পলিমারের গঠন কী তা নিয়ে অনেকেই আগ্রহী। এর উত্তর এই নিবন্ধে দেওয়া হবে। পলিমার বৈশিষ্ট্যগুলি (এরপরে - পি) সাধারণত সম্পত্তিটি যে স্কেলে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে তার উপর নির্ভর করে এবং সেইসাথে এর শারীরিক ভিত্তিতে বিভিন্ন শ্রেণিতে বিভক্ত। এই পদার্থের সবচেয়ে মৌলিক গুণ হল তাদের উপাদান মনোমার (M) এর পরিচয়। বৈশিষ্ট্যের দ্বিতীয় সেট, মাইক্রোস্ট্রাকচার নামে পরিচিত, মূলত এক Z এর স্কেলে এই Ms-এর বিন্যাসকে নির্দেশ করে। এই মৌলিক কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি এই পদার্থের বাল্ক ভৌত বৈশিষ্ট্য নির্ধারণে একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে, যা দেখায় যে P কীভাবে আচরণ করে। একটি ম্যাক্রোস্কোপিক উপাদান। ন্যানোস্কেলে রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করে যে কীভাবে চেইনগুলি বিভিন্ন শারীরিক শক্তির মাধ্যমে যোগাযোগ করে। ম্যাক্রো স্কেলে, তারা দেখায় কিভাবে মৌলিক P অন্যান্য রাসায়নিক এবং দ্রাবকের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে।
পরিচয়
পি তৈরি করা পুনরাবৃত্তি লিঙ্কগুলির পরিচয় হল এটির প্রথম এবংসবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। এই পদার্থের নামকরণ সাধারণত P তৈরি করে এমন মনোমারের অবশিষ্টাংশের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়। পলিমার যেগুলোতে শুধুমাত্র এক ধরনের পুনরাবৃত্তি ইউনিট থাকে সেগুলো হোমো-পি নামে পরিচিত। একই সময়ে, দুই বা ততোধিক ধরনের পুনরাবৃত্ত ইউনিট ধারণকারী Ps কপোলিমার হিসাবে পরিচিত। টারপলিমারে তিন ধরনের পুনরাবৃত্তি ইউনিট থাকে।
পলিস্টাইরিন, উদাহরণস্বরূপ, শুধুমাত্র স্টাইরিন এম অবশিষ্টাংশ নিয়ে গঠিত এবং তাই হোমো-পি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। অন্যদিকে, ইথিলিন ভিনাইল অ্যাসিটেটে একাধিক ধরণের পুনরাবৃত্তি ইউনিট রয়েছে এবং এইভাবে এটি একটি কপোলিমার। কিছু জৈবিক Ps অনেকগুলি ভিন্ন কিন্তু কাঠামোগতভাবে সম্পর্কিত মনোমেরিক অবশিষ্টাংশের সমন্বয়ে গঠিত; উদাহরণস্বরূপ, পলিনিউক্লিওটাইড যেমন ডিএনএ চার ধরনের নিউক্লিওটাইড সাবইউনিট দিয়ে গঠিত।
আয়নিজেবল সাবুনিট ধারণকারী একটি পলিমার অণু পলিইলেক্ট্রোলাইট বা আয়নোমার নামে পরিচিত।
মাইক্রোস্ট্রাকচার
পলিমারের মাইক্রোস্ট্রাকচার (কখনও কখনও কনফিগারেশন বলা হয়) মূল চেইন বরাবর M অবশিষ্টাংশের ভৌত বিন্যাসের সাথে সম্পর্কিত। এগুলি হল P কাঠামোর উপাদান যা পরিবর্তন করার জন্য একটি সমযোজী বন্ধন ভাঙতে হবে। গঠনটির P-এর অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের উপর একটি শক্তিশালী প্রভাব রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, প্রাকৃতিক রাবারের দুটি নমুনা ভিন্ন স্থায়িত্ব দেখাতে পারে যদিও তাদের অণুতে একই মনোমার থাকে।
পলিমারের গঠন ও বৈশিষ্ট্য
এই পয়েন্টটি স্পষ্ট করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। পলিমার কাঠামোর একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্য হল এর স্থাপত্য এবং আকৃতি, যা কীভাবে সম্পর্কিতশাখা বিন্দু একটি সরল রৈখিক শৃঙ্খল থেকে বিচ্যুতির দিকে পরিচালিত করে। এই পদার্থের শাখাযুক্ত অণু এক বা একাধিক পার্শ্ব চেইন বা বিকল্প শাখা সহ একটি প্রধান শৃঙ্খল নিয়ে গঠিত। শাখাযুক্ত Ps এর প্রকারের মধ্যে রয়েছে তারকা Ps, ঝুঁটি Ps, ব্রাশ Ps, ডেনড্রোনাইজড Ps, মই Ps এবং ডেনড্রাইমার। এছাড়াও রয়েছে দ্বি-মাত্রিক পলিমার যা টপোলজিক্যালি ফ্ল্যাট রিপিটিং ইউনিট নিয়ে গঠিত। জীবন্ত পলিমারাইজেশনের মতো বিভিন্ন ধরনের ডিভাইসের সাথে পি-ম্যাটেরিয়াল সংশ্লেষণ করতে বিভিন্ন কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে।
অন্যান্য গুণাবলী
পলিমার বিজ্ঞানে পলিমারের গঠন এবং গঠন কীভাবে শাখাবিন্যাস কঠোরভাবে রৈখিক পি-চেইন থেকে বিচ্যুতির দিকে নিয়ে যায় তার সাথে সম্পর্কিত। ব্রাঞ্চিং এলোমেলোভাবে ঘটতে পারে, বা প্রতিক্রিয়াগুলি নির্দিষ্ট আর্কিটেকচারকে লক্ষ্য করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে। এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইক্রোস্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্য। পলিমারের স্থাপত্য তার অনেক ভৌত বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে, যার মধ্যে রয়েছে দ্রবণ এবং গলিত সান্দ্রতা, বিভিন্ন রচনায় দ্রবণীয়তা, কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা এবং দ্রবণে পৃথক পি-কয়েলের আকার। এতে থাকা উপাদান এবং পলিমারের গঠন অধ্যয়নের জন্য এটি গুরুত্বপূর্ণ৷
শাখা
শাখাগুলি গঠন করতে পারে যখন একটি পলিমার অণুর ক্রমবর্ধমান প্রান্তটি হয় (ক) নিজের সাথে ফিরে আসে বা (খ) অন্য পি-স্ট্র্যান্ডের সাথে সংযুক্ত হয়, উভয়ই হাইড্রোজেন প্রত্যাহারের মাধ্যমে মধ্যবর্তী অঞ্চলের জন্য একটি বৃদ্ধি অঞ্চল তৈরি করতে পারে চেইন।
শাখার প্রভাব - রাসায়নিক ক্রসলিংকিং -চেইন মধ্যে সমযোজী বন্ধন গঠন. ক্রসলিংকিং Tg বৃদ্ধি করে এবং শক্তি এবং দৃঢ়তা বাড়ায়। অন্যান্য ব্যবহারের মধ্যে, এই প্রক্রিয়াটি ভলকানাইজেশন নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়াতে রাবারকে শক্তিশালী করতে ব্যবহৃত হয়, যা সালফার ক্রসলিংকিংয়ের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, গাড়ির টায়ারগুলির উচ্চ শক্তি এবং ক্রস-লিঙ্কিং রয়েছে যা বায়ু ফুটো কমাতে এবং তাদের স্থায়িত্ব বাড়াতে পারে। অন্যদিকে, রাবার ক্রস-লিঙ্কযুক্ত নয়, যা রাবারটিকে খোসা ছাড়তে দেয় এবং কাগজের ক্ষতি রোধ করে। উচ্চ তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ সালফারের পলিমারাইজেশনও ব্যাখ্যা করে কেন এটি গলিত অবস্থায় উচ্চ তাপমাত্রায় আরও সান্দ্র হয়ে ওঠে।
গ্রিড
একটি অত্যন্ত ক্রস-লিঙ্কযুক্ত পলিমার অণুকে পি-নেটওয়ার্ক বলা হয়। একটি পর্যাপ্ত উচ্চ ক্রসলিঙ্ক-টু-স্ট্র্যান্ড অনুপাত (C) একটি তথাকথিত অসীম নেটওয়ার্ক বা জেল গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে, যেখানে প্রতিটি শাখা কমপক্ষে একটির সাথে যুক্ত থাকে।
জীবন্ত পলিমারাইজেশনের ক্রমাগত বিকাশের সাথে, একটি নির্দিষ্ট আর্কিটেকচারের সাথে এই পদার্থগুলির সংশ্লেষণ সহজ হয়ে উঠছে। তারা, চিরুনি, বুরুশ, ডেনড্রোনাইজড, ডেনড্রাইমার এবং রিং পলিমারের মতো আর্কিটেকচারগুলি সম্ভব। জটিল আর্কিটেকচার সহ এই রাসায়নিক যৌগগুলি বিশেষভাবে নির্বাচিত প্রারম্ভিক যৌগগুলি ব্যবহার করে সংশ্লেষিত করা যেতে পারে, অথবা প্রথমে রৈখিক চেইনগুলিকে সংশ্লেষিত করে যা একে অপরের সাথে লিঙ্ক করার জন্য আরও প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। Knotted Ps অনেকগুলি ইন্ট্রামলিকুলার সাইক্লাইজেশন নিয়ে গঠিতএকটি পি-চেইনে (পিসি) লিঙ্ক।
শাখা
সাধারণত, শাখার মাত্রা যত বেশি হবে, পলিমার চেইন তত কমপ্যাক্ট হবে। এগুলি চেইন এন্ট্যাঙ্গলমেন্টকেও প্রভাবিত করে, একে অপরকে অতিক্রম করার ক্ষমতা, যা ফলস্বরূপ বাল্ক শারীরিক বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে। লং চেইন স্ট্রেনগুলি যৌগের মধ্যে বন্ধনের সংখ্যা বৃদ্ধির কারণে পলিমার শক্তি, শক্ততা এবং কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা (Tg) উন্নত করতে পারে। অন্যদিকে, Z এর একটি এলোমেলো এবং সংক্ষিপ্ত মান উপাদানটির শক্তিকে কমিয়ে দিতে পারে চেইনগুলির একে অপরের সাথে যোগাযোগ করার বা স্ফটিক করার ক্ষমতা লঙ্ঘনের কারণে, যা পলিমার অণুর গঠনের কারণে হয়৷
পলিথিনে ভৌত বৈশিষ্ট্যের উপর শাখা-প্রশাখার প্রভাবের একটি উদাহরণ পাওয়া যেতে পারে। উচ্চ ঘনত্বের পলিথিন (HDPE) এর শাখা-প্রশাখা খুবই কম, তুলনামূলকভাবে শক্ত এবং এটি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়, যেমন, বুলেটপ্রুফ ভেস্ট। অন্যদিকে, কম ঘনত্বের পলিথিন (এলডিপিই) এর উল্লেখযোগ্য পরিমাণে লম্বা এবং ছোট স্ট্র্যান্ড রয়েছে, এটি তুলনামূলকভাবে নমনীয় এবং প্লাস্টিকের ফিল্মের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। পলিমারের রাসায়নিক গঠন ঠিক এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের পক্ষে।
ডেনড্রাইমার
ডেনড্রাইমার হল শাখাযুক্ত পলিমারের একটি বিশেষ কেস, যেখানে প্রতিটি মনোমেরিক ইউনিটও একটি শাখা বিন্দু। এটি আন্তঃআণবিক শৃঙ্খলে আটকানো এবং ক্রিস্টালাইজেশন কমাতে থাকে। একটি সম্পর্কিত স্থাপত্য, ডেনড্রাইটিক পলিমার, পুরোপুরি শাখাযুক্ত নয় তবে ডেন্ড্রিমারগুলির অনুরূপ বৈশিষ্ট্য রয়েছেতাদের উচ্চ ডিগ্রি শাখার কারণে।
পলিমারাইজেশনের সময় যে কাঠামোগত জটিলতা দেখা দেয় তা ব্যবহৃত মনোমারগুলির কার্যকারিতার উপর নির্ভর করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, স্টাইরিনের ফ্রি র্যাডিক্যাল পলিমারাইজেশনে, ডিভিনাইলবেনজিন যুক্ত করা হলে, যার কার্যকারিতা 2, শাখাযুক্ত P.
গঠনের দিকে পরিচালিত করবে।
ইঞ্জিনিয়ারিং পলিমার
ইঞ্জিনিয়ার্ড পলিমারের মধ্যে রাবার, সিন্থেটিক্স, প্লাস্টিক এবং ইলাস্টোমারের মতো প্রাকৃতিক উপাদান রয়েছে। এগুলি খুব দরকারী কাঁচামাল কারণ তাদের কাঠামো পরিবর্তন করা যেতে পারে এবং উপকরণ উত্পাদন করতে অভিযোজিত হতে পারে:
- যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের একটি পরিসীমা সহ;
- বর্ণের বিস্তৃত পরিসরে;
- বিভিন্ন স্বচ্ছতার বৈশিষ্ট্য সহ।
পলিমারের আণবিক গঠন
একটি পলিমার অনেকগুলি সরল অণু দ্বারা গঠিত যা মনোমার (M) নামক কাঠামোগত এককের পুনরাবৃত্তি করে। এই পদার্থের একটি অণু শত শত থেকে মিলিয়ন এম এবং একটি রৈখিক, শাখাযুক্ত বা নেটওয়ার্ক কাঠামো থাকতে পারে। সমযোজী বন্ধন পরমাণুগুলিকে একত্রে ধরে রাখে এবং সেকেন্ডারি বন্ডগুলি পলিমার চেইনের গোষ্ঠীগুলিকে একসাথে ধরে রাখে যাতে পলিম্যাটেরিয়াল তৈরি হয়। কপলিমারগুলি হল এই পদার্থের প্রকার, দুই বা ততোধিক বিভিন্ন ধরণের M.
একটি পলিমার একটি জৈব পদার্থ, এবং এই জাতীয় যেকোন পদার্থের ভিত্তি হল কার্বন পরমাণুর একটি চেইন। একটি কার্বন পরমাণুর বাইরের শেলে চারটি ইলেকট্রন থাকে। এই ভ্যালেন্স ইলেকট্রনগুলির প্রতিটি একটি সমযোজী গঠন করতে পারেঅন্য কার্বন পরমাণুর সাথে বা একটি বিদেশী পরমাণুর সাথে একটি বন্ধন। একটি পলিমারের গঠন বোঝার চাবিকাঠি হল যে দুটি কার্বন পরমাণুর মধ্যে তিনটি পর্যন্ত বন্ধন থাকতে পারে এবং অন্যান্য পরমাণুর সাথে এখনও বন্ধন থাকতে পারে। এই রাসায়নিক যৌগগুলিতে সাধারণত যে উপাদানগুলি পাওয়া যায় এবং তাদের ভ্যালেন্স নম্বরগুলি হল: 1 ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সহ H, F, Cl, Bf এবং I; 2 ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সহ O এবং S; 3 ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সহ n এবং 4 ভ্যালেন্স ইলেকট্রন সহ C এবং Si।
পলিথিনের উদাহরণ
পলিমার তৈরির জন্য অণুর দীর্ঘ চেইন গঠনের ক্ষমতা অত্যাবশ্যক। উপাদান পলিথিন বিবেচনা করুন, যা ইথেন গ্যাস, C2H6 থেকে তৈরি করা হয়। ইথেন গ্যাসের শৃঙ্খলে দুটি কার্বন পরমাণু রয়েছে এবং প্রতিটিতে অন্যটির সাথে দুটি ভ্যালেন্স ইলেকট্রন রয়েছে। যদি দুটি ইথেন অণু একসাথে বন্ধন করা হয়, তাহলে প্রতিটি অণুর মধ্যে একটি কার্বন বন্ধন ভেঙ্গে যেতে পারে এবং দুটি অণু একটি কার্বন-কার্বন বন্ড দ্বারা যুক্ত হতে পারে। দুই মিটার সংযুক্ত হওয়ার পরে, অন্য মিটার বা পি-স্ট্র্যান্ডগুলিকে সংযুক্ত করতে চেইনের প্রতিটি প্রান্তে আরও দুটি মুক্ত ভ্যালেন্স ইলেকট্রন থাকে। প্রক্রিয়াটি আরও মিটার এবং পলিমারকে একসাথে সংযুক্ত করতে সক্ষম হয় যতক্ষণ না এটি অন্য রাসায়নিক (টার্মিনেটর) যোগ করে বন্ধ করা হয় যা অণুর প্রতিটি প্রান্তে উপলব্ধ বন্ড পূরণ করে। একে রৈখিক পলিমার বলা হয় এবং এটি থার্মোপ্লাস্টিক যৌগগুলির বিল্ডিং ব্লক।
পলিমার চেইনটি প্রায়শই দুটি মাত্রায় দেখানো হয়, তবে এটি লক্ষ করা উচিত যে তাদের একটি ত্রিমাত্রিক পলিমার কাঠামো রয়েছে। প্রতিটি লিঙ্ক 109° থেকে একটি কোণেপরবর্তী, এবং তাই কার্বন মেরুদণ্ড টিঙ্কারটয়গুলির একটি পাকানো চেনের মতো মহাকাশের মধ্য দিয়ে চলে। যখন ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন এই চেইনগুলি প্রসারিত হয় এবং প্রসারিত P স্ফটিক কাঠামোর তুলনায় হাজার গুণ বেশি হতে পারে। এগুলি হল পলিমারের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য৷
