neto, W. S.; Ferreira, G. R.; Glenn, A. F.; Gambetta, R.; Gonçalves, S. B.; Valadares, L. F.; Machado, F. (2017-01-01), Visakh, P. M.; Markovic, Gordana; Pasquini, Daniel (eds.), "8 - Synthesis of polymer/inorganic hybrids through heterophase polymerizations", Recent Developments in Polymer Macro, Micro and Nano Blends (in English), Woodhead Publishing, pp. 207–235, doi:10.1016/b978-0-08-100408-1.00008-x, ISBN 978-0-08-100408-1, retrieved 2022-10-09
- ↑ Rodriguez, Christopher (2014). पॉलिमर सिस्टम के सिद्धांत. CRC Press. ISBN 978-1-4822-2379-8.
- ↑ Vivaldo-Lima, E., Wood, P., and Hamielec, A. (1997). "निलंबन पोलीमराइज़ेशन पर एक अद्यतन समीक्षा". Ind. Eng. Chem. Res. 36 (4): 939–965. doi:10.1021/ie960361g.
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ↑ Costas Kotoulas & Costas Kiparissides (2006). "निलंबन पॉलिमराइजेशन रिएक्टरों में कण आकार वितरण की भविष्यवाणी के लिए एक सामान्यीकृत जनसंख्या संतुलन मॉडल". Chemical Engineering Science. 61 (2): 332–346. doi:10.1016/j.ces.2005.07.013.
- ↑ 6.0 6.1 R. Arshady (1992). "Suspension, Emulsion, and Dispersion Polymerization: A Methodological Survey". Colloid Polym. Sci. 270 (8): 717–732. doi:10.1007/BF00776142. S2CID 96934301.
