थोक पोलीमराइजेशन: Difference between revisions

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तरल अवस्था में शुद्ध [[मोनोमर]] में घुलनशील रेडिकल सर्जक जोड़कर बल्क पोलीमराइज़ेशन या मास पोलीमराइज़ेशन किया जाता है। आरंभकर्ता को मोनोमर में भंग करना चाहिए। प्रतिक्रिया गर्म करने या विकिरण के संपर्क में आने से शुरू होती है। जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, मिश्रण अधिक गाढ़ा होता जाता है। प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है और आणविक द्रव्यमान की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न होती है।
तरल अवस्था में शुद्ध [[मोनोमर]] में घुलनशील मौलिक सर्जक जोड़कर '''विस्तृत बहुलकीकरण''' या द्रव्यमान बहुलकीकरण किया जाता है। आरंभकर्ता को मोनोमर में मिश्रित किया जाता है। फिर प्रतिक्रिया गर्म करने या विकिरण के संपर्क में आने से प्रारंभ होती है। जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, मिश्रण अधिक मोटा होता जाता है। प्रतिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है और आणविक द्रव्यमान की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न होती है।


बल्क पोलीमराइज़ेशन किसी भी विलायक या फैलाव की अनुपस्थिति में किया जाता है और इस प्रकार यह सूत्रीकरण के मामले में सबसे सरल है। इसका उपयोग अधिकांश स्टेप-ग्रोथ_पॉलीमराइजेशन#क्लासेस_ऑफ_स्टेप-ग्रोथ_पॉलिमर्स|स्टेप-ग्रोथ पॉलिमर और कई प्रकार के चेन-ग्रोथ पॉलिमर के लिए किया जाता है। श्रृंखला-वृद्धि प्रतिक्रियाओं के मामले में, जो आम तौर पर एक्ज़ोथिर्मिक होते हैं, उत्पन्न होने वाली गर्मी प्रतिक्रिया को बहुत जोरदार और नियंत्रित करने में मुश्किल हो सकती है जब तक कि कुशल शीतलन का उपयोग नहीं किया जाता।
विस्तृत बहुलकीकरण किसी भी विलायक या फैलाव की अनुपस्थिति में किया जाता है और इस प्रकार यह सूत्रीकरण की स्थिति में सबसे सरल होता है। इसका उपयोग अधिकांश स्टेप-ग्रोथ पॉलिमर और कई प्रकार के श्रंखला-ग्रोथ पॉलिमर के लिए किया जाता है। श्रृंखला-वृद्धि प्रतिक्रियाओं की स्थिति में, जो सामान्यतः ऊष्माक्षेपी होते है, विकसित गर्मी प्रतिक्रिया को बहुत जोरदार और नियंत्रित करने में मुश्किल हो सकती है जब तक कि कुशल शीतलन का उपयोग नहीं किया जाता है।


== फायदे और नुकसान ==
== फायदे और नुकसान ==
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* प्रणाली सरल है और थर्मल इन्सुलेशन की आवश्यकता है।
* प्रणाली सरल है और ऊष्मीय पृथक्कर्ण की आवश्यकता होती है।
* प्राप्त बहुलक शुद्ध होता है।
* प्राप्त बहुलक शुद्ध होता है।
* बड़ी कास्टिंग सीधे तैयार की जा सकती है।
* बड़ी कास्टिंग सीधे तैयार कीये जा सकते है।
* [[आणविक भार वितरण]] को आसानी से बदला जा सकता है
* [[आणविक भार वितरण]] को आसानी से बदला जा सकता है
* प्राप्त उत्पाद में उच्च ऑप्टिकल स्पष्टता है
* प्राप्त उत्पाद में उच्च प्रकाशिक स्पष्टता होती है


नुकसान:<ref name=":0" />* अभिक्रिया द्रव्यमान की [[श्यानता]] बढ़ने पर ऊष्मा का स्थानांतरण और मिश्रण कठिन हो जाता है।
नुकसान:<ref name=":0" />* अभिक्रिया द्रव्यमान की [[श्यानता]] बढ़ने पर ऊष्मा का स्थानांतरण और मिश्रण कठिन हो जाता है।
* फ्री रेडिकल एडिशन पोलीमराइजेशन की अत्यधिक [[एक्ज़ोथिर्मिक]] प्रकृति से हीट ट्रांसफर की समस्या बढ़ जाती है।
* मुक्त मौलिक बहुलकीकरण की अत्यधिक [[एक्ज़ोथिर्मिक|ऊष्माक्षेपी]] प्रकृति से ऊष्मा स्थानांतरण की समस्या बढ़ जाती है।
* उच्च चिपचिपाहट और अच्छे गर्मी हस्तांतरण की कमी के कारण व्यापक आणविक भार वितरण के साथ पोलीमराइजेशन प्राप्त होता है।
* उच्च चिपचिपाहट और अच्छे गर्मी हस्तांतरण की कमी के कारण व्यापक आणविक भार वितरण के साथ बहुलकीकरण प्राप्त होता है।
* बहुत उच्च आणविक भार प्राप्त होते हैं।
* बहुत उच्च आणविक भार प्राप्त होता है।
* जेल प्रभाव।
* जेल प्रभाव।
बल्क पोलीमराइज़ेशन के नुकसान को कम करने के लिए, प्रक्रिया को एक घोल में किया जा सकता है। इसे [[समाधान पोलीमराइजेशन]] के रूप में जाना जाता है।<ref>Daniel U. Witte, Prediction of Mass Transport of Solvent / Polymer Systems in High Volume Kneader Reactors at Finite Solvent Concentrations, 2009</ref>
विस्तृत बहुलकीकरण के नुकसान को कम करने के लिए, प्रक्रिया को एक मिश्रण में किया जा सकता है। इसे [[समाधान पोलीमराइजेशन|समाधान बहुलकीकरण]] के रूप में जाना जाता है।<ref>Daniel U. Witte, Prediction of Mass Transport of Solvent / Polymer Systems in High Volume Kneader Reactors at Finite Solvent Concentrations, 2009</ref>
 
 
== वर्गीकरण ==
== वर्गीकरण ==
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=== स्थिर विस्तृत बहुलकीकरण ===
 
इस प्रकार के विस्तृत बहुलकीकरण में कोई उत्तेजना नहीं होती है। यह अधिकांशतः क्रॉस-श्रंखला और [[थर्मोसेटिंग पॉलिमर]] को संश्लेषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। प्रणाली की सुप्त प्रकृति के कारण,[[ स्वतः त्वरण ]]प्रभाव महत्वपूर्ण रूप से उपस्थित होता है, जो बदले में लंबी श्रृंखला और कठिन सामग्री की ओर ले जाता है। इस प्रकार के बहुलकीकरण के प्रमुख नुकसान में मोनोमर बॉयल-ऑफ और सभी मोनोमर्स को परिवर्तित करने में असमर्थता के कारण फंसे हुए बुलबुले (या वॉयड्स) सम्मलित होते है।
=== शांत थोक पोलीमराइज़ेशन ===
इस प्रकार के बल्क पोलीमराइज़ेशन में कोई हलचल नहीं होती है। यह अक्सर [[ पार लिंक ]] | क्रॉस-लिंक्ड और [[थर्मोसेटिंग पॉलिमर]] पॉलिमर को संश्लेषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। सिस्टम की सुप्त प्रकृति के कारण, [[ स्वतः त्वरण ]] महत्वपूर्ण रूप से मौजूद है, जो बदले में लंबी श्रृंखला और कठिन सामग्री की ओर ले जाता है। इस प्रकार के पोलीमराइज़ेशन के प्रमुख नुकसान में मोनोमर बॉयल-ऑफ और सभी मोनोमर्स को परिवर्तित करने में असमर्थता के कारण फंसे हुए बुलबुले (या वॉयड्स) शामिल हैं।


=== उत्तेजित बल्क पोलीमराइज़ेशन ===
=== उत्तेजित विस्तृत बहुलकीकरण ===
इस प्रकार के पोलीमराइज़ेशन में मोनोमर की लगातार सरगर्मी होती है। पॉलिमर की चिपचिपाहट के आधार पर रिएक्टरों के बहुत विशिष्ट डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है। कुछ अनुप्रयोगों में, पूर्ण बहुलक पिघल को रिएक्टर से गियर पंप का उपयोग करके या मध्यम बाहरी दबाव लागू करके स्थानांतरित किया जाता है। यह विलयन पोलीमराइज़ेशन से इस तरह भिन्न है कि मोनोमर स्वयं एक विलायक के रूप में कार्य करता है।
इस प्रकार के बहुलकीकरण में मोनोमर लगातार उत्तेजक होता है। पॉलिमर की चिपचिपाहट के आधार पर प्रतिघातक के बहुत विशिष्ट डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है। कुछ अनुप्रयोगों में, पूर्ण बहुलक मिश्रण को प्रतिघातक से गियर पंप का उपयोग करके या मध्यम बाहरी दबाव लागू करके स्थानांतरित किया जाता है। यह विलयन बहुलकीकरण से इस तरह भिन्न होते है कि मोनोमर स्वयं एक विलायक के रूप में कार्य करता है।


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 01:11, 12 June 2023

तरल अवस्था में शुद्ध मोनोमर में घुलनशील मौलिक सर्जक जोड़कर विस्तृत बहुलकीकरण या द्रव्यमान बहुलकीकरण किया जाता है। आरंभकर्ता को मोनोमर में मिश्रित किया जाता है। फिर प्रतिक्रिया गर्म करने या विकिरण के संपर्क में आने से प्रारंभ होती है। जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, मिश्रण अधिक मोटा होता जाता है। प्रतिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है और आणविक द्रव्यमान की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न होती है।

विस्तृत बहुलकीकरण किसी भी विलायक या फैलाव की अनुपस्थिति में किया जाता है और इस प्रकार यह सूत्रीकरण की स्थिति में सबसे सरल होता है। इसका उपयोग अधिकांश स्टेप-ग्रोथ पॉलिमर और कई प्रकार के श्रंखला-ग्रोथ पॉलिमर के लिए किया जाता है। श्रृंखला-वृद्धि प्रतिक्रियाओं की स्थिति में, जो सामान्यतः ऊष्माक्षेपी होते है, विकसित गर्मी प्रतिक्रिया को बहुत जोरदार और नियंत्रित करने में मुश्किल हो सकती है जब तक कि कुशल शीतलन का उपयोग नहीं किया जाता है।

फायदे और नुकसान

विस्तृत बहुलकीकरण के अन्य विधियों की तुलना में कई फायदे होते है, ये फायदे है:[1]

  • प्रणाली सरल है और ऊष्मीय पृथक्कर्ण की आवश्यकता होती है।
  • प्राप्त बहुलक शुद्ध होता है।
  • बड़ी कास्टिंग सीधे तैयार कीये जा सकते है।
  • आणविक भार वितरण को आसानी से बदला जा सकता है
  • प्राप्त उत्पाद में उच्च प्रकाशिक स्पष्टता होती है

नुकसान:[1]* अभिक्रिया द्रव्यमान की श्यानता बढ़ने पर ऊष्मा का स्थानांतरण और मिश्रण कठिन हो जाता है।

  • मुक्त मौलिक बहुलकीकरण की अत्यधिक ऊष्माक्षेपी प्रकृति से ऊष्मा स्थानांतरण की समस्या बढ़ जाती है।
  • उच्च चिपचिपाहट और अच्छे गर्मी हस्तांतरण की कमी के कारण व्यापक आणविक भार वितरण के साथ बहुलकीकरण प्राप्त होता है।
  • बहुत उच्च आणविक भार प्राप्त होता है।
  • जेल प्रभाव।

विस्तृत बहुलकीकरण के नुकसान को कम करने के लिए, प्रक्रिया को एक मिश्रण में किया जा सकता है। इसे समाधान बहुलकीकरण के रूप में जाना जाता है।[2]

वर्गीकरण

विस्तृत बहुलकीकरण के दो मुख्य प्रकार होते है:[3]

स्थिर विस्तृत बहुलकीकरण

इस प्रकार के विस्तृत बहुलकीकरण में कोई उत्तेजना नहीं होती है। यह अधिकांशतः क्रॉस-श्रंखला और थर्मोसेटिंग पॉलिमर को संश्लेषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। प्रणाली की सुप्त प्रकृति के कारण,स्वतः त्वरण प्रभाव महत्वपूर्ण रूप से उपस्थित होता है, जो बदले में लंबी श्रृंखला और कठिन सामग्री की ओर ले जाता है। इस प्रकार के बहुलकीकरण के प्रमुख नुकसान में मोनोमर बॉयल-ऑफ और सभी मोनोमर्स को परिवर्तित करने में असमर्थता के कारण फंसे हुए बुलबुले (या वॉयड्स) सम्मलित होते है।

उत्तेजित विस्तृत बहुलकीकरण

इस प्रकार के बहुलकीकरण में मोनोमर लगातार उत्तेजक होता है। पॉलिमर की चिपचिपाहट के आधार पर प्रतिघातक के बहुत विशिष्ट डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है। कुछ अनुप्रयोगों में, पूर्ण बहुलक मिश्रण को प्रतिघातक से गियर पंप का उपयोग करके या मध्यम बाहरी दबाव लागू करके स्थानांतरित किया जाता है। यह विलयन बहुलकीकरण से इस तरह भिन्न होते है कि मोनोमर स्वयं एक विलायक के रूप में कार्य करता है।

संदर्भ

  1. 1.0 1.1 Abdullah Youssef, Abdal-Rhman. (2019). Solution & Bulk polymerization. 10.13140/RG.2.2.16472.96001/2.
  2. Daniel U. Witte, Prediction of Mass Transport of Solvent / Polymer Systems in High Volume Kneader Reactors at Finite Solvent Concentrations, 2009
  3. Rodriguez, Christopher. पॉलिमर सिस्टम के सिद्धांत. CRC Press. ISBN 978-1-4822-2379-8.