স্টাইরিন পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া সমীকরণ। ব্লক পলিস্টাইরিন (বাল্ক স্টাইরিনের পলিমারাইজেশন)। III. খণ্ডিত বর্তনী

ল্যাব 1

দ্রবণে স্টাইরিনের পলিমারাইজেশন

তাত্ত্বিক অংশ

দুটি বিকল্প আছে দ্রবণে পলিমারাইজেশন:

1. পলিমার এবং মনোমার দ্রাবক দ্রবণীয়;

2. শুধুমাত্র মনোমার দ্রাবকের মধ্যে দ্রবণীয়, এবং পলিমারটি তৈরি হওয়ার সাথে সাথে দ্রবীভূত হয়।

ব্যবহারিক অংশ

ব্যায়াম।

দ্রবণে স্টাইরিনের পলিমারাইজেশনের সময় যে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে তার জন্য সমীকরণ লেখ। বেনজয়েল পারক্সাইড - 0.4; বেনজিন -10.0 গ্রাম; খ) স্টাইরিন-২০.০; বেনজয়েল পারক্সাইড-0.4; কার্বন টেট্রাক্লোরাইড-10.0 পলিমারকে বিচ্ছিন্ন করুন এবং প্রতিটি ফর্মুলেশনের জন্য এর ফলন (গ্রাম এবং %-এ) নির্ধারণ করুন বিভিন্ন দ্রাবকগুলিতে পলিমারাইজেশনের হার নির্ধারণ করুন জৈব দ্রাবকগুলিতে ফলস্বরূপ পলিমারের দ্রবণীয়তা, তাপের সাথে এর সম্পর্ক, অ্যাসিড এবং বেসের ক্রিয়া পরীক্ষা করুন পলিস্টাইরিনের ডিপোলিমারাইজেশন করা। স্টাইরিনের ফলন গণনা করুন

কাজের পর্যায় 1। বিভিন্ন দ্রাবকের মধ্যে পলিস্টাইরিনের সংশ্লেষণ।

বিকারক

স্টাইরিন (তাজা পাতিত), 20.0 গ্রাম

বেনজয়েল পারক্সাইড, 0.4 গ্রাম

বেনজিন, 10.0 গ্রাম

কার্বন টেট্রাক্লোরাইড, 10.0 গ্রাম

পেট্রোলিয়াম ইথার, 100 মিলি

ইথানল

ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিড

ঘনীভূত নাইট্রিক অ্যাসিড

সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড, ঘনীভূত সমাধান

ডিভাইস

100 মিলি ক্ষমতা সহ একটি স্থল জয়েন্ট সহ গোলাকার নীচের ফ্লাস্ক - 2 পিসি।

বল রিফ্লাক্স কুলার - 2 পিসি।

ভ্যাকুয়াম পাম্প

রাসায়নিক বিকার, 200 মিলি

চীনামাটির বাসন বাষ্পীভবন কাপ - 2 পিসি।

পেট্রি ডিশ - 2 পিসি।

জল স্নান বা গরম আবরণ

বৈদ্যুতিক চুলা

একটি পরীক্ষা সঞ্চালন

10.0 গ্রাম স্টাইরিনের ওজন দুটি ফ্লাস্কে স্থাপন করা হয়, 0.2 গ্রাম বেনজয়েল পারক্সাইড তাদের সাথে যোগ করা হয়, পাশাপাশি দ্রাবক: একটিতে 10.0 গ্রাম বেনজিন, অন্যটিতে 10.0 গ্রাম কার্বন টেট্রাক্লোরাইড। প্রতিটি ফ্লাস্ক একটি রিফ্লাক্স কনডেন্সারের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং একটি ওয়াটার বাথ বা হিটিং ম্যান্টেলে 90-95°C তাপমাত্রায় 4 ঘন্টার জন্য গরম করা হয়। তারপর গরম করা বন্ধ করা হয়, প্রতিটি ফ্লাস্কের বিষয়বস্তু ঠান্ডা হয়। পেট্রোলিয়াম ইথার বা ইথানল যোগ করুন। একটি পলিমার অবক্ষেপ প্রদর্শিত হয়। বৃষ্টিপাতের সম্পূর্ণতা পরীক্ষা করুন। পলিমার একটি precipitating এজেন্ট সঙ্গে ধুয়ে হয়. অবক্ষেপকে তরল থেকে আলাদা করা হয়, একটি ওজনযুক্ত চীনামাটির বাসন (পেট্রি ডিশ) এ স্থানান্তরিত করা হয় এবং প্রথমে ঘরের তাপমাত্রায় বাতাসে শুকানো হয় এবং তারপর 60-70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে থার্মোস্ট্যাটে বা 30- তাপমাত্রায় ভ্যাকুয়াম ড্রাইং ক্যাবিনেটে শুকানো হয়। স্থির ওজন থেকে 40°C।*

* সমস্ত ক্রিয়াকলাপ: পলিমারের সংশ্লেষণ, বৃষ্টিপাত এবং শুকানো একটি ফ্লাস্কে (প্রাক-ওজন) করা যেতে পারে। পরবর্তী পরীক্ষার জন্য ফলাফল পলিমার ব্যবহার করুন.

ফলাফলগুলি টেবিল আকারে উপস্থাপন করুন।

1 নং টেবিল

টেবিল ২

গণনার উদাহরণ।স্টাইরিনের পলিমারাইজেশন (আণবিক ওজন 104.14 g/mol; ঘনত্ব ρ = 0.906 g/ml) সাইক্লোহেক্সেনে ইনিশিয়েটর AIBN (আণবিক ওজন 164.20 g/mol) এর সাথে সম্পাদিত হয়েছিল। মোট লোডিং ভলিউম 30 মিলি: 20 মিলি স্টাইরিন এবং 10 মিলি সাইক্লোহেক্সেন। ইনিশিয়েটর ভর 0.6 গ্রাম পলিমারাইজেশন সময় 4 ঘন্টা। ফলস্বরূপ পলিস্টাইরিনের ভর হল 13.2 গ্রাম।

1. আসুন গণনা করা যাক ভর এবং পদার্থ styrene পরিমাণ:

mstyrene = 20 0.906 = 18.12 গ্রাম

nctyrene = 18.12/104.14 = 0.174 mol

2. মনোমারের সাপেক্ষে ইনিশিয়েটরের ওজন দ্বারা % গণনা করুন:

ωDAK = (0.6/18.12) 100 = 3.31% wt (স্টাইরিন থেকে)

3. খুঁজুন মনোমার ঘনত্বসমাধানে:

s (স্টাইরিন) = (18.12/30) 1000 = 604 g/l বা 604/104.14 = 5.80 mol/l

4. খুঁজুন সূচনাকারী ঘনত্বসমাধানে:

s(DAK) = (0.6/30) 1000 = 20 g/l বা 20/164.20 = 0.122 mol/l

5. আসুন গণনা করা যাক পলিস্টাইরিন ফলন:

পলিস্টাইরিনের ফলন = (13.2/18.12) 100 = 72.8%

6. আসুন গণনা করা যাক পলিমারাইজেশন গতি:

υ = 72.8/4 = 18.2%/ঘণ্টা বা 18.2/60 = 0.303%/মিনিট

υ = (5.80 0.728)/(4 3600) = 29.32 10-5 mol/l সেকেন্ড

কাজের পর্যায় 2। পলিস্টাইরিনের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ।

অভিজ্ঞতা 1. চেহারা. শক্তি।

পলিস্টাইরিনের নমুনাগুলি সাবধানে পরীক্ষা করুন, রঙের দিকে মনোযোগ দিন, ভঙ্গুরতার জন্য তাদের পরীক্ষা করুন।

*পলিস্টাইরিন স্বচ্ছ, বিভিন্ন রঙের হতে পারে এবং ভঙ্গুর। যখন ঝাঁকুনি দেওয়া হয়, পলিস্টাইরিন ফিল্মগুলি একটি পাতলা ধাতব স্ট্রিপের মতো একটি রিং শব্দ তৈরি করে।

পরীক্ষা 2. গরম করার সাথে সম্পর্ক

পলিস্টাইরিনের একটি পাতলা টুকরা একটি তাপ-প্রতিরোধী জালের উপর স্থাপন করা হয় এবং সামান্য গরম করা হয়। 80-90 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, পলিস্টাইরিন নরম হয়ে যায় এবং >250 ডিগ্রি সেলসিয়াসে এটি পচতে শুরু করে। পলিস্টাইরিনের একটি নরম টুকরা সহজেই বাহ্যিক প্রভাবের অধীনে তার আকৃতি পরিবর্তন করে। নরম পলিস্টাইরিন থেকে থ্রেড আঁকা যায়। আপনি যদি পলিস্টাইরিনের দুটি নরম টুকরা সংযুক্ত করেন তবে সেগুলি ঝালাই করা হয়।

*পলিস্টাইরিন একটি থার্মোপ্লাস্টিক (উল্টানো যায় এমন প্লাস্টিক)।

পরীক্ষা 3. তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্য.

তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করতে, polystyrene ফেনা ব্যবহার করা হয়। ফোম প্লাস্টিকের একটি টুকরা (দৈর্ঘ্য 6-7 সেমি, পুরুত্ব 4 সেমি) একটি লোহার রড বা 10 সেমি লম্বা তারের উপর স্থাপন করা প্রয়োজন। আপনার হাত দিয়ে ফেনা ধরে রাখুন, 1-2 মিনিটের জন্য লোহার রডটি শিখায় আনুন। রড এবং ফোমের গরম (এটি একটু গরম হয়) একটি থার্মোমিটার দিয়ে সেট করা হয়। প্রথমে তারা এতে ফেনা আনে, তারপর রড।

পরীক্ষা 4. দ্রাবকের প্রভাব।

পলিস্টাইরিন বা ফিল্মের ছোট টুকরো বেনজিন, অ্যাসিটোন এবং কার্বন টেট্রাক্লোরাইড সহ পৃথক পরীক্ষা টিউবে স্থাপন করা হয়। সান্দ্র সমাধান পাওয়া যায়।

পলিস্টাইরিন পণ্যগুলি একটি সান্দ্র দ্রবণ বা দ্রাবক দিয়ে আঠালো করা যেতে পারে।

পরীক্ষা 5. পলিস্টাইরিনের দহন

*পরীক্ষাটি একটি ফিউম হুডে বাহিত হয়!!

পলিস্টাইরিনের একটি টুকরো আগুনের মধ্যে স্থাপন করা হয় এবং এটি জ্বলতে না হওয়া পর্যন্ত ধরে রাখা হয়।

*পলিস্টাইরিন একটি ধোঁয়াটে শিখায় জ্বলে, একটি তীব্র গন্ধ ছড়ায়। বাইরে শিখা জ্বলতে থাকে।

পরীক্ষা 6. অ্যাসিড এবং ঘাঁটিগুলির ক্রিয়া

পলিস্টাইরিনের টুকরোগুলি ঘনীভূত অ্যাসিডে স্থাপন করা হয়: সালফিউরিক (ঘনত্ব 1.84 গ্রাম/মিলি), নাইট্রিক (ঘনত্ব 1.4 গ্রাম/মিলি), এবং তারপরে সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের ঘনীভূত দ্রবণে। ঘরের তাপমাত্রায় এবং তারপর উত্তপ্ত হলে পলিস্টাইরিনের কী ঘটে তা পর্যবেক্ষণ করুন।

*ঘনিষ্ঠ অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলিতে ঘরের তাপমাত্রায় পলিস্টাইরিন অপরিবর্তিত থাকে। উত্তপ্ত হলে, এটি সালফিউরিক অ্যাসিডে অক্ষর তৈরি করে, কিন্তু ক্ষার এবং নাইট্রিক অ্যাসিডে পরিবর্তন হয় না।

পরীক্ষা 7. পলিস্টাইরিনের ডিপোলিমারাইজেশন

পলিস্টাইরিনের টুকরা একটি টেস্ট টিউবে স্থাপন করা হয় যাতে এর আয়তনের 1/5 টিরও বেশি ঢেকে যায়। একটি স্টপার সহ একটি গ্যাস আউটলেট টিউব টেস্ট টিউবের খোলার সাথে সংযুক্ত থাকে। রিসিভার হল আরেকটি টেস্ট টিউব যা ঠান্ডা জলে রাখা হয় এবং উপরে তুলো দিয়ে আবৃত থাকে। পলিস্টাইরিন সহ টেস্টটিউবটি একটি কোণে একটি স্ট্যান্ডে সুরক্ষিত থাকে (তরল নিষ্কাশনের অনুমতি দেওয়ার জন্য)। ফলস্বরূপ তরল (অমেধ্য সহ মনোমার) অপসারণের জন্য প্রান্তের কাছাকাছি রাবার স্টপারটিতে একটি গর্ত করা ভাল। একটি নির্দিষ্ট গন্ধ সহ একটি বর্ণহীন বা হলুদ তরল রিসিভারে সংগ্রহ করে। স্টাইরিন 141-146 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ফুটে।

পলিমার উপকরণের বিস্তৃত বৈচিত্র্যের মধ্যে, পলিস্টেরিন একটি বিশেষ স্থান দখল করে। এই উপাদানটি গৃহস্থালী এবং শিল্প উভয় ব্যবহারের জন্য বিপুল সংখ্যক বিভিন্ন প্লাস্টিক পণ্য উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়। আজ আমরা পলিস্টাইরিনের সূত্র, এর বৈশিষ্ট্য, উত্পাদন পদ্ধতি এবং ব্যবহারের দিকনির্দেশের সাথে পরিচিত হব।

সাধারন গুনাবলি

পলিস্টাইরিন থার্মোপ্লাস্টিক শ্রেণীর অন্তর্গত একটি সিন্থেটিক পলিমার। নাম অনুসারে, এটি ভিনাইলবেনজিন (স্টাইরিন) এর একটি পলিমারাইজেশন পণ্য। এটি একটি শক্ত গ্লাসযুক্ত উপাদান। পলিস্টাইরিনের সাধারণ সূত্রটি নিম্নরূপ: [CH 2 CH (C 6 H 5)] n. একটি সংক্ষিপ্ত সংস্করণে, এটি এইরকম দেখায়: (C 8 H 8) n। সংক্ষিপ্ত পলিস্টাইরিন সূত্রটি বেশি সাধারণ।

রাসায়নিক এবং শারীরিক বৈশিষ্ট্য

পলিস্টাইরিনের স্ট্রাকচারাল ইউনিটের সূত্রে ফেনোলিক গ্রুপের উপস্থিতি ম্যাক্রোমোলিকিউলসের অর্ডারকৃত বিন্যাস এবং স্ফটিক কাঠামো গঠনে বাধা দেয়। এই বিষয়ে, উপাদান অনমনীয় কিন্তু ভঙ্গুর। এটি কম যান্ত্রিক শক্তি এবং উচ্চ আলো সংক্রমণ সহ একটি নিরাকার পলিমার। এটি স্বচ্ছ নলাকার দানাগুলির আকারে উত্পাদিত হয়, যা থেকে প্রয়োজনীয় পণ্যগুলি এক্সট্রুশন দ্বারা প্রাপ্ত হয়।

পলিস্টাইরিন একটি ভাল অস্তরক। এটি সুগন্ধযুক্ত হাইড্রোকার্বন, অ্যাসিটোন, এস্টার এবং নিজস্ব মনোমারে দ্রবণীয়। পলিস্টাইরিন নিম্নতর অ্যালকোহল, ফেনল, অ্যালিফ্যাটিক হাইড্রোকার্বন এবং ইথারে অদ্রবণীয়। যখন পদার্থটি অন্যান্য পলিমারের সাথে মিশ্রিত হয়, তখন "ক্রস-লিংকিং" ঘটে, যার ফলে উচ্চতর কাঠামোগত গুণাবলী সহ স্টাইরিন কপোলিমার তৈরি হয়।

পদার্থটির কম আর্দ্রতা শোষণ এবং তেজস্ক্রিয় বিকিরণের প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। একই সময়ে, এটি হিমবাহের অ্যাসিটিক এবং ঘনীভূত নাইট্রিক অ্যাসিডের প্রভাবে ধ্বংস হয়ে যায়। অতিবেগুনী বিকিরণের সংস্পর্শে এলে, পলিস্টাইরিনের অবনতি হয় - পৃষ্ঠে মাইক্রোক্র্যাকস এবং হলুদভাব তৈরি হয় এবং এর ভঙ্গুরতা বৃদ্ধি পায়। যখন একটি পদার্থ 200 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত হয়, তখন এটি মনোমারের মুক্তির সাথে সাথে পচতে শুরু করে। একই সময়ে, 60 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা থেকে শুরু করে, পলিস্টেরিন তার আকৃতি হারায়। স্বাভাবিক তাপমাত্রায় পদার্থটি বিষাক্ত নয়।

পলিস্টাইরিনের মৌলিক বৈশিষ্ট্য:

1. ঘনত্ব - 1050-1080 kg/m3।
2. সর্বনিম্ন অপারেটিং তাপমাত্রা শূন্যের নিচে 40 ডিগ্রি।
3. সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা 75 ডিগ্রি সেলসিয়াস।
4. তাপ ক্ষমতা - 34*10 3 J/kg*K।
5. তাপ পরিবাহিতা - 0.093-0.140 W/m*K।
6. তাপ সম্প্রসারণ সহগ হল 6*10 -5 ওহম সেমি।

শিল্পে, স্টাইরিনের র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন ব্যবহার করে পলিস্টেরিন উত্পাদিত হয়। আধুনিক প্রযুক্তিগুলি ন্যূনতম পরিমাণে অপ্রতিক্রিয়াহীন পদার্থ দিয়ে এই প্রক্রিয়াটি সম্পাদন করা সম্ভব করে তোলে। স্টাইরিন থেকে পলিস্টাইরিন তৈরির প্রতিক্রিয়া তিনটি উপায়ে সঞ্চালিত হয়। আসুন তাদের প্রত্যেককে আলাদাভাবে বিবেচনা করি।

ইমালসন (PSE)

এটি প্রাচীনতম সংশ্লেষণ পদ্ধতি, যা কখনই ব্যাপক শিল্প প্রয়োগ পায়নি। ইমালসন পলিস্টাইরিন 85-95 °C তাপমাত্রায় ক্ষারীয় জলীয় দ্রবণে স্টাইরিনের পলিমারাইজেশন দ্বারা উত্পাদিত হয়। এই প্রতিক্রিয়াটির জন্য নিম্নলিখিত পদার্থের প্রয়োজন: জল, স্টাইরিন, একটি ইমালসিফায়ার এবং পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়ার সূচনাকারী। স্টাইরিন প্রথমে ইনহিবিটর (হাইড্রোকুইনোন এবং ট্রিবিটাইল-পাইরোকেটেকল) থেকে সরানো হয়। প্রতিক্রিয়ার সূচনাকারীরা জলে দ্রবণীয় যৌগ। সাধারণত, এটি পটাসিয়াম পারসালফেট বা হাইড্রোজেন ডাই অক্সাইড। ক্ষার, সালফোনিক অ্যাসিড লবণ এবং ফ্যাটি অ্যাসিড লবণ ইমালসিফায়ার হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ হয়। ক্যাস্টর অয়েলের একটি জলীয় দ্রবণ চুল্লিতে ঢেলে দেওয়া হয় এবং পলিমারাইজেশন ইনিশিয়েটরগুলির সাথে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে মেশানোর সাথে স্টাইরিন চালু করা হয়। ফলস্বরূপ মিশ্রণটি 85-95 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হয়। ইমালসন ড্রপ থেকে আসা সাবান মাইসেলে দ্রবীভূত মনোমার পলিমারাইজ হতে শুরু করে। এভাবেই পলিমার-মনোমার কণা পাওয়া যায়। প্রতিক্রিয়ার 20% সময়, মাইকেলার সাবান শোষণ স্তর গঠন করে। এর পরে, প্রক্রিয়াটি পলিমার কণার ভিতরে ঘটে। মিশ্রণে স্টাইরিনের পরিমাণ প্রায় 0.5% হলে প্রতিক্রিয়া সম্পূর্ণ হয়।

এর পরে, ইমালসনটি বৃষ্টিপাতের পর্যায়ে প্রবেশ করে, যা অবশিষ্ট মনোমারের বিষয়বস্তুকে হ্রাস করতে দেয়। এই উদ্দেশ্যে, এটি একটি লবণ দ্রবণ (টেবিল লবণ) এবং শুকনো সঙ্গে জমাট করা হয়। ফলাফল 0.1 মিমি পর্যন্ত কণার আকার সহ একটি পাউডার ভর। ক্ষার অবশিষ্টাংশ ফলে উপাদানের গুণমান প্রভাবিত করে। সম্পূর্ণরূপে অমেধ্য নির্মূল করা অসম্ভব, এবং তাদের উপস্থিতি পলিমারের হলুদ আভা সৃষ্টি করে। এই পদ্ধতিটি সর্বোচ্চ আণবিক ওজন সহ একটি স্টাইরিন পলিমারাইজেশন পণ্য পেতে দেয়। এইভাবে প্রাপ্ত পদার্থটির উপাধি PSE রয়েছে, যা পর্যায়ক্রমে প্রযুক্তিগত নথি এবং পলিমারের পুরানো পাঠ্যপুস্তকে পাওয়া যেতে পারে।

সাসপেনশন (PSS)

এই পদ্ধতিটি ব্যাচওয়াইজ পদ্ধতিতে, একটি আলোড়নকারী এবং একটি তাপ অপসারণকারী জ্যাকেট দিয়ে সজ্জিত একটি চুল্লিতে পরিচালিত হয়। স্টাইরিন প্রস্তুত করতে, এটি ইমালসন স্টেবিলাইজার (পলিভিনাইল অ্যালকোহল, সোডিয়াম পলিমেথাক্রাইলেট, ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড) এবং সেইসাথে পলিমারাইজেশন ইনিশিয়েটরগুলির সাহায্যে রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ জলে স্থগিত করা হয়। পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া চাপের অধীনে সঞ্চালিত হয়, তাপমাত্রায় ক্রমাগত বৃদ্ধি, 130 ° সে পর্যন্ত। ফলাফল হল একটি সাসপেনশন যা থেকে প্রাথমিক পলিস্টাইরিন সেন্ট্রিফিউগেশন দ্বারা পৃথক করা হয়। এর পরে, পদার্থটি ধুয়ে শুকানো হয়। এই পদ্ধতিটিও অপ্রচলিত বলে বিবেচিত হয়। এটি প্রধানত styrene copolymers এর সংশ্লেষণের জন্য উপযুক্ত। এটি প্রধানত প্রসারিত পলিস্টাইরিন উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়।

ব্লক (PSM)

এই পদ্ধতির কাঠামোর মধ্যে সাধারণ উদ্দেশ্য পলিস্টাইরিনের উত্পাদন দুটি স্কিম অনুসারে করা যেতে পারে: সম্পূর্ণ এবং অসম্পূর্ণ রূপান্তর। একটি অবিচ্ছিন্ন স্কিম অনুযায়ী তাপীয় পলিমারাইজেশন 2-3 সিরিজ-সংযুক্ত কলাম চুল্লি সমন্বিত একটি সিস্টেমে সঞ্চালিত হয়, যার প্রতিটি একটি নাড়াচাড়া দিয়ে সজ্জিত। প্রতিক্রিয়াটি পর্যায়ক্রমে সঞ্চালিত হয়, তাপমাত্রা 80 থেকে 220 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত বৃদ্ধি করে। যখন styrene রূপান্তরের ডিগ্রী 80-90% এ পৌঁছে, প্রক্রিয়াটি বন্ধ হয়ে যায়। অসম্পূর্ণ রূপান্তর পদ্ধতির সাথে, পলিমারাইজেশনের ডিগ্রী 50-60% পর্যন্ত পৌঁছায়। প্রতিক্রিয়াহীন স্টাইরিন মনোমারের অবশিষ্টাংশগুলি ভ্যাকুয়াম করার মাধ্যমে গলে যাওয়া থেকে সরানো হয়, যার পরিমাণ 0.01-0.05% এ নিয়ে আসে। ব্লক পদ্ধতি দ্বারা উত্পাদিত পলিস্টাইরিন উচ্চ স্থিতিশীলতা এবং বিশুদ্ধতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এই প্রযুক্তিটি সবচেয়ে কার্যকর, কারণ এতে কার্যত কোন বর্জ্য নেই।

পলিস্টাইরিনের প্রয়োগ

পলিমারটি স্বচ্ছ নলাকার কণিকা আকারে উত্পাদিত হয়। এগুলি 190-230 °C তাপমাত্রায় এক্সট্রুশন বা ঢালাইয়ের মাধ্যমে চূড়ান্ত পণ্যগুলিতে প্রক্রিয়া করা হয়। পলিস্টাইরিন থেকে প্রচুর পরিমাণে প্লাস্টিক তৈরি হয়। এর সরলতা, কম দাম এবং ব্র্যান্ডের বিস্তৃত পরিসরের কারণে এটি ব্যাপক হয়ে ওঠে। পদার্থটি অনেকগুলি আইটেম তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় যা আমাদের দৈনন্দিন জীবনের একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ হয়ে উঠেছে (বাচ্চাদের খেলনা, প্যাকেজিং, নিষ্পত্তিযোগ্য টেবিলওয়্যার এবং আরও অনেক কিছু)।

পলিস্টাইরিন নির্মাণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তাপ নিরোধক উপকরণ এটি থেকে তৈরি করা হয় - স্যান্ডউইচ প্যানেল, স্ল্যাব, স্থায়ী ফর্মওয়ার্ক ইত্যাদি। উপরন্তু, সমাপ্তি আলংকারিক উপকরণ এই পদার্থ থেকে উত্পাদিত হয় - সিলিং baguettes এবং আলংকারিক টাইলস। ওষুধে, পলিমারটি নিষ্পত্তিযোগ্য যন্ত্র এবং রক্ত ​​সঞ্চালন ব্যবস্থায় কিছু অংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। ফোমযুক্ত পলিস্টাইরিন জল পরিশোধন ব্যবস্থায়ও ব্যবহৃত হয়। খাদ্য শিল্প এই পলিমার থেকে তৈরি টন প্যাকেজিং উপাদান ব্যবহার করে।

এছাড়াও প্রভাব-প্রতিরোধী পলিস্টাইরিন রয়েছে, যার সূত্রটি বুটাডিন এবং বুটাডিন স্টাইরিন রাবার যোগ করে পরিবর্তন করা হয়। এই ধরনের পলিমার পলিস্টেরিন প্লাস্টিকের মোট উৎপাদনের 60% এর বেশি।

বেনজিনে পদার্থের অত্যন্ত কম সান্দ্রতার কারণে, নির্দিষ্ট ঘনত্বে মোবাইল সমাধান পাওয়া সম্ভব। এটি ন্যাপলামের এক প্রকারে পলিস্টাইরিনের ব্যবহার নির্ধারণ করে। এটি একটি ঘনত্বের ভূমিকা পালন করে, যেখানে পলিস্টাইরিনের আণবিক ওজন বৃদ্ধির সাথে সাথে সান্দ্রতা-তাপমাত্রার সম্পর্ক হ্রাস পায়।

সুবিধাদি

সাদা থার্মোপ্লাস্টিক পলিমার পিভিসি প্লাস্টিকের জন্য একটি চমৎকার প্রতিস্থাপন হতে পারে, এবং স্বচ্ছ একটি প্লেক্সিগ্লাসের জন্য একটি চমৎকার প্রতিস্থাপন হতে পারে। পদার্থটি জনপ্রিয়তা অর্জন করেছে প্রধানত এর নমনীয়তা এবং প্রক্রিয়াকরণের সহজতার কারণে। এটি নিখুঁতভাবে গঠিত এবং প্রক্রিয়াজাত করা হয়, তাপের ক্ষতি রোধ করে এবং গুরুত্বপূর্ণভাবে, একটি কম খরচ হয়। পলিস্টাইরিন আলোকে ভালভাবে প্রেরণ করতে পারে এই কারণে, এটি এমনকি বিল্ডিংগুলির গ্লেজিংয়েও ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, এই জাতীয় গ্লেজিং রৌদ্রোজ্জ্বল দিকে স্থাপন করা যাবে না, যেহেতু পদার্থটি অতিবেগুনী বিকিরণের প্রভাবে খারাপ হয়ে যায়।

পলিস্টাইরিন দীর্ঘকাল ধরে ফেনা প্লাস্টিক এবং সম্পর্কিত উপকরণ তৈরিতে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। ফেনাযুক্ত অবস্থায় পলিস্টাইরিনের তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্য এটিকে বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ভবনের দেয়াল, মেঝে, ছাদ এবং ছাদ নিরোধক করার জন্য ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। পলিস্টাইরিন ফোমের নেতৃত্বে অন্তরক উপকরণের প্রাচুর্যের জন্য ধন্যবাদ যে আমরা যে পদার্থটি বিবেচনা করছি সে সম্পর্কে সাধারণ মানুষ জানে। এই উপকরণগুলি ব্যবহার করা সহজ, পচা এবং আক্রমনাত্মক পরিবেশে প্রতিরোধী, সেইসাথে চমৎকার তাপ নিরোধক বৈশিষ্ট্য।

ত্রুটি

অন্যান্য উপাদানের মতো, পলিস্টাইরিনের অসুবিধা রয়েছে। প্রথমত, এগুলি হল পরিবেশগত অনিরাপদ (আমরা নিরাপদ নিষ্পত্তি পদ্ধতির অভাব সম্পর্কে কথা বলছি), ভঙ্গুরতা এবং আগুনের ঝুঁকি।

রিসাইক্লিং

পলিস্টাইরিন নিজেই পরিবেশের জন্য বিপজ্জনক নয়, তবে এটি থেকে তৈরি কিছু পণ্য বিশেষ হ্যান্ডলিং প্রয়োজন।

বর্জ্য পদার্থ এবং এর কপলিমারগুলি জীবনের শেষ পণ্য এবং শিল্প বর্জ্য আকারে জমা হয়। পলিস্টাইরিন প্লাস্টিকের পুনর্ব্যবহার বিভিন্ন উপায়ে করা হয়:

1. শিল্প বর্জ্য নিষ্পত্তি যা ব্যাপকভাবে দূষিত হয়েছে।
2. ঢালাই, এক্সট্রুশন এবং প্রেসিং পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রযুক্তিগত বর্জ্য প্রক্রিয়াকরণ।
3. জরাজীর্ণ পণ্যের নিষ্পত্তি।
4. মিশ্র বর্জ্য নিষ্পত্তি।

পলিস্টেরিন পুনর্ব্যবহার করা আপনাকে পরিবেশকে দূষিত না করেই পুরানো কাঁচামাল থেকে নতুন উচ্চ-মানের পণ্য পেতে দেয়। পলিমার প্রক্রিয়াকরণের প্রতিশ্রুতিশীল ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি হল পলিস্টেরিন কংক্রিট উত্পাদন, যা নিম্ন-বৃদ্ধি ভবন নির্মাণে ব্যবহৃত হয়।

তাপীয় ধ্বংস বা তাপীয় অক্সিডেটিভ ধ্বংসের সময় গঠিত পলিমার পচন পণ্য বিষাক্ত। পলিমার প্রক্রিয়াকরণের সময়, বেনজিন, স্টাইরিন, ইথিলবেনজিন, কার্বন মনোক্সাইড এবং টলুইনের বাষ্প আংশিক ধ্বংসের মাধ্যমে নির্গত হতে পারে।

জ্বলন্ত

পলিমার পুড়ে গেলে কার্বন ডাই অক্সাইড, কার্বন মনোক্সাইড এবং কাঁচ নির্গত হয়। সাধারণভাবে, পলিস্টাইরিনের দহন প্রতিক্রিয়ার সমীকরণটি এরকম দেখায়: (C 8 H 8) n + O 2 = CO 2 + H 2 O। একটি পলিমারের জ্বলন যাতে সংযোজন (শক্তি-বর্ধক উপাদান, রঞ্জক ইত্যাদি) থাকে। ) অন্যান্য অনেক ক্ষতিকারক পদার্থের মুক্তির দিকে পরিচালিত করে।

টাস্ক 449 (w)
শিল্পে স্টাইরিন কীভাবে উত্পাদিত হয়? এর পলিমারাইজেশনের জন্য একটি স্কিম দিন। পলিমারের রৈখিক এবং ত্রিমাত্রিক কাঠামোর চিত্র আঁকুন।
সমাধান:

স্টাইরিনের প্রস্তুতি এবং পলিমারাইজেশন

অধিকাংশ স্টাইরিন(প্রায় 85%) ডিহাইড্রোজেনেশন দ্বারা শিল্পে প্রাপ্ত হয় মি ইথাইলবেনজিন 600-650°C তাপমাত্রায়, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং অতি উত্তপ্ত জলীয় বাষ্পের সাথে 3 - 10 বার পাতলা করে। পটাসিয়াম কার্বনেট যোগ করে আয়রন-ক্রোমিয়াম অক্সাইড অনুঘটক ব্যবহার করা হয়।

আরেকটি শিল্প পদ্ধতি যার মাধ্যমে অবশিষ্ট 15% প্রাপ্ত হয় ডিহাইড্রেশন দ্বারা মিথাইলফেনাইল কার্বিনল, ইথাইলবেনজিন হাইড্রোপেরক্সাইড থেকে প্রোপিলিন অক্সাইড উৎপাদনের সময় গঠিত। ইথাইলবেনজিন হাইড্রোপেরক্সাইড বায়ুর অ-অনুঘটক জারণ দ্বারা ইথাইলবেনজিন থেকে প্রাপ্ত হয়।

স্টাইরিনের অ্যানিওনয়েড পলিমারাইজেশনের স্কিম:

পলিস্টাইরিন- সূত্র সহ থার্মোপ্লাস্টিক নিরাকার পলিমার:

[CH 2 = C (C 6 H 5) H] n------------> [-CH 2 - C(C 6 H 5)H -]n
স্টাইরিন পলিস্টাইরিন

স্টাইরিনের পলিমারাইজেশনতরল অ্যামোনিয়াতে সোডিয়াম বা পটাসিয়াম অ্যামাইডের প্রভাবে ঘটে।

পলিমার কাঠামো:

অদ্ভুততা রৈখিক এবং শাখাযুক্ত পলিমার- ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনের মধ্যে প্রাথমিক (রাসায়নিক) বন্ধনের অনুপস্থিতি; বিশেষ মাধ্যমিক আন্তঃআণবিক শক্তি তাদের মধ্যে কাজ করে।

রৈখিক পলিমার অণু:

শাখাযুক্ত রৈখিক অণু:

যদি ম্যাক্রোমোলিকুলার চেইনরাসায়নিক বন্ধন দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে যা ক্রস ব্রিজ (একটি ত্রিমাত্রিক কাঠামো) তৈরি করে, তারপরে এই জাতীয় জটিল ম্যাক্রোমোলিকুলের গঠনকে স্থানিক বলা হয়। স্থানিক পলিমারগুলিতে ভ্যালেন্স বন্ডগুলি এলোমেলোভাবে সমস্ত দিক থেকে বিচ্ছিন্ন হয়। তাদের মধ্যে ক্রস-লিঙ্কগুলির একটি বিরল বিন্যাস সহ পলিমার রয়েছে। এই পলিমারগুলিকে নেটওয়ার্ক পলিমার বলা হয়।

ত্রিমাত্রিক পলিমার কাঠামো:

পলিমার নেটওয়ার্ক গঠন:

পলিস্টাইরিন

ভাত। 1. পলিস্টাইরিনের রৈখিক গঠন

পলিওরগানোসিলোক্সেন

ভাত। 2. polyorganosiloxane এর ত্রিমাত্রিক গঠন

পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ায় এমন যৌগ জড়িত যা কমপক্ষে একটি একাধিক বন্ধন বা রিং ধারণ করে। একটি মনোমারের প্রতিক্রিয়া নির্ভর করে তার গঠন, মনোমার অণুতে দ্বৈত বন্ধনের সংমিশ্রণ, বিকল্পের সংখ্যা এবং আপেক্ষিক বিন্যাস এবং ডাবল বন্ডের উপর তাদের মেরুকরণ প্রভাব।

র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন একটি চেইন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে এবং একটি শাখাবিহীন চেইন বিক্রিয়ার গতিবিদ্যা দ্বারা বর্ণনা করা হয়।

চেইন প্রতিক্রিয়ার প্রধান পর্যায়:

1. দীক্ষা- সক্রিয় কেন্দ্র গঠন;
2. চেইন বৃদ্ধি- সক্রিয় কেন্দ্রে মনোমারগুলির ক্রমিক সংযোজন;
3. খণ্ডিত বর্তনী- সক্রিয় কেন্দ্রের মৃত্যু;
4. চেইন ট্রান্সমিশন- অন্য অণুতে সক্রিয় কেন্দ্র স্থানান্তর।

I. চেইন দীক্ষা (নিউক্লিয়েশন)

এই পর্যায়টি সবচেয়ে শক্তি-নিবিড়। পার্থক্য করা শারীরিকএবং রাসায়নিকদীক্ষা

শারীরিক দীক্ষা:

রাসায়নিক দীক্ষা

এই দীক্ষা পদ্ধতি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। নীতি ব্যবহার করা হয় সূচনাকারী পদার্থ(পেরক্সাইড, অ্যাজো যৌগ, রেড-অক্স সিস্টেম), যেখানে রাসায়নিক বন্ধন ভাঙার শক্তি মনোমারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। এই ক্ষেত্রে, প্রক্রিয়াটি দুটি পর্যায়ে ঘটে: প্রথমত, ইনিশিয়েটর র্যাডিকেল তৈরি হয়, যা পরে মনোমার অণুতে যোগ দেয়, একটি প্রাথমিক মনোমার র্যাডিকাল গঠন করে।

সূচনাকারী অনুঘটক বৈশিষ্ট্য খুব অনুরূপ, কিন্তু তার পার্থক্যতাই কি সূচনাকারী ব্যয় হয়একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময়, কিন্তু একটি অনুঘটক না.

সূচনাকারীদের উদাহরণ:

২. চেইনের বৃদ্ধি

মনোমারগুলি পর্যায়ক্রমে প্রাথমিক মনোমার র্যাডিকেলের সক্রিয় কেন্দ্রের সাথে সংযুক্ত করে।

III. খণ্ডিত বর্তনী

সক্রিয় কেন্দ্রের (কাইনেটিক চেইন সমাপ্তি) মৃত্যুর ফলে চেইন সমাপ্তি ঘটে।

• গতি শৃঙ্খল মধ্যে বিরতি- সক্রিয় কেন্দ্রগুলি অদৃশ্য হয়ে যায়;
• উপাদান শৃঙ্খল মধ্যে বিরতি- যখন একটি প্রদত্ত শৃঙ্খল বৃদ্ধি বন্ধ করে, কিন্তু সক্রিয় কেন্দ্রটি অন্য ম্যাক্রোমোলিকিউলে বা মনোমারে স্থানান্তরিত হয় (চেইন স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া)।

গতিশীল এবং বস্তুগত শৃঙ্খলের মৃত্যুর দিকে পরিচালিত প্রতিক্রিয়া - প্রতিক্রিয়া পুনর্মিলনএবং অনুপাত

চেইন টার্মিনেশন রিঅ্যাকশনের ধরন (পুনঃসংযোজন বা অনুপাত) বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে, বিশেষ করে মনোমার অণুর গঠনের উপর। যদি মনোমারে এমন একটি বিকল্প থাকে যা আকারে বড় বা রাসায়নিক প্রকৃতিতে ইলেক্ট্রোনেগেটিভ হয়, তবে এই ধরনের ক্রমবর্ধমান র্যাডিকেল একে অপরের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় না এবং অসামঞ্জস্যের মাধ্যমে চেইন সমাপ্তি ঘটে। উদাহরণস্বরূপ, মিথাইল মেথাক্রাইলেটের ক্ষেত্রে:

র্যাডিকেলগুলি বৃদ্ধির সাথে সাথে সিস্টেমের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায় এবং ম্যাক্রোর্যাডিকালগুলির গতিশীলতার কারণে, পুনঃসংযোজন দ্বারা চেইন সমাপ্তির হার হ্রাস পায়। সিস্টেমের সান্দ্রতা বৃদ্ধির সাথে ম্যাক্রোরাডিকালের জীবনকাল বৃদ্ধি একটি আকর্ষণীয় ঘটনার দিকে পরিচালিত করে - পরবর্তী পর্যায়ে পলিমারাইজেশনের ত্বরণ ( জেল প্রভাব) ম্যাক্রোরাডিকালের ঘনত্ব বৃদ্ধির কারণে।

IV চেইন ট্রান্সমিশন

একটি ক্রমবর্ধমান র্যাডিকেল দ্বারা একটি অণু থেকে একটি পরমাণু বা পরমাণুর গ্রুপের বিচ্ছিন্নতা দ্বারা চেইন স্থানান্তর ঘটে। শৃঙ্খল স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া উপাদান শৃঙ্খলের বিরতির দিকে নিয়ে যায় এবং গতিশীল শৃঙ্খলের বৃদ্ধি অব্যাহত থাকে।

চেইন ট্রান্সমিশন আলাদা করা হয়:

র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের বৈশিষ্ট্য:

• উচ্চ পলিমারাইজেশন হার;
• শাখাপ্রশাখা;
• সংযোগ g-g, g-xv, xv-xv সম্ভব;
• পলিমোলিকুলার পলিমার।

র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের গতিবিদ্যা

রাসায়নিক গতিবিদ্যারসায়নের একটি শাখা যা সময়ের সাথে সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রক্রিয়া এবং নিদর্শন এবং বাহ্যিক অবস্থার উপর এই নিদর্শনগুলির নির্ভরতা অধ্যয়ন করে।

র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের গতিবিদ্যা অধ্যয়ন করার জন্য, শুরু হওয়া পদার্থ, চাপ এবং তাপমাত্রার ঘনত্বের উপর প্রতিক্রিয়া হার এবং পলিমারাইজেশনের ডিগ্রির নির্ভরতা বিবেচনা করা প্রয়োজন।

পদবি:

I. প্রতিক্রিয়া হারের উপর পদার্থের শুরুর ঘনত্বের প্রভাব।

সামগ্রিক প্রতিক্রিয়া হার নির্ভর করে র‌্যাডিকেল V গঠনের হারের উপর (দীক্ষার হার), চেইন বৃদ্ধির হার V r এবং এর সমাপ্তি V o এর উপর।

আমরা মুক্ত র‌্যাডিক্যাল পলিমারাইজেশনের প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করব, যখন রাসায়নিক সূচনাকারী ব্যবহার করে সূচনা করা হয়।

আসুন প্রতিটি পর্যায়ে তাকান:

গতিবিদ্যা বিবেচনা ব্যাপকভাবে সহজতর হয় যদি প্রতিক্রিয়া কাছাকাছি অবস্থার অধীনে ঘটে স্থির মোড, কোনটিতে মুক্ত র‌্যাডিক্যালের উপস্থিতি এবং অন্তর্ধানের হার সমান হিসাবে বিবেচিত হতে পারে. এই ক্ষেত্রে, সক্রিয় কেন্দ্রগুলির ঘনত্ব ধ্রুবক হবে।

বক্ররেখা থেকে দেখা যায়, পলিমারাইজেশনের ফলে মনোমারকে পলিমারে রূপান্তরিত করার প্রধান বিক্রিয়ার হার অনুসারে পাঁচটি বিভাগকে আলাদা করা যেতে পারে:

1 - নিরোধক সাইট, যেখানে ফ্রি র‌্যাডিক্যালের ঘনত্ব কম। এবং তারা চেইন পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া শুরু করতে পারে না;

2 - পলিমারাইজেশন ত্বরণ বিভাগ, যেখানে মনোমারকে পলিমারে রূপান্তর করার প্রধান প্রতিক্রিয়া শুরু হয় এবং গতি বৃদ্ধি পায়;

3 - স্থির এলাকা, যেখানে মনোমারের প্রধান পরিমাণের পলিমারাইজেশন একটি ধ্রুবক গতিতে ঘটে (সময়ে রূপান্তরের সরল-রেখা নির্ভরতা);

4 - প্রতিক্রিয়া মন্থর বিভাগ, যেখানে বিনামূল্যে মনোমার সামগ্রী হ্রাসের কারণে প্রতিক্রিয়া হার হ্রাস পায়;

5 - মনোমারের সম্পূর্ণ পরিমাণ নিঃশেষ হওয়ার পরে স্থির মোডটি সাধারণত প্রতিক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়ে পরিলক্ষিত হয়, যখন প্রতিক্রিয়া ভরের সান্দ্রতা কম থাকে এবং চেইন নিউক্লিয়েশন এবং চেইন সমাপ্তির ক্ষেত্রে সমানভাবে সম্ভাবনা থাকে। .

এইভাবে, চেইন বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়ার হার হল:

২. পলিমারাইজেশন ডিগ্রী উপর শুরু পদার্থ ঘনত্ব প্রভাব.

পলিমারাইজেশনের ডিগ্রি বৃদ্ধির হার এবং চেইন সমাপ্তির অনুপাতের উপর নির্ভর করে:

আসুন গতির জন্য সংশ্লিষ্ট অভিব্যক্তিগুলি বিবেচনা করি

পলিমারাইজেশন ডিগ্রী হল:

III. চেইন প্রচার বিক্রিয়ার হারের উপর তাপমাত্রার প্রভাব।

আসুন আরহেনিয়াস সমীকরণটিকে চেইন বৃদ্ধির হার সমীকরণে প্রতিস্থাপন করি:

আসুন ফলিত অভিব্যক্তিটি লগারিদম করি:

লব (6+15-4 = 17) শূন্যের চেয়ে বড়, যার মানে তাপমাত্রা যত বেশি হবে, র্যাডিকাল পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার হার তত বেশি হবে। যাইহোক, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে র‌্যাডিকেলগুলির একে অপরের সাথে সংঘর্ষের সম্ভাবনা (অনুপাত বা পুনর্মিলন দ্বারা চেইন সমাপ্তি) বা কম আণবিক ওজনের অমেধ্যগুলির সাথেও বৃদ্ধি পায়। ফলস্বরূপ, সম্পূর্ণরূপে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় এবং পলিমারে কম আণবিক ওজন ভগ্নাংশের অনুপাত বৃদ্ধি পায়। শাখাযুক্ত অণু গঠনের দিকে পরিচালিত পার্শ্ব প্রতিক্রিয়ার সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। "হেড টু হেড" এবং "টেইল থেকে টেইল" মনোমার সংযোগ প্রকারের অনুপাত বৃদ্ধির কারণে পলিমার চেইন নির্মাণে অনিয়ম বৃদ্ধি পায়।

বৃদ্ধি সক্রিয়করণ শক্তি ~ 6 kcal/mol;

সূচনা সক্রিয়করণ শক্তি ~30 kcal/mol;

সমাপ্তি সক্রিয়করণ শক্তি ~8 kcal/mol.

লব (6-15-4 = -13) শূন্যের চেয়ে কম, যার মানে হল যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে পলিমারাইজেশনের ডিগ্রী হ্রাস পায়। ফলস্বরূপ, সম্পূর্ণরূপে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় এবং পলিমারে কম আণবিক ওজন ভগ্নাংশের অনুপাত বৃদ্ধি পায়।

V. পলিমারাইজেশন হারের উপর চাপের প্রভাব

লে চ্যাটেলিয়ারের নীতি: যদি কোনও সিস্টেম বাহ্যিক প্রভাবের সংস্পর্শে আসে, তবে সিস্টেমে প্রক্রিয়াগুলি সক্রিয় করা হয় যা এই প্রভাবকে দুর্বল করে।

চাপ যত বেশি, র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের হার তত বেশি। যাইহোক, ঘনীভূত সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করতে, কয়েক হাজার বায়ুমণ্ডলের চাপ প্রয়োগ করতে হবে।

চাপের মধ্যে পলিমারাইজেশনের একটি বৈশিষ্ট্য হল যে গতি বৃদ্ধির ফলে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস পায় না।

পলিমারাইজেশন ইনহিবিটার এবং রিটাডার।

ওপেন সার্কিট এবং ট্রান্সমিশনের ঘটনাগুলি এর জন্য অনুশীলনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:

• মনোমার সংরক্ষণের সময় অকাল পলিমারাইজেশন প্রতিরোধ করা;
• পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে

প্রথম ক্ষেত্রে, তারা মনোমারগুলিতে যোগ করে ইনহিবিটারবা স্টেবিলাইজার, যা শৃঙ্খল পরিসমাপ্তি ঘটায় এবং নিজেরাই যৌগগুলিতে পরিণত হয় যা পলিমারাইজেশন শুরু করতে অক্ষম। মনোমার বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেনের সাথে প্রতিক্রিয়া করলে তারা গঠিত পারক্সাইডগুলিকেও ধ্বংস করে।

ইনহিবিটরস: কুইনোনস, অ্যারোমেটিক অ্যামাইনস, নাইট্রো যৌগ, ফেনোলস।

নিয়ন্ত্রকপলিমারাইজেশন উপাদান শৃঙ্খলের অকাল সমাপ্তি ঘটায়, প্রবর্তিত নিয়ন্ত্রকের পরিমাণের অনুপাতে পলিমারের আণবিক ওজন হ্রাস করে। এর একটি উদাহরণ হল মারকাপটান।

র্যাডিকাল পলিমারাইজেশনের তাপগতিবিদ্যা

সক্রিয় কেন্দ্রে মনোমার যোগ করার সাথে সাথে চেইন বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়, এর নির্মূল-ডিপোলিমারাইজেশনও ঘটতে পারে।

পলিমারাইজেশনের থার্মোডাইনামিক সম্ভাবনা, অন্যান্য ভারসাম্য রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মতো, গিবস এবং হেলমহোল্টজ ফাংশন ব্যবহার করে বর্ণনা করা যেতে পারে:

যাইহোক, গিবস ফাংশনটি বাস্তব অবস্থার সবচেয়ে কাছাকাছি, তাই আমরা এটি ব্যবহার করব:

এছাড়াও, গিবস ফাংশনের পরিবর্তন সমীকরণ দ্বারা বিক্রিয়ার ভারসাম্য ধ্রুবকের সাথে সম্পর্কিত:

পলিমারাইজেশন-ডিপোলিমারাইজেশন ভারসাম্যের ধ্রুবক ফলাফল পলিমারের (p>>1) যথেষ্ট বড় আণবিক ওজনে শুধুমাত্র মনোমারের ভারসাম্য ঘনত্বের উপর নির্ভর করে:

কোথা থেকে এটা যে অনুসরণ

সমীকরণ (a) থেকে আপনি যে তাপমাত্রায় পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া ঘটবে না তা খুঁজে পেতে পারেন এবং সমীকরণ (b) থেকে আপনি মনোমারের ভারসাম্য ঘনত্ব খুঁজে পেতে পারেন, যার উপরে পলিমারাইজেশন ঘটবে।

তাপমাত্রার প্রভাব

ভারসাম্য ঘনত্বের উপর তাপমাত্রার প্রভাব নির্ধারণ করতে, আমরা নিম্নরূপ সমীকরণ (b) উপস্থাপন করি:

ক্ষেত্রে যেখানে ΔH°<0 и ΔS°<0 с ростом температуры увеличивается равновесная концентрация мономера. Верхний предел ограничен концентрацией мономера в массе. Это значит, что есть некоторая верхняя предельная температура - Т в.пр. , выше которой полимеризация невозможна.

ক্ষেত্রে যখন ΔH°>0 এবং ΔS°>0 একটি বিপরীত সম্পর্ক পরিলক্ষিত হয়: তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে, মনোমারের ভারসাম্য ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। ফলস্বরূপ, নেতিবাচক তাপীয় প্রভাব সহ মনোমারদের জন্য একটি নিম্ন সীমিত তাপমাত্রা T n.a।

এমন কিছু পরিচিত ঘটনা রয়েছে যখন এই নির্ভরতাগুলিকে ছেদ করে না, কিন্তু তারা ব্যবহারিক স্বার্থের নয়।

থার্মোডাইনামিক সম্ভাবনা

এখন একটি প্রতিক্রিয়া ঘটানোর তাপগতিগত সম্ভাবনা বিবেচনা করুন, যে শর্তটির জন্য সমতা ΔG<0. Оно определяется как изменением энтальпии так и энтропии, причем вклад энтропийного члена будет изменяться с температурой реакции.

একাধিক বন্ড বরাবর পলিমারাইজেশনের সময়, সিস্টেমের এনট্রপি সর্বদা হ্রাস পায়, যেমন এনট্রপিক কারণে প্রক্রিয়াটি অলাভজনক। মনোমারের প্রকৃতির উপর ∆S° এর দুর্বল নির্ভরতা এই কারণে যে ∆S° এর প্রধান অবদানটি আসে মনোমার অণুর স্বাধীনতার অনুবাদমূলক ডিগ্রী হারানোর কারণে।

কিন্তু মনোমারগুলিও পরিচিত যার জন্য পলিমারাইজেশনের সময় এনট্রপি বৃদ্ধি পায়। ∆S°-এর এই পরিবর্তন কিছু চাপহীন চক্রের জন্য সাধারণ। অধিকন্তু, যেহেতু পলিমারাইজেশন একটি এনট্রপিক দৃষ্টিকোণ থেকে উপকারী বলে প্রমাণিত হয়, তাই এটি নেতিবাচক তাপীয় প্রভাবের সাথেও ঘটতে পারে (রৈখিক পলিমার গঠনের সাথে S 8 এবং Se 8 চক্রের পলিমারাইজেশন)

বেশিরভাগ ভিনাইল মনোমারের পলিমারাইজেশনের জন্য গণনা এবং এনট্রপি পরিমাপ দেখায় যে ∆S° প্রায় 120 J/K mol।

বিপরীতে, ∆Н° মোটামুটি বিস্তৃত পরিসরে মনোমারের রাসায়নিক কাঠামোর উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয় (∆Q° = −∆Н° বিভিন্ন kJ/mol থেকে 100 kJ/mol পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়), যা এর পার্থক্যের কারণে একাধিক বন্ডের প্রকৃতি এবং এর বিকল্প। ∆Н° এর নেতিবাচক মান নির্দেশ করে যে পলিমারাইজেশন এনথালপি ফ্যাক্টরের দৃষ্টিকোণ থেকে উপকারী। 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের সাধারণ তাপমাত্রায়, পলিমারাইজেশন থার্মোডাইনামিকভাবে মনোমারদের জন্য সমাধানযোগ্য যার তাপীয় প্রভাব 40 kJ/mol অতিক্রম করে। এই শর্তটি বেশিরভাগ ভিনাইল মনোমারদের জন্য পূরণ করা হয়। যাইহোক, C=O বন্ডে পলিমারাইজেশনের সময়, তাপীয় প্রভাব 40 kJ/mol এর নিচে থাকে। অতএব, শর্ত ∆G<0 соблюдается только при достаточно низких температурах, когда |TΔS°|<|ΔH°|.

পলিমারাইজেশনের তাত্ত্বিক এবং ব্যবহারিক এনথালপির মধ্যে পার্থক্যের ঘটনাটি বিবেচনা করা যাক

কম শক্তি নির্গত হয়, কোথায় যায়?

1. কাপলিং প্রভাব ধ্বংস হয়;
2. স্টেরিক বিকর্ষণ (পলিস্টাইরিনের সংশ্লেষণের সময়, স্টেরিক বিকর্ষণের কারণে একটি হেলিকাল অণু গঠিত হয়)।

রিংগুলির পলিমারাইজেশনের সময় Q বৃদ্ধির কারণ হল হাইব্রিডাইজড অরবিটালের মধ্যে তাপগতিগতভাবে প্রতিকূল বন্ধন কোণ এবং বিকল্পের একক ইলেকট্রন জোড়ার বিকর্ষণ।

1. সাইকেল খোলা (ΔS 1° > 0)
2. চেইন বৃদ্ধি (ΔS 2°< 0)

ΔS° = ΔS 1° + ΔS 2°, ΔS° শূন্যের চেয়ে বড় বা কম হতে পারে।

উচ্চ আণবিক ওজন যৌগ (HMCs) 10,000 এর বেশি আণবিক ওজন সহ যৌগ বলা হয়।

প্রায় সব উচ্চ আণবিক ওজন পদার্থ পলিমার হয়.

পলিমার- এগুলি এমন পদার্থ যার অণুগুলি রাসায়নিক বন্ধনের দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত প্রচুর সংখ্যক পুনরাবৃত্তিমূলক কাঠামোগত ইউনিট নিয়ে গঠিত।

পলিমারগুলি বিক্রিয়ার মাধ্যমে উত্পাদিত হতে পারে যা দুটি প্রধান প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারে: এগুলি হল পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়াএবং পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া.

পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া

পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়া -এগুলি কম আণবিক ওজনের পদার্থের (মনোমার) বিপুল সংখ্যক অণুকে একত্রিত করে পলিমার গঠনের প্রতিক্রিয়া।

মনোমার অণুর সংখ্যা ( n), একটি পলিমার অণুতে মিলিত হওয়াকে বলা হয় পলিমারাইজেশন ডিগ্রী.

অণুতে একাধিক বন্ধন সহ যৌগগুলি পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ায় প্রবেশ করতে পারে। যদি মনোমার অণুগুলি অভিন্ন হয় তবে প্রক্রিয়াটিকে বলা হয় হোমোপলিমারাইজেশন, এবং যদি ভিন্ন হয় - কপোলিমারাইজেশন.

হোমোপলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়াগুলির উদাহরণ, বিশেষত, ইথিলিন থেকে পলিথিন গঠনের প্রতিক্রিয়া:

কপোলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার একটি উদাহরণ হল 1,3-বুটাডিয়ান এবং স্টাইরিন থেকে স্টাইরিন-বুটাডিয়ান রাবারের সংশ্লেষণ:

পলিমারাইজেশন বিক্রিয়া এবং প্রারম্ভিক মনোমার দ্বারা উত্পাদিত পলিমার

পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া

পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া- এগুলি মনোমার থেকে পলিমার গঠনের প্রতিক্রিয়া, যার সময়, পলিমার ছাড়াও, একটি কম আণবিক ওজনের পদার্থ (প্রায়শই জল) একটি উপ-পণ্য হিসাবে গঠিত হয়।

পলিকনডেনসেশন বিক্রিয়ায় এমন যৌগ জড়িত যার অণুতে কোনো কার্যকরী গ্রুপ থাকে। এই ক্ষেত্রে, পলিকনডেনসেশন বিক্রিয়া, পলিমারাইজেশন বিক্রিয়ার অনুরূপ এক বা একাধিক মনোমার ব্যবহার করা হয় কিনা সে অনুযায়ী বিক্রিয়ায় বিভক্ত। homopolycondensationএবং copolycondensation.

হোমোপলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে:

* গ্লুকোজ অণু থেকে পলিস্যাকারাইড অণুর (স্টার্চ, সেলুলোজ) গঠন (প্রকৃতিতে):

* ε-অ্যামিনোকাপ্রোইক অ্যাসিড থেকে ক্যাপ্রন তৈরির প্রতিক্রিয়া:

কপোলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে:

* ফেনল-ফরমালডিহাইড রজন গঠনের প্রতিক্রিয়া:

* লাভসান (পলিয়েস্টার ফাইবার) গঠনের প্রতিক্রিয়া:

পলিমার-ভিত্তিক উপকরণ

প্লাস্টিক

প্লাস্টিক- পলিমারের উপর ভিত্তি করে উপকরণ যা তাপ এবং চাপের প্রভাবে ঢালাই করতে এবং শীতল হওয়ার পরে একটি প্রদত্ত আকৃতি বজায় রাখতে সক্ষম।

উচ্চ আণবিক ওজন পদার্থ ছাড়াও, প্লাস্টিক অন্যান্য পদার্থ ধারণ করে, কিন্তু মূল উপাদান এখনও পলিমার. এর বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য ধন্যবাদ, এটি সমস্ত উপাদানকে একক পুরো ভরে আবদ্ধ করে এবং তাই এটিকে বাইন্ডার বলা হয়।

তাপের সাথে তাদের সম্পর্কের উপর নির্ভর করে প্লাস্টিককে ভাগ করা হয় থার্মোপ্লাস্টিক পলিমার (থার্মোপ্লাস্টিক) এবং থার্মোসেট.

থার্মোপ্লাস্টিক- এক ধরনের প্লাস্টিক যা উত্তপ্ত হলে বারবার গলে যেতে পারে এবং ঠান্ডা হলে ঘনীভূত হতে পারে, যার ফলে বারবার তাদের আসল আকৃতি পরিবর্তন করা সম্ভব হয়।

থার্মোসেট- প্লাস্টিক, যার অণুগুলি, যখন উত্তপ্ত হয়, একটি একক ত্রিমাত্রিক জাল কাঠামোতে "সেলাই" হয়, যার পরে তাদের আকৃতি পরিবর্তন করা আর সম্ভব হয় না।

উদাহরণস্বরূপ, থার্মোপ্লাস্টিক হল পলিথিন, পলিপ্রোপিলিন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড (পিভিসি) ইত্যাদির উপর ভিত্তি করে তৈরি প্লাস্টিক।

থার্মোসেটগুলি, বিশেষত, ফেনল-ফরমালডিহাইড রেজিনের উপর ভিত্তি করে প্লাস্টিক।

রাবারস

রাবারস- অত্যন্ত ইলাস্টিক পলিমার, যার কার্বন কঙ্কাল নিম্নরূপ উপস্থাপন করা যেতে পারে:

যেমন আমরা দেখি, রাবারের অণুতে ডবল C=C বন্ড থাকে, যেমন রাবার অসম্পৃক্ত যৌগ।

রাবারগুলি কনজুগেটেড ডাইনের পলিমারাইজেশন দ্বারা প্রাপ্ত হয়, যেমন যৌগ যেখানে দুটি ডাবল C=C বন্ধন একে অপরের থেকে একটি একক C-C বন্ড দ্বারা পৃথক করা হয়।

1) বুটাডিন:

সাধারণ পরিভাষায় (শুধুমাত্র কার্বন কঙ্কাল দেখানো), রাবার গঠনের জন্য এই ধরনের যৌগগুলির পলিমারাইজেশন নিম্নলিখিত স্কিম দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে:

সুতরাং, উপস্থাপিত চিত্রের উপর ভিত্তি করে, আইসোপ্রিন পলিমারাইজেশন সমীকরণটি দেখতে এইরকম হবে:

একটি খুব মজার তথ্য হল যে এটি অগ্রগতির দিক থেকে সবচেয়ে উন্নত দেশগুলি ছিল না যারা প্রথমে রাবারের সাথে পরিচিত হয়েছিল, কিন্তু ভারতীয় উপজাতিরা, যাদের শিল্প এবং বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত অগ্রগতির অভাব ছিল। স্বাভাবিকভাবেই, ভারতীয়রা কৃত্রিমভাবে রাবার পায়নি, তবে প্রকৃতি তাদের যা দিয়েছে তা ব্যবহার করেছে: তারা যে অঞ্চলে (দক্ষিণ আমেরিকা) বাস করত সেখানে হেভিয়া গাছ বেড়ে ওঠে, যার রসে 40-50% পর্যন্ত আইসোপ্রিন রাবার থাকে। এই কারণে, আইসোপ্রিন রাবারকে প্রাকৃতিকও বলা হয়, তবে এটি সিন্থেটিকভাবেও পাওয়া যায়।

অন্যান্য সমস্ত ধরণের রাবার (ক্লোরোপ্রিন, বুটাডিন) প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না, তাই সেগুলিকে সিন্থেটিক হিসাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে।

যাইহোক, রাবার, তার সুবিধার সত্ত্বেও, এছাড়াও অসুবিধা আছে একটি সংখ্যা. উদাহরণস্বরূপ, রাবার দীর্ঘ, রাসায়নিকভাবে সম্পর্কহীন অণু নিয়ে গঠিত হওয়ার কারণে, এর বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে শুধুমাত্র একটি সংকীর্ণ তাপমাত্রা পরিসরে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। উত্তাপে, রাবার আঠালো হয়ে যায়, এমনকি সামান্য প্রবাহিত হয় এবং অপ্রীতিকর গন্ধ হয় এবং কম তাপমাত্রায় এটি শক্ত হয়ে যাওয়ার এবং ফাটল হওয়ার জন্য সংবেদনশীল।

রাবারের প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলি ভলকানাইজেশন দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা যেতে পারে। রাবারের ভলকানাইজেশন হল এটিকে সালফার দিয়ে গরম করার প্রক্রিয়া, যার ফলস্বরূপ স্বতন্ত্র, প্রাথমিকভাবে সংযোগহীন, রাবারের অণুগুলি সালফার পরমাণুর (পলিসালফাইড "ব্রিজ") চেইনগুলির সাথে "সেলাই" হয়। একটি উদাহরণ হিসাবে সিন্থেটিক বুটাডিন রাবার ব্যবহার করে রাবারকে রাবারে রূপান্তর করার স্কিমটি নিম্নরূপ প্রদর্শন করা যেতে পারে:

তন্তু

তন্তুএকটি রৈখিক কাঠামোর পলিমারের উপর ভিত্তি করে উপকরণ, যা থ্রেড, টো এবং টেক্সটাইল উপকরণ তৈরির জন্য উপযুক্ত।

তাদের উত্স অনুযায়ী তন্তুগুলির শ্রেণীবিভাগ

মানবসৃষ্ট তন্তু(ভিসকস, অ্যাসিটেট ফাইবার) বিদ্যমান প্রাকৃতিক ফাইবার (তুলা এবং শণ) এর রাসায়নিক চিকিত্সার মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়।

সিন্থেটিক ফাইবারপ্রধানত পলিকনডেনসেশন প্রতিক্রিয়া দ্বারা প্রাপ্ত হয় (লাভসান, নাইলন, নাইলন)।