یونٹ 15 پولیمرز-حذف شدہ

کیا آپ سمجھتے ہیں کہ پولیمرز کی دریافت اور ان کی مختلف اقسام کے استعمال کے بغیر روزمرہ کی زندگی آسان اور رنگین ہو سکتی تھی؟ پلاسٹک بالٹیوں، کپ اور پلیٹوں، بچوں کے کھلونوں، پیکیجنگ بیگز، مصنوعی کپڑوں کی مواد، آٹوموبائل ٹائر، گیئرز اور سیل، بجلی کے موصل مواد اور مشین کے پرزوں کی تیاری میں پولیمرز کے استعمال نے روزمرہ کی زندگی کے ساتھ ساتھ صنعتی منظرنامے کو بھی مکمل طور پر بدل دیا ہے۔ درحقیق، پولیمرز چار بڑی صنعتوں یعنی پلاسٹک، ایلاسٹومرز، فائبرز اور پینٹس اور وارنشز کی ریڑھ کی ہڈی ہیں۔

لفظ ‘پولیمر’ دو یونانی الفاظ سے ماخوذ ہے: poly کا مطلب بہت سے اور mer کا مطلب اکائی یا حصہ ہے۔ پولیمر کی تعریف بہت بڑے مالیکیولز کے طور پر کی گئی ہے جن میں اعلیٰ مالیکیولر وزن $\left(10^{3}-10^{7} \mathrm{u}\right)$ ہوتا ہے۔ ان کو میکرو مالیکیولز بھی کہا جاتا ہے، جو بڑے پیمانے پر دہرنے والے ساختی یونٹس کو جوڑ کر بنتے ہیں۔ یہ دہرنے والے ساختی یونٹس کچھ سادہ اور ری ایکٹو مالیکیولز سے حاصل کیے جاتے ہیں جنہیں مونومرز کہا جاتا ہے اور یہ ایک دوسرے سے کوویلنٹ بانڈز کے ذریعے جڑے ہوتے ہیں۔ مونومرز سے پولیمرز کی تشکیل کے عمل کو پولیمرائزیشن کہا جاتا ہے۔

15.1 پولیمرز کی درجہ بندی#

پولیمرز کی درجہ بندی کے کئی طریقے ہیں جو کچھ خاص عوامل پر مبنی ہوتے ہیں۔ پولیمرز کی ایک عام درجہ بندی اس ماخذ پر مبنی ہوتی ہے جس سے پولیمر حاصل کیا جاتا ہے۔

اس قسم کی درجہ بندی میں تین ذیلی اقسام ہیں۔

1. قدرتی پولیمرز

یہ پولیمرز پودوں اور جانوروں میں پائے جاتے ہیں۔ مثالیں پروٹین، سیلولوز، نشاستہ، کچھ رال اور ربڑ ہیں۔

2. نیم مصنوعی پولیمرز

سیلولوز کے مشتقات جیسے سیلولوز ایسیٹیٹ (ریون) اور سیلولوز نائٹریٹ وغیرہ اس ذیلی قسم کی عام مثالیں ہیں۔

3. مصنوعی پولیمرز

مصنوعی پولیمرز کی ایک قسم جیسے پلاسٹک (پولیتھین)، مصنوعی فائبرز (نایلون 6,6) اور مصنوعی ربڑ (بونا - S) روزمرہ کی زندگی میں اور صنعت میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے انسان ساختہ پولیمرز کی مثالیں ہیں۔

پولیمرز کو ان کی ساخت، مالیکیولر قوتوں یا پولیمرائزیشن کے طریقوں کی بنیاد پر بھی درجہ بند کیا جا سکتا ہے۔

15.2 پولیمرائزیشن ری ایکشنز کی اقسام#

پولیمرائزیشن ری ایکشنز کی دو وسیع اقسام ہیں، یعنی ایڈیشن یا چین گروتھ پولیمرائزیشن اور کنڈینسیشن یا سٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن۔

15.2.1 ایڈیشن پولیمرائزیشن یا چین گروتھ پولیمرائزیشن#

اس قسم کی پولیمرائزیشن میں ایک ہی مونومر یا مختلف مونومرز کے مالیکیولز بڑے پیمانے پر شامل ہو کر ایک پولیمر تشکیل دیتے ہیں۔ استعمال ہونے والے مونومرز غیر سیر شدہ مرکبات ہوتے ہیں، مثلاً الکینز، الکاڈائینز اور ان کے مشتقات۔ یہ پولیمرائزیشن کا طریقہ کار زنجیر کی لمبائی میں اضافہ کرتا ہے اور زنجیر کی نشوونما فری ریڈیکلز یا آئنک اقسام کی تشکیل کے ذریعے ہو سکتی ہے۔ تاہم، فری ریڈیکل کے زیر اثر ایڈیشن یا چین گروتھ پولیمرائزیشن سب سے عام طریقہ کار ہے۔

15.2.1.1 ایڈیشن پولیمرائزیشن کا میکانزم#

1. فری ریڈیکل میکانزم

الکینز یا ڈائینز اور ان کے مشتقات کی ایک قسم کو فری ریڈیکل پیدا کرنے والے انیشی ایٹر (کاٹلیسٹ) جیسے بینزوئل پیر آکسائیڈ، ایسیٹائل پیر آکسائیڈ، ٹرٹ-بٹائل پیر آکسائیڈ وغیرہ کی موجودگی میں پولیمرائز کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایتھین سے پولیتھین کی پولیمرائزیشن میں ایتھین اور تھوڑی مقدار میں بینزوئل پیر آکسائیڈ انیشی ایٹر کے مرکب کو حرارت دینا یا روشنی میں رکھنا شامل ہے۔ یہ عمل فینائل فری ریڈیکل سے شروع ہوتا ہے جو پیر آکسائیڈ سے ایتھین کے ڈبل بانڈ میں شامل ہو کر ایک نیا اور بڑا فری ریڈیکل پیدا کرتا ہے۔ یہ مرحلہ چین شروع کرنے کا مرحلہ کہلاتا ہے۔ جیسے ہی یہ ریڈیکل ایتھین کے ایک اور مالیکیول کے ساتھ ری ایکٹ کرتا ہے، ایک اور بڑے سائز کا ریڈیکل تشکیل پاتا ہے۔ اس ترتیب کی تکرار نئے اور بڑے ریڈیکلز کے ساتھ عمل کو آگے بڑھاتی ہے اور یہ مرحلہ چین پھیلانے کا مرحلہ کہلاتا ہے۔ آخرکار، کسی مرحلے پر بننے والا پروڈکٹ ریڈیکل کسی اور ریڈیکل کے ساتھ ری ایکٹ کر کے پولیمرائزڈ پروڈکٹ تشکیل دیتا ہے۔ یہ مرحلہ چین ختم کرنے کا مرحلہ کہلاتا ہے۔ پولیتھین کی تشکیل میں شامل مراحل کی ترتیب درج ذیل ہے:

چین شروع کرنے کے مراحل

چین پھیلانا

$$ \begin{aligned} \mathrm{C_6} \mathrm{H_5}-\mathrm{CH_2}-\dot{\mathrm{C}} \mathrm{H_2}+\mathrm{CH_2}=\mathrm{CH_2} \longrightarrow & \mathrm{C_6} \mathrm{H_5}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}-\dot{\mathrm{C}} \mathrm{H_2} \\ & \\ & \mathrm{C_6} \mathrm{H_5}+\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_2}+{ _\mathrm{n}} \mathrm{CH_2}-\dot{\mathrm{C}} \mathrm{H_2} \end{aligned} $$

چین ختم کرنے کا مرحلہ

لمبی زنجیر کو ختم کرنے کے لیے، یہ فری ریڈیکلز مختلف طریقوں سے مل کر پولیتھین تشکیل دے سکتے ہیں۔ زنجیر کو ختم کرنے کا ایک طریقہ درج ذیل ہے:

ایک ہی مونومرک قسم کی پولیمرائزیشن سے بننے والے ایڈیشن پولیمرز کو ہوموپولیمرز کہا جاتا ہے، مثال کے طور پر اوپر زیر بحث پولیتھین ایک ہوموپولیمر ہے۔

دو مختلف مونومرز سے ایڈیشن پولیمرائزیشن سے بننے والے پولیمرز کو کوپولیمرز کہا جاتا ہے۔ بونا-S، جو بٹا–1، 3–ڈائین اور اسٹائیرن کی پولیمرائزیشن سے بنتا ہے، ایڈیشن پولیمرائزیشن سے بننے والے کوپولیمر کی ایک مثال ہے۔

15.2.1.2 کچھ اہم ایڈیشن پولیمرز#

(ا) پولیتھین

پولیتھینز لکیری یا ہلکی شاخوں والی لمبی زنجیری مالیکیولز ہوتے ہیں۔ یہ بار بار حرارت دینے پر نرم اور ٹھنڈا ہونے پر سخت ہو سکتے ہیں اور اس لیے تھرموپلاسٹک پولیمرز ہیں۔ پولیتھین کی دو اقسام درج ذیل ہیں:

(i) کم کثافت پولیتھین: یہ ایتھین کی پولیمرائزیشن سے 1000 سے 2000 ایٹموسفیئر کے ہائی پریشر پر اور $350 \mathrm{~K}$ سے $570 \mathrm{~K}$ کے درجہ حرارت پر ڈائی آکسیجن یا پیر آکسائیڈ انیشی ایٹر (کاٹلیسٹ) کی موجودگی میں حاصل کیا جاتا ہے۔ کم کثافت پولیتھین (LDP) فری ریڈیکل ایڈیشن اور $\mathrm{H}$-ایٹم انتقال کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔ اس میں انتہائی شاخوں والی ساخت ہوتی ہے۔ ان پولیمرز میں سیدھی زنجیر کی ساخت ہوتی ہے جس میں کچھ شاخیں ہوتی ہیں جیسا کہ نیچے دکھایا گیا ہے۔

کم کثافت پولیتھین کیمیاوی طور پر غیر فعال اور سخت لیکن لچکدار ہوتا ہے اور بجلی کا خراب موصل ہوتا ہے۔ اس لیے اس کا استعمال بجلی کی تاروں کی موصل تیاری اور سکیز بوتلوں، کھلونوں اور لچکدار پائپوں کی تیاری میں کیا جاتا ہے۔

(ii) ہائی کثافت پولیتھین: یہ ایتھین کی ایڈیشن پولیمرائزیشن سے ایک ہائیڈروکاربن سولونٹ میں $333 \mathrm{~K}$ سے $343 \mathrm{~K}$ کے درجہ حرارت پر اور 6-7 ایٹموسفیئر کے دباؤ میں ٹرائی ایتھیل ایلومینیم اور ٹیٹانیم ٹیٹراکلورائیڈ (زیگلر-ناٹا کاٹلیسٹ) جیسے کاٹلیسٹ کی موجودگی میں تشکیل پاتا ہے۔ اس طرح سے تیار ہونے والا ہائی کثافت پولیتھین (HDP) لکیری مالیکیولز پر مشتمل ہوتا ہے جیسا کہ نیچے دکھایا گیا ہے اور قریبی پیکنگ کی وجہ سے اس کی کثافت زیادہ ہوتی ہے۔ ایسے پولیمرز کو لکیری پولیمرز بھی کہا جاتا ہے۔ ہائی کثافت پولیمرز بھی کیمیاوی طور پر غیر فعال اور زیادہ سخت اور سخت ہوتے ہیں۔ اس کا استعمال بالٹیوں، ڈسٹ بنوں، بوتلوں، پائپوں وغیرہ کی تیاری میں کیا جاتا ہے۔

(ب) پولی ٹیٹرا فلوروایتھین (ٹیفلون)
ٹیفلون کو ہائی پریشر پر ٹیٹرا فلوروایتھین کو فری ریڈیکل یا پرسلفیٹ کاٹلیسٹ کے ساتھ گرم کر کے تیار کیا جاتا ہے۔ یہ کیمیاوی طور پر غیر فعال اور خوردہ ری ایجنٹس کے حملے سے مزاحم ہوتا ہے۔ اس کا استعمال آئل سیلز اور گیسکیٹس بنانے میں اور نان-سٹک سطح والی برتنوں کی کوٹنگ کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔

(ج) پولی اکریلونائٹریل
اکریلونائٹریل کی ایڈیشن پولیمرائزیشن پیر آکسائیڈ کاٹلیسٹ کی موجودگی میں پولی اکریلونائٹریل کی تشکیل کرتی ہے۔

$$ \underset{\text { Tetrafluoroethene }}{\mathrm{nCC_{2 }}=\mathrm{CF_2}} \xrightarrow[\text { High pressure }]{\text { Catalyst }} \underset{\text { Teflon }}{\left[\mathrm{CF_2}-\mathrm{CF_2}\right]_{\mathrm{n}}} $$

پولی اکریلونائٹریل کو اون کے متبادل کے طور پر کمرشل فائبرز جیسے اورلون یا اَکریلان بنانے میں استعمال کیا جاتا ہے۔

مثال 15.1

کیا $+\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH}\left(\mathrm{C_6} \mathrm{H_5}\right)+_{n}$ ایک ہوموپولیمر ہے یا کوپولیمر؟

حل

یہ ایک ہوموپولیمر ہے اور جس مونومر سے یہ حاصل کیا جاتا ہے وہ اسٹائیرن $\mathrm{C_6} \mathrm{H_5} \mathrm{CH}=\mathrm{CH_2}$ ہے۔

15.2.2 کنڈینسیشن پولیمرائزیشن یا سٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن#

یہ قسم کی پولیمرائزیشن عام طور پر دو بائی-فنکشنل یا ٹرائی فنکشنل مونو میرک یونٹس کے درمیان تکراری کنڈینسیشن ری ایکشن کو شامل کرتی ہے۔ یہ پولی کنڈینسیشن ری ایکشنز کچھ سادہ مالیکیولز جیسے پانی، الکحل، ہائیڈروجن کلورائیڈ وغیرہ کی کمی کا سبب بن سکتے ہیں، اور اعلیٰ مالیکیولر وزن کے کنڈینسیشن پولیمرز کی تشکیل کرتے ہیں۔

ان ری ایکشنز میں، ہر مرحلے کا پروڈکٹ دوبارہ ایک بائی-فنکشنل قسم ہوتا ہے اور کنڈینسیشن کا سلسلہ جاری رہتا ہے۔ چونکہ ہر مرحلہ ایک مخصوص فنکشنلائزڈ قسم پیدا کرتا ہے اور ایک دوسرے سے آزاد ہوتا ہے، اس عمل کو سٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن بھی کہا جاتا ہے۔

ایتھیلین گلائیکول اور ٹریفتھالک ایسڈ کے باہمی تعامل سے ٹریلین یا ڈیکرون کی تشکیل اس قسم کی پولیمرائزیشن کی ایک مثال ہے۔

15.2.2.1 کچھ اہم کنڈینسیشن پولیمرز#

(ا) پولی امائڈز

یہ پولیمرز امائڈ لنکجز رکھتے ہیں اور مصنوعی فائبرز کی اہم مثالیں ہیں اور انہیں نایلونز کہا جاتا ہے۔ تیار کرنے کا عمومی طریقہ ڈای امائینز کے ساتھ ڈی کاربوکسلک ایسڈز کی کنڈینسیشن پولیمرائزیشن یا امائنو ایسڈز یا ان کے لیکٹمز کی کنڈینسیشن پر مشتمل ہوتا ہے۔

نایلونز

(i) نایلون 6,6: یہ ہیکسا میتھیلین ڈای امائین کے ساتھ ایڈیپک ایسڈ کی کنڈینسیشن پولیمرائزیشن سے ہائی پریشر اور ہائی درجہ حرارت پر تیار کیا جاتا ہے۔

نایلون 6, 6 فائبر بنانے والا سخت مادہ ہے۔ اس میں ہائی ٹینسائل طاقت ہوتی ہے۔ یہ خصوصیت مضبوط بین مالیکیولر قوتوں جیسے ہائیڈروجن بانڈنگ کی وجہ سے ہوتی ہے۔ یہ مضبوط قوتیں زنجیروں کی قریبی پیکنگ کا سبب بنتی ہیں اور اس طرح کرسٹلائن نوعیت عطا کرتی ہیں۔

نایلون 6, 6 کو شیٹس، برشوں کے برسٹلز اور ٹیکسٹائل صنعت میں استعمال کیا جاتا ہے۔

(ii) نایلون 6: یہ کیپرولیکٹم کو پانی کے ساتھ ہائی درجہ حرارت پر گرم کر کے حاصل کیا جاتا ہے۔ نایلون 6 کا استعمال ٹائر کارڈز، فابریکس اور رسوں کی تیاری میں کیا جاتا ہے۔

(ب) پولی ایسٹرز

یہ ڈی کاربوکسلک ایسڈز اور ڈائی اولز کے پولی کنڈینسیشن پروڈکٹس ہیں۔ ڈیکرون یا ٹریلین پولی ایسٹرز کی سب سے مشہور مثال ہے۔ یہ ایتھیلین گلائیکول اور ٹریفتھالک ایسڈ کے مرکب کو 420 سے $460 \mathrm{~K}$ کے درمیان زنک ایسیٹیٹ-انٹیمنی ٹرائ آکسائیڈ کاٹلیسٹ کی موجودگی میں گرم کر کے تیار کیا جاتا ہے جیسا کہ پہلے دیے گئے ری ایکشن میں ہے۔ ڈیکرون فائبر (ٹریلین) کریز رزیسٹنٹ ہے اور اس کا استعمال کپاس اور اون فائبرز کے ساتھ ملانے میں اور سیفٹی ہیلمیٹس وغیرہ میں گلاس ری انفورسنگ مواد کے طور پر بھی کیا جاتا ہے۔

(ج) فینول - فارمائلڈہائیڈ پولیمر (بیکیلائٹ اور متعلقہ پولیمرز)

فینول - فارمائلڈہائیڈ پولیمرز سب سے پرانے مصنوعی پولیمرز ہیں۔ یہ فینول اور فارمائلڈہائیڈ کے کنڈینسیشن ری ایکشن سے یا تو ایسڈ یا بیس کاٹلیسٹ کی موجودگی میں حاصل کیے جاتے ہیں۔ ری ایکشن $o$-اور/یا $p$-ہائیڈروکسی میتھائل فینول مشتقات کی ابتدائی تشکیل سے شروع ہوتا ہے، جو مزید فینول کے ساتھ ری ایکٹ کر کے ایسے مرکبات تشکیل دیتے ہیں جن میں انگیاں $\mathrm{CH_2}$ گروپس کے ذریعے ایک دوسرے سے جڑی ہوتی ہیں۔ ابتدائی پروڈکٹ ایک لکیری پروڈکٹ - نووولیک ہو سکتا ہے جو پینٹس میں استعمال ہوتا ہے۔

نووولیک کو فارمائلڈہائیڈ کے ساتھ گرم کرنے پر کراس لنکنگ ہوتی ہے اور ایک غیر پگھلنے والا سخت مادہ بیکیلائٹ تشکیل پاتا ہے۔ یہ ایک تھرمو سیٹنگ پولیمر ہے جسے دوبارہ استعمال یا دوبارہ سانچے میں ڈھالا نہیں جا سکتا۔ اس طرح، بیکیلائٹ پولیمر نووولیک کی لکیری زنجیروں کی کراس لنکنگ سے بنتا ہے۔ بیکیلائٹ کا استعمال کنگھیاں، فونوگراف ریکارڈز، بجلی کے سوئچز اور مختلف برتنوں کے ہینڈلز بنانے میں کیا جاتا ہے۔

(د) میلامین — فارمائلڈہائیڈ پولیمر

میلامین فارمائلڈہائیڈ پولیمر میلامین اور فارمائلڈہائیڈ کی کنڈینسیشن پولیمرائزیشن سے بنتا ہے۔

15.2.3 کوپولیمرائزیشن#

کوپولیمرائزیشن ایک پولیمرائزیشن ری ایکشن ہے جس میں ایک سے زیادہ مونومرک اقسام کے مرکب کو پولیمرائز ہونے دیا جاتا ہے اور ایک کوپولیمر تشکیل پاتا ہے۔ کوپولیمر نہ صرف چین گروتھ پولیمرائزیشن بلکہ سٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن سے بھی بنایا جا سکتا ہے۔ اس میں ایک ہی پولیمرک زنجیر میں استعمال کیے گئے ہر مونومر کی کئی اکائیاں ہوتی ہیں۔

مثال کے طور پر، بٹا–1، 3–ڈائین اور اسٹائیرن کا مرکب ایک کوپولیمر تشکیل دے سکتا ہے۔

کوپولیمرز کی خصوصیات ہوموپولیمرز سے کافی مختلف ہوتی ہیں۔ مثال کے طور پر، بٹاڈائین - اسٹائیرن کوپولیمر کافی سخت ہوتا ہے اور قدرتی ربڑ کا ایک اچھا متبادل ہے۔ اس کا استعمال آٹو ٹائرز، فرش کی ٹائلز، جوتوں کے پرزے، کیبل موصل وغیرہ کی تیاری میں کیا جاتا ہے۔

15.2.4 ربڑ#

1. قدرتی ربڑ

ربڑ ایک قدرتی پولیمر ہے اور لچکدار خصوصیات رکھتا ہے۔ اسے ایلاسٹومرک پولیمر بھی کہا جاتا ہے۔ ایلاسٹومرک پولیمرز میں، پولیمر زنجیریں کمزور بین مالیکیولر قوتوں کے ذریعے جڑی ہوتی ہیں۔ یہ کمزور باندھنے والی قوتیں پولیمر کو کھینچنے کی اجازت دیتی ہیں۔ زنجیروں کے درمیان چند ‘کراس لنکس’ متعارف کروائے جاتے ہیں، جو پولیمر کو قوت کے ختم ہونے پر اپنی اصل پوزیشن پر واپس جانے میں مدد دیتے ہیں۔

ربڑ کے کئی استعمالات ہیں۔ یہ ربڑ لیٹکس سے تیار کیا جاتا ہے جو پانی میں ربڑ کا کولائیڈل محلول ہے۔ یہ لیٹکس ربڑ کے درخت سے حاصل کیا جاتا ہے جو بھارت، سری لنکا، انڈونیشیا، ملائیشیا اور جنوبی امریکہ میں پایا جاتا ہے۔

قدرتی ربڑ کو آئیسوپرین (2-میتھائل-1، 3-بٹاڈائین) کا لکیری پولیمر سمجھا جا سکتا ہے اور اسے cis - 1، 4 - پولی آئیسوپرین بھی کہا جاتا ہے۔

cis-پولی آئیسوپرین مالیکیول میں مختلف زنجیریں کمزور وان ڈر وال قوتوں کے ذریعے جڑی ہوتی ہیں اور اس میں کوائلڈ ساخت ہوتی ہے۔ اس طرح، یہ بہار کی طرح کھینچا جا سکتا ہے اور لچکدار خصوصیات ظاہر کرتا ہے۔

ربڑ کا ولکنیزیشن: قدرتی ربڑ ہائی درجہ حرارت ($>335 \mathrm{~K}$) پر نرم ہو جاتا ہے اور کم درجہ حرارت پر (< 283 $\mathrm{K}$) نازک ہو جاتا ہے اور پانی جذب کرنے کی زیادہ صلاحیت ظاہر کرتا ہے۔ یہ غیر پولر سولونٹس میں حل پذیر ہوتا ہے اور آکسیڈائزنگ ایجنٹس کے حملے کے خلاف غیر مزاحم ہوتا ہے۔ ان جسمانی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے، ولکنیزیشن کا عمل انجام دیا جاتا ہے۔ یہ عمل خام ربڑ، سلفر اور مناسب ایڈیٹیو کے مرکب کو $373 \mathrm{~K}$ سے $415 \mathrm{~K}$ کے درجہ حرارت کی حد میں گرم کرنے پر مشتمل ہوتا ہے۔ ولکنیزیشن پر، سلفر ڈبل بانڈز کے ری ایکٹو سائٹس پر کراس لنکس تشکیل دیتا ہے اور اس طرح ربڑ سخت ہو جاتا ہے۔

ٹائر ربڑ کی تیاری میں، 5% سلفر کراس لنکنگ ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ولکنیزڈ ربڑ مالیکیولز کے ممکنہ ڈھانچے درج ذیل ہیں:

2. مصنوعی ربڑ

مصنوعی ربڑ کوئی بھی ولکنیز ایبل ربڑ جیسا پولیمر ہے، جسے اپنی لمبائی سے دوگنا تک کھینچا جا سکتا ہے۔ تاہم، یہ جیسے ہی بیرونی کھینچنے والی قوت ختم ہوتی ہے، اپنی اصل شکل اور سائز پر واپس آ جاتا ہے۔ اس طرح، مصنوعی ربڑ یا تو 1، 3 - بٹاڈائین مشتقات کے ہوموپولیمرز ہوتے ہیں یا 1، 3 - بٹاڈائین یا اس کے مشتقات کا کسی اور غیر سیر شدہ مونومر کے ساتھ کوپولیمر ہوتے ہیں۔

مصنوعی ربڑ کی تیاری

1. نیوپریین

نیوپریین یا پولی کلوروپریین کلوروپریین کی فری ریڈیکل پولیمرائزیشن سے بنتا ہے۔

یہ سبزیوں اور معدنی تیلوں کے خلاف بہتر مزاحمت رکھتا ہے۔ اس کا استعمال کنویر بیلٹس، گیسکیٹس اور ہوز کی تیاری میں کیا جاتا ہے۔

2. بونا - N

آپ پہلے ہی سیکشن 15.1.3 میں بونا-S کے بارے میں پڑھ چکے ہیں۔ بونا $-\mathrm{N}$ 1،3 - بٹا-1، 3-ڈائین اور اکریلونائٹریل کی پیر آکسائیڈ کاٹلیسٹ کی موجودگی میں کوپولیمرائزیشن سے حاصل کیا جاتا ہے۔

یہ پیٹرول، لیبریکیٹنگ آئل اور عضوی سولونٹس کے عمل کے خلاف مزاحم ہوتا ہے۔ اس کا استعمال آئل سیلز، ٹینک لائننگ وغیرہ بنانے میں کیا جاتا ہے۔

15.3 پولیمرز کا مالیکیولر وزن#

پولیمر کی خصوصیات ان کے مالیکیولر وزن، سائز اور ساخت سے قریبی طور پر متعلق ہوتی ہیں۔ ان کی تیاری کے دوران پولیمر زنجیر کی نشوونما ری ایکشن مرکب میں مونومرز کی دستیابی پر منحصر ہوتی ہے۔ اس طرح، پولیمر نمونے میں مختلف لمبائیوں کی زنجیریں ہوتی ہیں اور اس کا مالیکیولر وزن ہمیشہ اوسط کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ پولیمرز کا مالیکیولر وزن کیمیاوی اور جسمانی طریقوں سے تعین کیا جا سکتا ہے۔

15.4 بائیوڈیگریڈیبل پولیمرز#

پولیمرز کی ایک بڑی تعداد ماحولیاتی ڈیگریڈیشن عمل کے خلاف کافی مزاحم ہوتی ہے اور اس طرح پولیمرک سخت فضلے کے مواد کے جمع ہونے کا سبب بنتی ہے۔ یہ سخت فضلے سنگین ماحولیاتی مسائل پیدا کرتے ہیں اور کافی لمبے عرصے تک غیر ڈیگریڈڈ رہتے ہیں۔ پولیمرک سخت فضلے کے مسائل کے بارے میں عمومی آگاہی اور تشویش کے پیش نظر، کچھ نئے بائیوڈیگریڈیبل مصنوعی پولیمرز کو ڈیزائن اور تیار کیا گیا ہے۔ ان پولیمرز میں فنکشنل گروپس ہوتے ہیں جو بائیو پولیمرز میں موجود فنکشنل گروپس سے مشابہ ہوتے ہیں۔

ایلیفاٹک پولی ایسٹرز بائیوڈیگریڈیبل پولیمرز کی اہم کلاسز میں سے ایک ہیں۔ کچھ اہم مثالیں درج ذیل ہیں:

1. پولی $\beta$-ہائیڈروکسی بیوٹیریٹ - کو- $\beta$-ہائیڈروکسی ویلریٹ (PHBV)

یہ 3-ہائیڈروکسی بیوٹانوک ایسڈ اور 3-ہائیڈروکسی پینٹانوک ایسڈ کی کوپولیمرائزیشن سے حاصل کیا جاتا ہے۔ PHBV کا استعمال خصوصی پیکیجنگ، آرتھوپیڈک آلات اور ادویات کے کنٹرول ریلیز میں کیا جاتا ہے۔ PHBV ماحول میں بیکٹیریل ڈیگریڈیشن سے گزرتا ہے۔

2. نایلون 2–نایلون 6

یہ گلائسین $\left(\mathrm{H_2} \mathrm{~N}-\mathrm{CH_2}-\right.$ $\mathrm{COOH})$ اور امائنو کیپروک ایسڈ $\left[\mathrm{H_2} \mathrm{~N}\left(\mathrm{CH_2}\right)_{5} \mathrm{COOH}\right]$ کا ایک متبادل پولی امائڈ کوپولیمر ہے اور یہ بائیوڈیگریڈیبل ہے۔ کیا آپ اس کوپولیمر کا ڈھانچہ لکھ سکتے ہیں؟

15.5 کمرشل اہمیت کے پولیمرز#

علاوہ ازیں، پہلے زیر بحث آنے والے پولیمرز کے، کچھ دیگر کمرشل اہمیت کے پولیمرز ان کے ڈھانچوں اور استعمالات کے ساتھ درج ذیل جدول 15.1 میں دیے گئے ہیں۔

جدول 15.1: کچھ دیگر کمرشل اہمیت کے پولیمرز

پولیمر کا نام	مونومر	ڈھانچہ	استعمال
پولی پروپین	پروپین		رسوں، کھلونوں، پائپوں، فائبرز وغیرہ کی تیاری
پولی اسٹائیرن	اسٹائیرن		بطور موصل، پیکنگ مواد، کھلونوں، ریڈیو اور ٹیلی وژن کیبینٹس کی تیاری
پولی ونائل کلورائیڈ (PVC)	ونائل کلورائیڈ		رین کوٹس، ہینڈ بیگز، ونائل فرش، پانی کے پائپوں کی تیاری
یوریا-فارمائلڈہائیڈ رال	(الف) یوریا (ب) فارمائلڈہائیڈ		ناٹوڑنے والے کپ اور لیمنیٹڈ شیٹس بنانے کے لیے
گلپٹل	(الف) ایتھیلین گلائیکول (ب) فتھالک ایسڈ		پینٹس اور لیکرز کی تیاری
بیکیلائٹ	(الف) فینول (ب) فارمائلڈہائیڈ		کنگھیاں، بجلی کے سوئچز، برتنوں کے ہینڈلز اور کمپیوٹر ڈسکس بنانے کے لیے

خلاصہ#

پولیمرز کو اعلیٰ مالیکیولر وزن کے میکرو مالیکیولز کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، جو متعلقہ مونومرز سے حاصل شدہ دہرنے والے ساختی یونٹس پر مشتمل ہوتے ہیں۔ یہ پولیمرز قدرتی یا مصنوعی ماخذ کے ہو سکتے ہیں اور ان کو کئی طریقوں سے درجہ بند کیا جاتا ہے۔

کسی عضوی پیر آکسائیڈ انیشی ایٹر کی موجودگی میں، الکینز اور ان کے مشتقات فری ریڈیکل میکانزم کے ذریعے ایڈیشن پولیمرائزیشن یا چین گروتھ پولیمرائزیشن سے گزرتے ہیں۔ پولیتھین، ٹیفلون، اورلون وغیرہ مناسب الکین یا اس کے مشتق کی ایڈیشن پولیمرائزیشن سے بنتے ہیں۔ کنڈینسیشن پولیمرائزیشن ری ایکشنز بائی یا پولی فنکشنل مونومرز کے باہمی تعامل سے ظاہر ہوتی ہیں جو - NH2، - OH اور - COOH گروپس رکھتے ہیں۔ یہ قسم کی پولیمرائزیشن کچھ سادہ مالیکیولز جیسے H2O، CH3OH وغیرہ کے خاتمے کے ذریعے آگے بڑھتی ہے۔ فارمائلڈہائیڈ فینول اور میلامین کے ساتھ ری ایکٹ کر کے متعلقہ کنڈینسیشن پولیمر پروڈکٹس تشکیل دیتا ہے۔ کنڈینسیشن پولیمرائزیشن مرحلہ وار آگے بڑھتی ہے اور اسے سٹیپ گروتھ پولیمرائزیشن بھی کہا جاتا ہے۔ نایلون، بیکیلائٹ اور ڈیکرون کنڈینسیشن پولیمرز کی کچھ اہم مثالیں ہیں۔ تاہم، دو غیر سیر شدہ مونومرز کا مرکب کوپولیمرائزیشن ظاہر کرتا ہے اور ہر مونومر کی کئی اکائیوں پر مشتمل کو-پولیمر تشکیل دیتا ہے۔ قدرتی ربڑ ایک cis 1, 4-پولی آئیسوپرین ہے اور اسے سلفر کے ساتھ ولکنیزیشن کے عمل سے زیادہ سخت بنایا جا سکتا ہے۔ مصنوعی ربڑ عام طور پر الکین اور 1، 3 بٹاڈائین مشتقات کی کوپولیمرائزیشن سے حاصل کیے جاتے ہیں۔

مصنوعی پولیمرک فضلے کے ممکنہ ماحولیاتی خطرات کے پیش نظر، PHBV اور نایلون-2- نایلون-6 جیسے کچھ بائیوڈیگریڈیبل پولیمرز کو متبادل کے طور پر تیار کیا گیا ہے۔