पॉलिएस्टर राल

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पॉलिएस्टर राल ऐसा सिंथेटिक राल हैं, जो डिबासिक अम्ल कार्बनिक अम्ल और पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल की प्रतिक्रिया से निर्मित होते हैं। मलिक एनहाइड्राइड असंतृप्त बॉन्ड के पॉलिएस्टर राल में डायसिड कार्यक्षमता के साथ सामान्यतः उपयोग किये जाने वाले कच्चे माल होते है।[1] असंतृप्त पॉलिएस्टर राल का उपयोग शीट मोल्डिंग यौगिक, थोक मोल्डिंग यौगिक और लेज़र प्रिंटर के टोनर में किया जाता है। फाइबरग्लास के साथ प्रबलित पॉलिएस्टर राल से निर्मित दीवार पैनल तथाकथित शीशे रेशा प्रबलित प्लास्टिक (एफआरपी) सामान्यतः रेस्तरां, रसोई, टॉयलेट और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जिन्हें धोने योग्य निम्न सुरक्षित दीवारों की आवश्यकता होती है। वे स्थानिक पाइप अनुप्रयोगों में बड़े स्तर पर उपयोग किए जाते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में परिवहन विभाग भी उन्हें सड़कों और पुलों पर ओवरले के रूप में उपयोग के लिए निर्दिष्ट करते हैं। इस उपयोग में पॉलिएस्टर कंक्रीट ओवरले के रूप में होता है। ये सामान्यतः आइसोफथलिक अम्ल पर आधारित होते हैं, और उच्च स्तर पर स्टाइरीन के साथ सामान्यतः 50% तक विभक्त किये जाते हैं।[2] पॉलिएस्टर का उपयोग एंकर बोल्ट लगाने में भी किया जाता है, चूँकि इपोक्सी आधारित सामग्री का भी उपयोग किया जाता है।[3] अनेक कंपनियों ने मुख्य रूप से गंध के विषयों के कारण स्टाइलिन मुक्त प्रणाली प्रस्तुत करना निरंतर किया है, किन्तु यह भी विचार का विषय है कि स्टाइलिन संभावित कार्सिनोजेन होते है। पीने के द्रव के अनुप्रयोग भी स्टाइरीन मुक्त होते हैं। अधिकांश पॉलिएस्टर राल चिपचिपे, हल्के रंग के तरल पदार्थ होते हैं, जिनमें प्रतिक्रियाशील मंदक में पॉलिएस्टर के विलयन होते है, जो सामान्यतः स्टाइरीन होते है,[4] किन्तु इसमें 4-विनाइलटोलुइन और विभिन्न एक्रिलाट भी सम्मिलित हो सकते हैं।[5][6]

असंतृप्त पॉलिएस्टर

असंतृप्त पॉलीस्टर पॉलीओल्स (पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के रूप में भी विदित है) और कुछ स्थितियों में संतृप्त डिबासिक अम्ल के साथ अनेक अल्कोहल या हाइड्रॉक्सी कार्यात्मक समूहों के साथ कार्बनिक यौगिकों की प्रतिक्रिया से निर्मित होने वाले संघनन पॉलिमर होते हैं। उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट पॉलीओल्स इथाइलीन ग्लाइकॉल, [[प्रोपलीन ग्लाइकॉल्स]] और डाएइथाईलीन ग्लाइकोल आदि होते हैं; उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट अम्ल थैलिक अम्ल, आइसोफथलिक अम्ल, टेरेफ्थेलिक अम्ल और मेनिक एनहाइड्राइड होते हैं। द्रव, एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं का संघनन उपोत्पाद, आसवन द्वारा पृथक कर दिया जाता है, जिससे प्रतिक्रिया को ले चैटलियर के सिद्धांत के माध्यम से पूर्ण करने के लिए प्रेरित करता है। असंतृप्त पॉलीस्टर सामान्यतः भागों के निर्माताओं को प्रतिक्रियाशील मंदक में राल के समाधान के रूप में विक्रय किये जाते हैं; स्टाइरीन सामान्य मंदक और उद्योग मानक होते है। मंदक, राल की चिपचिपाहट पर नियंत्रण की अनुमति देते है, और चिकित्सा प्रतिक्रिया में भी सम्मिलित होते है। प्रारंभिक तरल, राल को क्रॉस-लिंकिंग चेन द्वारा ठोस में परिवर्तित किया जाता है। यह असंतृप्त बांडों पर मुक्त कणों का निर्माण करके किया जाता है, जो आसन्न अणुओं में अन्य असंतृप्त बांडों की श्रृंखला प्रतिक्रिया में विस्तारित होते है, और उन्हें प्रक्रिया में सम्मिलित करते है। असंतृप्ति सामान्यतः बहुलक श्रृंखला के साथ मैलेट और फ्यूमरेट प्रजातियों के रूप में होती है। मैलेट फ्यूमरेट सामान्यतः कट्टरपंथी प्रतिक्रियाओं के माध्यम से स्वयं पोलीमराइज़ नहीं करते है, किन्तु स्टाइरीन के साथ सरलता से प्रतिक्रिया करते है। मैलिक एनहाइड्राइड और स्टाइरीन, कॉपोलिमर प्रतिक्रियाशीलता अनुपात निर्मित करने के लिए होते है, और वास्तव में इस घटना का पाठ्यपुस्तक में विषय है। यह कारण है, कि 1986 के कैलिफ़ोर्निया प्रस्ताव 65 में सामग्री को विस्थापित करने के बढ़ते प्रयासों के अतिरिक्त, असंतृप्त पॉलिएस्टर राल के लिए उद्योग मानक प्रतिक्रियाशील तनुकारक के रूप में स्टाइरीन को बाजार में विस्थापित करना कठिन होता है। प्रारंभिक मुक्त कणों को प्रेरित किया जाता है, जो यौगिक जोड़कर मुक्त कणों में सरलता से विघटित हो जाता है। इस यौगिक को उत्प्रेरक के रूप में जाना जाता है I[7] उद्योग के अंदर, किन्तु कट्टरपंथी आरंभकर्ता अधिक उपयुक्त शब्द है। ट्रांज़िशन मेटल साल्ट को सामान्यतः चेन-ग्रोथ क्रॉसलिंकिंग अभिक्रिया के उत्प्रेरक के रूप में जोड़ा जाता है, और उद्योग में इस प्रकार के एडिटिव, प्रमोटर के रूप में होते है; प्रवर्तक को सामान्यतः कट्टरपंथी सर्जक की बॉन्ड-पृथक्करण ऊर्जा को मंद करने के लिए प्रयोग किया जाता है। कोबाल्ट लवण उपयोग किए जाने वाले सामान्य प्रकार के प्रोत्साहक हैं। उपयोग किए जाने वाले सामान्य रेडिकल इनिशियेटर कार्बनिक पेरोक्साइड हैं, जैसे कि बेंज़ोइल पेरोक्साइड या मिथाइल एथिल कीटोन पेरोक्साइड होते है I[8] पॉलिएस्टर राल थर्मोसेट लिंकिंग हैं, और अन्य राल के साथ एक्सोथर्मिक रूप से उपस्थित उत्प्रेरक के साथ अत्यधिक सर्जक का उपयोग करते है I इसलिए चिकित्सा की प्रक्रिया के समय प्रज्वलन का कारण बन सकते है। अत्यधिक उत्प्रेरक के कारण भी उत्पाद विभक्त हो सकते है, या रबड़ जैसा पदार्थ बन सकते है।

असंतृप्त पॉलीस्टर का उपयोग अनेक भिन्न -भिन्न औद्योगिक रूप से प्रासंगिक बाजारों में किया जाता है, किन्तु सामान्य रूप से विभिन्न प्रकार की समग्र सामग्री के लिए मैट्रिक्स सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। ग्लास फाइबर-प्रबलित कंपोजिट में बड़े खंड सम्मिलित है, जिसमें यूपीआर का उपयोग किया जाता है, और इसे शीट मोल्डिंग कंपाउंड, बल्क मोल्डिंग कंपाउंड, पल्ट्रुजन, क्योर-इन-प्लेस पाइप, तंतु वक्र, वैक्यूम बैग मोल्डिंग के माध्यम से संसाधित किया जा सकता है। शीशे रेशा स्प्रे ले-अप प्रक्रिया, आटोक्लेव समग्र निर्माण से बाहर राल ट्रांसफर मोल्डिंग आरटीएम, राल ट्रांसफर मोल्डिंग पवन टर्बाइन ब्लेड भी उनका उपयोग करते हैं I[9] साथ ही अनेक और प्रक्रियाएं यूपीआर का उपयोग गैर-प्रबलित अनुप्रयोगों में भी किया जाता है, जिसके सामान्य उदाहरण जेल कोट, शर्ट बटन, भूमिगत खनन, माइन-बोल्ट बॉलिंग बॉल कोर, बहुलक कंक्रीट, और इंजीनियर्ड स्टोन सुसंस्कृत संगमरमर हैं।[10]

रसायन विज्ञान

डीएमएए उत्प्रेरित आइसोमेराइजेशन के लिए मैलेट से फ्यूमरेट के लिए यह तंत्र है।
डीसीपीडी राल का उदाहरण यह है I
नादिक का उदाहरण यह है I

कार्बनिक रसायन विज्ञान में एस्टर कार्बोज़ाइलिक अम्ल, अल्कोहल के संघनन उत्पाद के रूप में निर्मित होते है, जिसमें द्रव घनीभूत उपोत्पाद के रूप में निर्मित होते है। एसाइल हलाइड और अल्कोहल के साथ एस्टर का उत्पादन भी किया जा सकता है, इस स्थिति में घनीभूत उप-उत्पाद हाइड्रोजन हलाइड होते है।

पॉलीस्टर, पॉलिमर की श्रेणी है, जिसमें एस्टर के कार्यक्षमता की मुख्य श्रृंखला के अंदर आवृति होती है। पॉलीस्टर स्टेप-ग्रोथ पोलीमराइजेशन का उत्कृष्ट उदाहरण हैं। स्टेप-ग्रोथ पॉलीमर, जिसमें निष्क्रिय अम्ल या एसाइल हैलाइड की निष्क्रिय अल्कोहल के साथ प्रतिक्रिया होती है। पॉलिएस्टर का व्यावसायिक रूप से संतृप्त और असंतृप्त राल दोनों के रूप में उत्पादन किया जाता है। सामान्य और उच्चतम मात्रा में उत्पादित पॉलिएस्टर पॉलीथीन टैरीपिथालेट होती है I पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट, जो संतृप्त पॉलिएस्टर का उदाहरण है, और कपड़े, कालीन, भोजन, तरल कंटेनर (जैसे द्रव/सोडा की बोतलें), साथ ही फिल्मों के लिए फाइबर जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग होते है।[11] असंतृप्त पॉलिएस्टर रसायन विज्ञान में, स्थल श्रृंखला के साथ उपस्थित होते हैं I सामान्यतः मेनिक एनहाइड्राइड को सम्मिलित करके, किन्तु मैलिक अम्ल और फ्यूमरिक अम्ल का भी उपयोग किया जाता है। मैलिक अम्ल और फ्यूमरिक अम्ल आइसोमर्स हैं, जहां मैलिक सिस-आइसोमर है, और फ्यूमरिक ट्रांस-आइसोमर है। इन दो अणुओं के एस्टर रूप क्रमशः मैलेट और फ्यूमरेट होते हैं। यूपीआर प्रक्रिया करते समय फ्यूमरेट फॉर्म, स्टाइरीन रेडिकल के साथ अधिक तीव्रता से प्रतिक्रिया करते है, इसलिए एन, एन-डाइमिथाइलसेटोएसेटामाइड जैसे आइसोमराइज़ेशन उत्प्रेरक, प्रायः संश्लेषण प्रक्रिया में नियोजित होते हैं, जो मैलेट को फ्यूमरेट में परिवर्तित करते हैं I प्रतिक्रिया समय और तापमान में वृद्धि के साथ आइसोमेराइजेशन को भी प्रोत्साहित किया जा सकता है। यूपीआर उद्योग के अंदर, राल का वर्गीकरण सामान्यतः प्राथमिक संतृप्त अम्ल पर आधारित होता है। उदाहरण के लिए, मुख्य रूप से टेरेफथलिक अम्ल युक्त राल, टेरे राल के रूप में होते है, मुख्य रूप से थैलिक एनहाइड्राइड युक्त राल, ऑर्थो राल के रूप होते है, और मुख्य रूप से आइसोफथलिक अम्ल युक्त राल, को आइसो राल के रूप में होते है। डायसाइक्लोपेंटैडिएन भी सामान्य यूपीआर कच्चा माल होते है, और इन्हे दो भिन्न -भिन्न प्रकारो से सम्मिलित किया जा सकता है। प्रक्रिया में, डीसीपीडी को साइक्लोपेंटैडिएन निर्मित करने के लिए सीटू में क्रैक किया जाता है, जिसमे डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया के माध्यम से बहुलक श्रृंखला और फ्यूमरेट समूहों के साथ प्रतिक्रिया की जा सकती है। डीसीपीडी को कच्चे माल की निम्न मूल्य के साथ और ऑर्थो राल के अनेक समान गुणों को वितरित करने के कारण इस प्रकार के राल को नादिक राल के रूप में जाना जाता है, और इसे गरीब आदमी के ऑर्थो के रूप में जाना जाता है। अन्य प्रक्रिया में, मेनिक एनहाइड्राइड को प्रथम द्रव या अन्य अल्कोहल के साथ मैलिक अम्ल निर्मित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, और डीसीपीडी के साथ प्रतिक्रिया की जाती है, जहां मैलिक अम्ल से अल्कोहल डीसीपीडी के दोहरे बंधनों में से एक बंधन में प्रतिक्रिया करता है। इस उत्पाद का उपयोग यूपीआर राल को समाप्त करने के लिए किया जाता है I जो अंत-समूहों पर असंतोष के साथ उत्पाद उत्पन्न करते है। इस प्रकार के राल को डीसीपीडी राल कहते है।

ऑर्थो राल में यूपीआर के सामान्य प्रकार सम्मिलित होते है, और अनेक सामान्य प्रयोजन राल के रूप में होते है। ऑर्थो राल का उपयोग करने वाले एफआरपी कंपोजिट बोट हल्स, बाथ वेयर और बॉलिंग बॉल कोर जैसे अनुप्रयोगों में पाए जाते हैं।

आइसोफैलिक अम्ल की अपेक्षाकृत उच्च मूल्य के साथ-साथ उनके निकट उपस्थित उत्तम गुणों के कारण आइसो राल सामान्यतः यूपीआर उत्पादों के उच्च अंत पर होते हैं। आईएसओ राल जेल कोट अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले प्राथमिक प्रकार के राल होते हैं, जो पेंट के समान होते हैं, किन्तु एफआरपी के भाग पर कोटिंग त्याग करने से पूर्व मोल्ड में छिड़काव किया जाता है। जेल कोट राल का रंग निम्न (लगभग स्पष्ट) होना चाहिए जिससे भाग को अतिरिक्त रंग न दिया जा सके या जिससे उन्हें उचित रूप से रंगा जा सके। जेल कोट में यूवी-अपक्षय और द्रव के ब्लिस्टरिंग के लिए भी दृढ़ प्रतिरोध होना चाहिए।

जब उच्च मापांक और शक्ति वांछित होती है, तो टेरे राल का उपयोग प्रायः किया जाता है, किन्तु आइसो राल के निम्न रंग गुण आवश्यक नहीं होते हैं। टेरेफथलिक अम्ल सामान्यतः आइसोफथलिक अम्ल की तुलना में निम्न मूल्य के होते है, किन्तु दोनों यूपीआर उत्पाद को समान शक्ति विशेषताएँ देते हैं। टेरे राल का विशेष उप-समूह उपस्थित है, जिसे पीईटी यूपीआर राल के रूप में जाना जाता है, जो रिएक्टर में पीईटी राल को कैटेलिटिक रूप से क्रैक करके टेरेफथलिक अम्ल और एथिलीन ग्लाइकॉल के मिश्रण का उत्पादन करते है। अतिरिक्त अम्ल और ग्लाइकोल को मैलिक एनहाइड्राइड के साथ जोड़ा जाता है, और नये बहुलक निर्मित किये जाते है। अंतिम उत्पाद कार्यात्मक रूप से टेरे राल के समान है, किन्तु प्रायः निर्माण का मूल्य निम्न हो सकता है, क्योंकि स्क्रैप पीईटी को निम्न मूल्य में प्राप्त किया जा सकता है। यदि ग्लाइकोल-संशोधित पीईटी का उपयोग किया जाता है, तो पीईटी-जी उत्पादन में उपयोग की जाने वाली कुछ विदेशी सामग्रियों के कारण राल को असाधारण गुण प्रदान किए जा सकते हैं। टेरे और पीईटी-यूपीआर राल का उपयोग अनेक अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें क्योर-इन-प्लेस पाइप भी सम्मिलित है।[12]

जैव-निम्नीकरण

लाइकेन पॉलिएस्टर राल को खराब करने के लिए दिखाए गये है, जैसा कि रोमन शहर बालो क्लाउडिया स्पेन में पुरातात्विक स्थलों में देखे जा सकते है।[13]

लाभ

पॉलिएस्टर राल निम्नलिखित लाभ प्रदान करते है:

  1. द्रव और विभिन्न प्रकार के रसायनों के लिए पर्याप्त प्रतिरोध प्रदान करते है।
  2. अपक्षय और उम्र बढ़ने के लिए पर्याप्त प्रतिरोध प्रदान करते है।
  3. कम मूल्य प्रदान करते है।
  4. पॉलिएस्टर 80 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकते हैं।
  5. पॉलिएस्टर में ग्लास फाइबर के लिए उत्तम गीलापन होता है।
  6. निर्मित करते समय अपेक्षाकृत निम्न संकुचन 4-8% के मध्य होता है।
  7. रैखिक थर्मल विस्तार 100–200 x 10−6 K−1 तक होता है I

हानि

पॉलिएस्टर राल की निम्नलिखित हानि हैं:

  1. तीव्र स्टाइरीन गंध उत्पन्न होती है I
  2. अन्य राल की तुलना में मिश्रित करना अधिक कठिन होता है, जैसे कि दो-भाग एपॉक्सी का मिश्रण करना कठिन होता है I
  3. यदि उचित सुरक्षा का उपयोग नहीं किया जाता है, तो इसका धुँआ और विशेष रूप से उत्प्रेरक, एमईकेपी की हानिकारक प्रकृति, सुरक्षा विपत्ति उत्पन्न करती है I
  4. अनेक सबस्ट्रेट्स को जोड़ने के लिए उपयुक्त नहीं होती है I
  5. सम्पूर्ण प्रतिक्रिया, एपॉक्सी राल की समान मात्रा की तुलना में अधिक अशक्त होती है I

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Lewarchik, Ron (2022-09-14). "कोटिंग्स के लिए कार्यात्मक पॉलिएस्टर रेजिन". Prospector Knowledge Center (in English). Retrieved 2022-09-21.
  2. ↑ "8-5 Overlays on Existing Bridge Decks" (PDF).
  3. ↑ "2K Polymer Systems Ltd: Bonded Anchors: P - Polyester". www.2kps.net (in British English). Retrieved 2018-04-05.
  4. ↑ "पॉलिएस्टर रेजिन". Retrieved 2019-08-19.
  5. ↑ Joanna Klein Nagelvoort (2009). "ट्यूब, टैंक और वेसल्स की (पुन) लाइनिंग के लिए उपयुक्त राल संरचना". EP 2097369 B1. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
  6. ↑ US20210380744A1, Miller, Gregory C.; Moore, William & Kinnin, Lucian A. et al., "पीने योग्य पानी के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त गैर-लीचिंग स्टाइरीन-मुक्त इलाज-इन-प्लेस पाइप प्रणाली", issued 2021-12-09 
  7. ↑ Erik Lokensgard (19 January 2016). Industrial Plastics: Theory and Applications. ISBN 978-1305855687.
  8. ↑ Weatherhead, R. G. (1980), Weatherhead, R. G. (ed.), "Catalysts, Accelerators and Inhibitors for Unsaturated Polyester Resins", FRP Technology: Fibre Reinforced Resin Systems (in English), Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 204–239, doi:10.1007/978-94-009-8721-0_10, ISBN 978-94-009-8721-0, retrieved 2021-05-15
  9. ↑ Brøndsted, Povl; Lilholt, Hans; Lystrup, Aage (2005-08-04). "पवन ऊर्जा टर्बाइन ब्लेड के लिए समग्र सामग्री". Annual Review of Materials Research. 35 (1): 505–538. doi:10.1146/annurev.matsci.35.100303.110641. ISSN 1531-7331. S2CID 15095678.
  10. ↑ "Trusted Solutions | AOC".
  11. ↑ Fred W. Billmeyer, Jr. (1962). पॉलिमर विज्ञान की पाठ्यपुस्तक.
  12. ↑ Johan Bjorksten; Henry Tovey; Betty Harker; James Henning (1956). पॉलिएस्टर और उनके अनुप्रयोग.
  13. ↑ Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini (2008). "सूक्ष्मजीव हमारी सांस्कृतिक विरासत का प्रतिनिधित्व करने वाली वस्तुओं में सिंथेटिक पॉलिमर पर हमला करते हैं". Applied and Environmental Microbiology. 74 (3): 564–9. Bibcode:2008ApEnM..74..564C. doi:10.1128/AEM.01768-07. PMC 2227722. PMID 18065627.
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