पॉलीस्टाइनिन का गलनांक। पॉलीस्टाइनिन और इसके कॉपोलिमर। पॉलीस्टाइनिन के थर्मोफिजिकल गुण

polystyrene- सिंथेटिक थर्मोप्लास्टिक ठोस, कठोर, अनाकार बहुलक, जो स्टाइरीन पोलीमराइजेशन का एक उत्पाद है। पॉलीस्टाइनिन के रूप में उत्पादित द्रव्यमान सामान्य उद्देश्यऔर उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन। पॉलीस्टाइनिन का विश्व उत्पादन प्रति वर्ष 14 मिलियन टन से अधिक है।

पॉलीस्टाइनिन (-C 6 H 5 -CH-CH-) n एक स्टाइरीन पोलीमराइज़ेशन उत्पाद है, जो एक सुगंधित फिनाइल रेडिकल के साथ एक असंतृप्त एथिलीन हाइड्रोकार्बन का संयोजन है - C 6 H 5 (फेनिलेथिलीन):

सीएच 2 \u003d सीएच-सी 6 एच 5

पोलीमराइजेशन के दौरान, विनाइल रेडिकल साइड फिनाइल समूहों (बेंजीन के छल्ले) के साथ एक बहुलक श्रृंखला बनाते हैं।

आणविक श्रृंखला के सापेक्ष फिनाइल समूह की स्थानिक व्यवस्था की प्रकृति के अनुसार, वे भेद करते हैं:

• एटेक्टिक पॉलीस्टाइनिन - इस तथ्य की विशेषता है कि इसमें बेंजीन के छल्ले पूरी तरह से यादृच्छिक तरीके से श्रृंखला के दोनों किनारों पर स्थित होते हैं;
• आइसोटैक्टिक पॉलीस्टाइनिन - इसके मैक्रोमोलेक्यूल में सभी बेंजीन के छल्ले श्रृंखला के एक तरफ स्थित होते हैं;
• सिंडियोटैक्टिक पॉलीस्टाइनिन - इसकी बहुलक श्रृंखला में, बेंजीन के छल्ले सख्ती से वैकल्पिक रूप से स्थित होते हैं - वैकल्पिक रूप से केंद्रीय श्रृंखला के बाएं और दाएं, साइड समूहों की व्यवस्था का क्रम सिंडियोटैक्टिक पॉलीस्टाइनिन को उच्च कठोरता और गर्मी प्रतिरोध देता है।

सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला एक्टैक्टिक पॉलीस्टाइनिन है।

सामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन एक पारदर्शी, अच्छी तरह से रंगीन, आसानी से संसाधित सामग्री है, जो थोक में या निलंबन या पायस में स्टाइरीन पोलीमराइजेशन का एक उत्पाद है, और उत्पादों के निर्माण के लिए अभिप्रेत है विभिन्न तरीकेथर्मोफॉर्मिंग।

गुणों और उद्देश्य के आधार पर, GOST 20282-86 के अनुसार, सामान्य-उद्देश्य वाले पॉलीस्टाइनिन के निम्नलिखित ग्रेड स्थापित किए जाते हैं:

• थोक पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त:
  • PSM-115 - इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा औद्योगिक उत्पादों और वस्तुओं के निर्माण के लिए उपभोक्ता वस्तुओं;
  • PSM-111 - इंजेक्शन मोल्डिंग और उपभोक्ता वस्तुओं द्वारा प्रकाश उत्पादों के निर्माण के लिए गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि;
  • PSM-118 - तकनीकी उद्देश्यों और उपभोक्ता वस्तुओं के लिए जटिल विन्यास के उत्पादों के इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा निर्माण के लिए। ब्रांड को उच्च तरलता की विशेषता है;
  • PSM-151 - एक्सट्रूज़न, उपभोक्ता वस्तुओं द्वारा शीट, प्रोफाइल, फिल्मों और थ्रेड्स के निर्माण के लिए उच्च गर्मी प्रतिरोध और कम तरलता; धागे के उत्पादन के लिए केवल उच्चतम ग्रेड का इरादा है;
• निलंबन:
  • पीएसएस - तकनीकी उत्पादों और उपभोक्ता वस्तुओं के लिए;
• पायस:
  • PSE-1 - फोम के उत्पादन के लिए;
  • PSE-2 - तकनीकी उत्पादों के लिए; फोम बोर्ड के निर्माण के लिए उपयोग की अनुमति है।

सामान्य प्रयोजन के पॉलीस्टायर्न ग्रेड के प्रतीक में सामग्री (पीएस), उत्पादन विधि (ई - इमल्शन; एम - बल्क पोलीमराइजेशन (ब्लॉक); सी - निलंबन), ब्रांड का डिजिटल पदनाम, प्रकाश का संकेत का संक्षिप्त उद्देश्य होता है। स्थिरीकरण नुस्खा, रंग का नाम, धुंधला नुस्खा रंग का संकेत, ग्रेड और मानक के पदनाम। सतह-उपचारित पॉलीस्टाइनिन के पदनाम में, ग्रेड को इंगित करने से पहले "सी" के समकक्ष अक्षर दर्ज किया जाता है।

उदाहरण चिन्ह, प्रतीकसामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन ब्लॉक ग्रेड 111, प्रकाश स्थिर, लाल, प्रीमियम ग्रेड GOST 20282-86 के अनुसार: PSM-111-20, लाल, rec। 136P, उच्चतम ग्रेड GOST 20282-86।

GOST 20282-86: PSM-151 "C", प्रथम श्रेणी GOST 20282-86 के अनुसार सामान्य प्रयोजन के पॉलीस्टायर्न ब्लॉक ग्रेड 151, अप्रकाशित, सतही उपचार, प्रथम श्रेणी के प्रतीक का एक उदाहरण।

उच्च-प्रभाव वाली पॉलीस्टाइनिन एक अपारदर्शी रंगहीन सामग्री है, जो ब्यूटाडीन या स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर के साथ स्टाइरीन के ग्राफ्ट कोपोलिमराइज़ेशन का एक उत्पाद है, जिसमें दो-चरण संरचना होती है। निरंतर चरण (मैट्रिक्स) पॉलीस्टाइनिन द्वारा बनता है। असतत चरण (माइक्रोगेल) - 2-5 माइक्रोन के आकार के अंडाकार आकार के रबर कण। रबर के कण स्टाइरीन-ऑन-रबर ग्राफ्ट कॉपोलीमर की एक पतली फिल्म से घिरे होते हैं, और पॉलीस्टाइनिन भी कणों के अंदर समाहित होता है, जिसके परिणामस्वरूप रबर चरण की प्रभावी मात्रा में वृद्धि होती है। प्रभाव प्रतिरोधी पॉलीस्टाइनिन के गुण काफी हद तक उत्तरार्द्ध की मात्रा पर निर्भर करते हैं। उच्च प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन को सफेद दानों के रूप में स्थिर रूप से उत्पादित किया जाता है। मुख्य प्रसंस्करण विधियां इंजेक्शन मोल्डिंग और शीट एक्सट्रूज़न हैं, जिसके बाद वायवीय या वैक्यूम बनाना है।

GOST 28250-89 के अनुसार प्रभाव-प्रतिरोधी पॉलीस्टाइनिन के प्रतीक में UP - प्रभाव-प्रतिरोधी अक्षर होते हैं, इसके तुरंत बाद पॉलीस्टाइनिन संश्लेषण की विधि होती है: M - मास पोलीमराइज़ेशन, E - इमल्शन पोलीमराइज़ेशन, C - सस्पेंशन पोलीमराइज़ेशन। आगे डैश के माध्यम से, दो संख्याएँ प्रभाव शक्ति को दर्शाती हैं। अगले दो अंक अवशिष्ट मोनोमर सामग्री का दस गुना इंगित करते हैं। इसके अलावा, निशान में एक पत्र शामिल हो सकता है जो प्रसंस्करण के पसंदीदा तरीके को दर्शाता है।

7 kJ/m2 की प्रभाव शक्ति और 0.3% की अवशिष्ट मोनोमर सामग्री के साथ थोक पोलीमराइज़ेशन द्वारा प्राप्त प्रभाव-प्रतिरोधी पॉलीस्टाइनिन के लिए एक प्रतीक का एक उदाहरण, एक्सट्रूज़न विधि द्वारा प्रसंस्करण के लिए अभिप्रेत है: UPM-0703 E।

रूसी बाजार में पॉलीस्टाइनिन का सामान्य पदनाम पीएस है, लेकिन अन्य पदनाम भी हो सकते हैं: पीएस या जीपीपीएस या पीएस-जीपी या एक्सपीएस या क्रिस्टल पीएस (सामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन), यूपी या एचआईपीएस या एचआईपीएस या पीएस-एचआई या पीएस-आई (उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन), एमआईपीएस या आईपीएस या पीएस-आई (मध्यम प्रभाव उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन), जहाज (सुपर उच्च प्रभाव उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन)।

सामान्य प्रयोजन के पॉलीस्टाइनिन और उच्च प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन के अलावा, उद्योग स्टाइरीन के विभिन्न प्रकार के संशोधनों और कॉपोलिमर का उत्पादन करता है। विशेष रूप से, इलास्टोमर्स जिनमें बेतरतीब ढंग से मुड़े हुए बहुलक श्रृंखला अणुओं की आंशिक तैनाती के कारण बड़े प्रतिवर्ती विकृतियों की क्षमता होती है, और सिंडियोटैक्टिक पॉलीस्टाइनिन, मेटालोसीन उत्प्रेरक पर प्राप्त होते हैं और बहुत अधिक कठोरता और गर्मी प्रतिरोध होते हैं।

पॉलीस्टाइनिन उच्च कठोरता और अच्छे ढांकता हुआ गुणों के साथ एक थर्मोप्लास्टिक सामग्री है, नाइट्रिक और एसिटिक को छोड़कर, क्षार और एसिड के लिए रासायनिक रूप से प्रतिरोधी है। पॉलीस्टाइनिन कम अल्कोहल, स्निग्ध हाइड्रोकार्बन, फिनोल, ईथर में नहीं घुलता है। अपने स्वयं के मोनोमर, सुगंधित और क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन, एस्टर, एसीटोन में घुलनशील। विकिरण जोखिम के लिए प्रतिरोधी, लेकिन पराबैंगनी किरणों का प्रतिरोध कम है। पॉलीस्टाइनिन को ढालना और रंगना आसान है। अच्छी तरह से संभाला यांत्रिक तरीकों से. आसानी से गोंद। कम नमी अवशोषण और उच्च नमी प्रतिरोध और ठंढ प्रतिरोध रखता है। शारीरिक रूप से हानिरहित। पॉलीस्टाइनिन से बने उत्पादों में उच्च चमक होती है।

सामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन बहुत भंगुर होता है, इसमें कम प्रभाव शक्ति और कम गर्मी प्रतिरोध होता है: पॉलीस्टाइनिन का नरम बिंदु 90-95 डिग्री सेल्सियस होता है। विभिन्न स्टाइरीन कॉपोलिमर में सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन गुण होते हैं। उच्च-प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन को एक विस्तृत तापमान रेंज (-30...-40 डिग्री सेल्सियस तक) में प्रभाव शक्ति में वृद्धि की विशेषता है।

पॉलीस्टाइनिन का मुख्य नुकसान कम गर्मी और प्रकाश प्रतिरोध है। इसलिए, पॉलीस्टायर्न उत्पादों को बाहरी उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है और आंतरिक अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं।

सामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन गुण।

1. घनत्व - 1050-1080 किग्रा / एम 3।
2. दानों का थोक घनत्व 550-560 किग्रा/घन मीटर है।
3. रूप में रैखिक संकोचन - 0.4-0.8%।
4. ऑपरेटिंग तापमान की निचली सीमा शून्य से 40 डिग्री सेल्सियस नीचे है।
5. ऑपरेटिंग तापमान की ऊपरी सीमा 65-75 डिग्री सेल्सियस है।
6. 50 हर्ट्ज - 20-23 केवी / मिमी की आवृत्ति पर विद्युत शक्ति।
7. विशिष्ट सतह विद्युत प्रतिरोध - 1016 ओम।
8. विशिष्ट मात्रा विद्युत प्रतिरोध
   • जब 1 मिनट के लिए वोल्टेज के तहत रखा जाता है। - 1017 ओम सेमी
   • 15 मिनट के लिए वोल्टेज के तहत पकड़े रहने पर। - 1018 ओम सेमी।
9. थर्मल रैखिक विस्तार गुणांक - 6 10-5-7 10-5 डिग्री -1।
10. तापीय चालकता गुणांक - 0.093-0.140 डब्ल्यू / एम के।
11. विशिष्ट ताप क्षमता - 34 103 J/kg K.
12. 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर ढांकता हुआ हानि कोण की स्पर्शरेखा 3-4 10-4 है।
13. ढांकता हुआ स्थिरांक - 2.49-2.60।

आधुनिक के बारे में विभिन्न जानकारी पढ़ना निर्माण सामग्रीआपके सामने अक्सर पॉलीस्टाइरीन शब्द आता है। उत्पादन प्रक्रियाओं में नई तकनीकों का उपयोग करते हुए, इससे फोम प्लास्टिक प्राप्त किया जाता है। इन सभी सामग्रियों का व्यापक रूप से जीवन के कई क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, इसलिए पॉलीस्टाइनिन क्या है और इसका उपयोग कैसे किया जाता है, इसके गुणों और विशेषताओं के बारे में अधिक विस्तार से जानने योग्य है।

पॉलीस्टाइनिन थर्मोप्लास्टिक वर्ग के सिंथेटिक पॉलिमर के समूह से संबंधित है, उत्पाद उद्योग में स्टाइरीन के पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। पॉलीस्टाइनिन एक ठोस और रंगहीन कांच जैसा पदार्थ है जो दृश्य स्पेक्ट्रम किरणों के 90% तक संचारित करता है, इसकी घनत्व 1.05 ग्राम / मी 3, एक नियमित श्रृंखला संरचना है।

बहुलक में कमजोर ध्रुवता होती है, जिसमें उच्च ढांकता हुआ गुण होते हैं, वे वर्तमान आवृत्ति और तापमान पर बहुत कम निर्भर होते हैं। यह कीटोन्स, सुगंधित हाइड्रोकार्बन, एल्डिहाइड और ईथर में घुलनशील है, लेकिन अल्कोहल में अघुलनशील, एसिड, क्षार और पानी के लिए बहुत प्रतिरोधी है। बहुलक बनाना और रंगना आसान है, यांत्रिक तरीकों से संसाधित करना आसान है, अच्छी तरह से चिपक जाता है, इसमें उच्च नमी और ठंढ प्रतिरोध, कम पानी अवशोषण होता है। इसके उत्पादन में 3 तरीकों से प्राप्त:

1. पायसन
2. निलंबन
3. अवरोध पैदा करना।

पायस प्राप्त करने की सबसे पुरानी विधि, क्योंकि इसे उत्पादन में अपना आवेदन नहीं मिला है। इस विधि द्वारा पॉलीस्टाइनिन प्राप्त करने के लिए, पानी, स्टाइरीन, एक पोलीमराइज़ेशन सर्जक और एक इमल्सीफायर होना आवश्यक है, जिसकी प्रतिक्रिया +85 +95 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होती है। पूरी प्रक्रिया 0.5% से कम होने पर समाप्त होती है। फ्री स्टाइरीन बनी हुई है। यह विधि बढ़े हुए आणविक भार के साथ पॉलीस्टाइनिन प्राप्त करना संभव बनाती है।

एक पायस, एक स्टेबलाइजर और एक पोलीमराइजेशन सर्जक का उपयोग करके गर्मी हटाने वाली जैकेट और स्टिरर के साथ रिएक्टरों में एक आवधिक योजना के अनुसार निलंबन विधि को अंजाम दिया जाता है। प्रक्रिया के दौरान, तापमान धीरे-धीरे +130 o C . तक बढ़ जाता हैदबाव में। तैयार उत्पाद को धोया और सुखाया जाता है। इस पद्धति का भी लगभग कभी उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि यह पुराना है, लेकिन इसका उपयोग पॉलीस्टायर्न फोम प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

तीसरी विधि सबसे प्रभावी है, यह लगभग बेकार है, इसलिए इसे पॉलीस्टाइनिन के उत्पादन में आवेदन मिला है। दो योजनाओं का उपयोग किया जाता है - सामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन के लिए पूर्ण और अपूर्ण सम्मेलन। पॉलीमराइजेशन एक बेंजीन माध्यम में चरणों में होता है, जो +80 डिग्री सेल्सियस के तापमान से शुरू होता है, धीरे-धीरे द्रव्यमान को +220 डिग्री सेल्सियस तक लाता है, जब तक कि स्टाइलिन 80-90% तक पॉलीस्टाइनिन में बदल नहीं जाता है। तैयार उत्पाद को स्थिर मापदंडों और उच्च शुद्धता की विशेषता है।

आवेदन पत्र

पॉलिमर का उत्पादन होता है पारदर्शी कणिकाओं के रूप मेंजो आकार में बेलनाकार होते हैं। उन्हें +190 +230 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर इंजेक्शन मोल्डिंग या एक्सट्रूज़न द्वारा संसाधित किया जाता है। बहुलक की सादगी, इसकी कम कीमत और ग्रेड के बड़े वर्गीकरण के कारण बड़ी संख्या में प्लास्टिक पॉलीस्टाइनिन पर आधारित होते हैं।

उन्होंने पॉलीस्टाइनिन से बहुत सी आवश्यक वस्तुएं बनाना सीखा, जिनका उपयोग किया जाता था रोजमर्रा की जिंदगी. सभी उत्पाद लोगों के स्वास्थ्य के लिए पूरी तरह से हानिरहित हैं, वे हमें रोजमर्रा की जिंदगी में लगातार घेरते हैं - डिस्पोजेबल टेबलवेयर, बच्चों के लिए खिलौने, पैकेजिंग।

निर्माण में, पॉलीस्टाइनिन ने बहुत व्यापक आवेदन पाया है, इसके आधार पर पॉलीस्टाइनिन का उत्पादन किया जाता है थर्मल इन्सुलेशन सामग्री - प्लेट, सैंडविच पैनल, निश्चित फॉर्मवर्कऔर अन्य। फिनिशिंग सजावटी सामग्रीक्लैडिंग के लिए - सीलिंग बैगूएट और सजावटी टाइलें।

चिकित्सा उद्योग में, बहुलक भी लागू होता है, रक्त आधान प्रणाली में कुछ हिस्से, डिस्पोजेबल उपकरण इससे बनाए जाते हैं। विस्तारित पॉलीस्टाइनिन अपशिष्ट जल की तैयारी और उपचार के लिए भी प्रासंगिक है।

खाद्य उद्योग में पैकेजिंग सामग्री का इस्तेमाल कियाजिसे पॉलीस्टाइनिन से भी बनाया जाता है। एक प्रभाव प्रतिरोधी प्रकार का बहुलक भी है, यह अनिवार्य हो गया है घरेलू उपकरण, इलेक्ट्रॉनिक्स।

पॉलीस्टाइनिन के भौतिक गुण

1. घनत्व - 1050-1080 किग्रा / मी 3
2. दानों का थोक घनत्व - 550-560 किग्रा / मी 3
3. संकोचन रैखिक रूप में - 0.4-0.8%
4. ऑपरेटिंग तापमान की निचली सीमा - (-40 डिग्री सेल्सियस), ऊपरी सीमा - (+75 डिग्री सेल्सियस)
5. आवृत्ति 50Hz के साथ विद्युत शक्ति - 20-23kV/mm
6. विद्युत प्रतिरोधकता सतह - 10 16 ओम, वॉल्यूमेट्रिक, वोल्टेज के तहत 1 मिनट - 10 17 ओम-सेमी, वोल्टेज के तहत 15 मिनट - 10 15 ओम-सेमी।
7. रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक - 6x10 -5, 7x10 -5 डिग्री -1
8. तापीय चालकता - 0.093-0.140W/m*K
9. ताप क्षमता - 34x10 3 जे / किग्रा * के
10. ढांकता हुआ स्थिरांक - 2.49-2.6
11. 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ ढांकता हुआ नुकसान पर कोण की स्पर्शरेखा है - 3-4X10-4।

बहुलक गुण

पॉलीस्टाइनिन - थर्माप्लास्टिकप्लेटों के रूप में, हो सकता है सौम्य सतहया मुहर लगी। पॉलीमर सफेद रंगपीवीसी प्लास्टिक का एक अच्छा विकल्प कहा जा सकता है, और पारदर्शी विकल्प plexiglass है। यह लचीलेपन और प्रसंस्करण में आसानी जैसे गुणों के कारण लोकप्रिय हो गया है, इसमें उच्च प्रभाव प्रतिरोध भी है। यह पूरी तरह से संसाधित और ढाला जाता है, गर्मी के नुकसान को रोकता है, लेकिन इसका मुख्य लाभ इसकी कम लागत है।

इसे एक आदर्श ग्लास विकल्प भी कहा जा सकता है क्योंकि यह पारदर्शी और काम करने में आसान है। यह अपने भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण इनडोर और बाहरी क्षेत्रों में आवेदन पाता है। एक पारदर्शी बहुलक का उपयोग अक्सर इमारतों को चमकाने के लिए किया जाता है, यह प्रकाश को अच्छी तरह से प्रसारित करता है, लेकिन प्रत्यक्ष से डरता है सूरज की किरणे. समय के साथ, यूवी सामग्री के विनाश की ओर जाता है, यह पीला हो जाता है, इसकी ताकत विशेषताओं में कमी आती है।

पॉलीस्टाइनिन का उपयोग लंबे समय से फोम प्लास्टिक और उन पर आधारित अन्य सामग्रियों के उत्पादन के लिए किया जाता है, कन्वर्टर्स के साथ सामग्री के मिश्रण को गर्म करके। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, विस्तारित पॉलीस्टाइनिन प्राप्त किया जाता है, और ठंडा होने के बाद, सामग्री हवा से भरी घनी कोशिकाओं के साथ एक कठोर संरचना के झागदार ठोस द्रव्यमान में बदल जाती है। तैयार सामग्री का 98% हवा है, और कुल 2% बहुलक से ही आता है.

कम तापीय चालकता जैसी गुणवत्ता ने फोमेड पॉलिमर को निर्माण कार्य में एक अनिवार्य सामग्री बना दिया है। इमारतों में दीवारों, छतों, फर्श और छत के इन्सुलेशन के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। विभिन्न प्रकार. हीटर के साथ काम करना आसान है, इसे एक साधारण तेज चाकू से काटा जा सकता है, इसे माउंट करना आसान है, क्योंकि इसका वजन कम है। अधिकांश उपभोक्ताओं ने सामग्री की सराहना की, वे क्षय की प्रक्रियाओं और कवक के गठन, प्रतिरोध के प्रतिरोध से आकर्षित होते हैं आक्रामक वातावरण, सूक्ष्मजीवों के संपर्क में।

लेकिन फोमेड पॉलीस्टाइनिन के नुकसान भी हैं, जिनका भी उल्लेख करने की आवश्यकता है - पर्यावरणीय असुरक्षा, नाजुकता और आग का खतरा।

निष्कर्ष

पॉलीस्टाइनिन अपने आप में हानिकारक नहीं है वातावरण, लेकिन इसके आधार पर कुछ प्रकार की सामग्री सेहत के लिए हो सकता है खतरनाक, यह एक ज्वलनशील पदार्थ है। पॉलीस्टाइनिन के गुणों और उद्देश्य के आधार पर, सामान्य उपयोग के लिए ग्रेड स्थापित किए जाते हैं, इसलिए उपभोक्ता, इन पदनामों का उपयोग करके, बहुलक के एक विशेष ग्रेड की विशेषताओं और अनुप्रयोग के बारे में जान सकते हैं।

कठोर, कठोर, अनाकार बहुलक। पीएस अच्छी तरह से सना हुआ है और यंत्रवत् संसाधित है।

बुनियादी भौतिक और रासायनिक गुणpolystyrene

पॉलीस्टाइनिन प्लास्टिक थर्मोप्लास्टिक सामग्री का एक बड़ा समूह है, जिसके बहुलक भाग की रासायनिक संरचना में स्टाइरीन मोनोमर या इसके कोपोलिमराइज़ेशन उत्पाद होते हैं। सामान्य प्रयोजन पॉलीस्टाइनिन (पीएस), विस्तारित पॉलीस्टाइनिन, उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन (एचआईपीएस) और एबीएस कॉपोलिमर व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

पॉलीस्टाइनिन का बहुत महत्व है आधुनिक प्रजातिसंरचनात्मक प्लास्टिक। हालांकि वर्तमान में विशिष्ट गुरुत्वसिंथेटिक रेजिन और प्लास्टिक के उत्पादन की मात्रा में पॉलीस्टाइनिन 6% से कम है, लेकिन इस प्रकार के बहुलक का दायरा, भौतिक और यांत्रिक गुणों की एक विस्तृत श्रृंखला के कारण, उपभोक्ता वस्तुओं के उत्पादन से लेकर उद्योग के सभी क्षेत्रों को कवर करता है। मोटर वाहन उद्योग और निर्माण।

भौतिक गुणों के संदर्भ में, पॉलीस्टाइनिन एक रैखिक थर्मोप्लास्टिक बहुलक है। अनाकार, रंगहीन, पारदर्शी, भंगुर उत्पाद। विषाक्त नहीं। पॉलीस्टाइनिन को प्रसंस्करण में आसानी, चिपकने वाला, अच्छा द्रव्यमान रंग और बहुत अच्छे ढांकता हुआ गुणों की विशेषता है।

मेज। भौतिक गुणपॉलीस्टाइरीन।

भौतिक गुण	पद	माप की इकाई	अर्थ
घनत्व		जी/सेमी3	1,05
कांच पारगमन तापमान	टीएसटी	डिग्री सेल्सियस	93
ऑटो ज्वलन ताप	टीएसवी	डिग्री सेल्सियस	440
तन्यता ताकत	एजीआर।		40-50
झुकने में लोच का मापांक		जीपीए	3,2
सापेक्ष विस्तार		%	1,2-2
ऊष्मीय चालकता		डब्ल्यू (एम∙के)	0,08-0,12
मार्टेंस के अनुसार गर्मी प्रतिरोध		डिग्री सेल्सियस	70
ब्रिनेल कठोरता		एमपीए	140-200
कास्टिंग संकोचन		%	0,4-0,8
विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध	v		1015
ढांकता हुआ स्थिरांक	ε		2,5-2,6
कम सांद्रता ज्वलनशील सीमा	सीपीवी	जी/एम3	25-27,5

पॉलीस्टाइनिन अपने स्वयं के मोनोमर, सुगंधित हाइड्रोकार्बन, एस्टर, एसीटोन में आसानी से घुलनशील है। कम अल्कोहल, स्निग्ध हाइड्रोकार्बन, फिनोल, ईथर में अघुलनशील। बहुलक में कम नमी अवशोषण होता है, रेडियोधर्मी विकिरण, एसिड और क्षार के लिए प्रतिरोधी होता है, लेकिन केंद्रित नाइट्रिक एसिड और ग्लेशियल एसिटिक एसिड की क्रिया से नष्ट हो जाता है। हवा में, यूवी विकिरण के तहत, पॉलीस्टाइनिन उम्र बढ़ने से गुजरता है: पीलापन और माइक्रोक्रैक दिखाई देते हैं, बादल छा जाते हैं, और भंगुरता बढ़ जाती है। थर्मल गिरावट 200 डिग्री सेल्सियस से शुरू होती है और मोनोमर की रिहाई के साथ होती है। पॉलीस्टाइनिन के नुकसान इसकी भंगुरता और कम गर्मी प्रतिरोध हैं। कम प्रभाव प्रतिरोध। 60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, आयामी स्थिरता कम हो जाती है।

पॉलीस्टाइनिन की तुलना में उच्च गर्मी प्रतिरोध और प्रभाव शक्ति वाली सामग्री प्राप्त करने के लिए, अन्य पॉलिमर और स्टाइरीन कॉपोलिमर के साथ इसके मिश्रण का उपयोग किया जाता है। ब्लॉक और ग्राफ्ट कॉपोलिमर, साथ ही एक्रिलोनिट्राइल, एक्रिलेट्स और मेथैक्रिलेट्स, α-मिथाइलस्टाइरीन और मैलिक एनहाइड्राइड के साथ स्टाइरीन के यादृच्छिक कॉपोलिमर सबसे बड़े औद्योगिक महत्व के हैं।

पीएस में मध्यम गैस पारगम्यता (पीपी से अधिक लेकिन एलडीपीई से कम) है लेकिन उच्च वाष्प पारगम्यता है। वाष्प संचरण तेजी से घटता है नकारात्मक तापमान, जो कम तापमान पर पैकेजिंग उत्पादों के लिए पीएस के उपयोग की अनुमति देता है।

पीएस में उत्कृष्ट विद्युत गुण हैं - कम ढांकता हुआ नुकसान, उच्च विद्युत शक्ति, उच्च मात्रा प्रतिरोध। रासायनिक रूप से, यह मजबूत एसिड और क्षार के लिए प्रतिरोधी है, स्निग्ध हाइड्रोकार्बन और कमजोर अल्कोहल में अघुलनशील है; सुगंधित हाइड्रोकार्बन, उच्च अल्कोहल, एस्टर और क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन में घुलनशील। उन्मुख पीएस फिल्म से, थर्मोफॉर्मिंग द्वारा बहुत जटिल उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं।

पॉलीस्टायर्न प्लास्टिक / स्टाइरीन पॉलिमर के मुख्य समूह

रासायनिक संरचना के अनुसार, पॉलीस्टाइनिन प्लास्टिक को चार मुख्य समूहों में विभाजित किया जाता है:

1. homopolystyrene (या सामान्य प्रयोजन polystyrene - PSM, PSS), विस्तार योग्य polystyrene (PSV, PSV-S);
2. स्टाइरीन के यादृच्छिक कॉपोलिमर, उदाहरण के लिए, मिथाइल मेथैक्रिलेट (MS), एक्रिलोनिट्राइल (सैन), आदि के साथ स्टाइरीन के डबल कॉपोलिमर, एक टर्नरी कोपोलिमर - स्टाइरीन-मिथाइल मेथैक्रिलेट-एक्रिलोनिट्राइल (एमएसएन);
3. स्टाइरीन ग्राफ्ट कॉपोलिमर, जिसमें उच्च प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन, एबीएस कॉपोलिमर, एमएसपी कॉपोलीमर शामिल हैं;
4. बहुलक कंपोजिट (बहुलक - बहुलक मिश्रण), उदाहरण के लिए, ABS-PVC, ABS-PC, उच्च-प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन - पॉलीफेनिलीन ऑक्साइड, ग्लास से भरे ABS और SAN, उच्च-प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन और ABS के धीमे जलने वाले ग्रेड।

पैकेजिंग में पॉलीस्टाइनिन का उपयोग

द्विअक्षीय रूप से उन्मुख फिल्मउत्कृष्ट पारदर्शिता है। नरम तापमान 90-95 डिग्री सेल्सियस है। ओरिएंटेड पॉलीस्टाइनिन में मध्यम गैस पारगम्यता (पीपी से अधिक लेकिन एलडीपीई से कम) होती है लेकिन उच्च वाष्प पारगम्यता होती है। 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर वाष्प पारगम्यता तेजी से घट जाती है, जो कम तापमान पर पैकेजिंग उत्पादों के लिए पीएस के उपयोग की अनुमति देता है। जटिल विन्यास के उत्पादों को प्राप्त करने के लिए थर्मोफॉर्मिंग द्वारा एक उन्मुख पीएस फिल्म से।

75 µm से कम मोटाई वाले ओरिएंटेड PS का उपयोग डिब्बों में "खिड़कियों" के लिए किया जाता है। वेंडिंग मशीनों के लिए कप बनाने के लिए मोटी फिल्मों का उपयोग किया जाता है, पैक किए गए ट्रे के लिए ताजा मांस, खरीदते समय पैक किए गए उत्पाद के दोनों पक्षों को देखने के लिए।

उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन (एचआईपीएस)रबर के साथ स्टाइरीन का एक ब्लॉक कॉपोलीमर है। असंशोधित अवस्था में, PS एक भंगुर पदार्थ है और इसकी विशिष्ट प्रभाव शक्ति कई अनुप्रयोगों के लिए अपर्याप्त है।

प्रभाव प्रतिरोधी पीएस अधिक लचीला है, इसमें अधिक प्रभाव शक्ति है, लेकिन कम तन्य शक्ति और अनमॉडिफाइड पीएस की तुलना में थर्मल स्थिरता है। असंशोधित पीएस के रासायनिक गुण गुणों के समान हैं। प्रभाव प्रतिरोधी पीएस थर्मोफॉर्मिंग द्वारा विभिन्न उत्पादों के उत्पादन के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है। पीएस में सिंथेटिक घिसने की शुरूआत, भंगुरता को कम करने, पीएस की पारदर्शिता को कम करता है।

फैलाया हुआ पौलिस्ट्रिनउच्च वसा प्रतिरोध रखता है, एक उत्कृष्ट गर्मी और ईओलेटर है। इसका उपयोग थर्मोफॉर्मिंग द्वारा विभिन्न पैकेजिंग उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है (सेब के बक्से के लिए लाइनर, अंडे पैकिंग के लिए बक्से, ताजा मांस, मछली, चिप्स, आदि पैकेजिंग के लिए ट्रे और ट्रे)।

Styrene Acrylonitrile Copolymers (SAN)पीएस बेस पॉलिमर की तुलना में उच्च रासायनिक प्रतिरोध है।

ABS प्लास्टिक स्टाइरीन, ब्यूटाडीन, एक्रिलोनिट्राइल का कोपोलिमर है। संरचना की संरचना और उत्पादन की विधि के आधार पर इसके गुण व्यापक रूप से भिन्न होते हैं। एबीएस प्लास्टिक में एचआईपीएस की तुलना में अधिक प्रभाव शक्ति, रासायनिक प्रतिरोध और लचीलापन है। इसका उपयोग जार और ट्रे के रूप में किया जाता है।

पॉलीस्टाइनिन उत्पाद और उत्पाद
पॉलीस्टाइनिन के उत्पादन और प्रसंस्करण के लिए उपकरण
पॉलीस्टाइनिन के बारे में किताबें और पत्रिकाएँ
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पॉलीस्टाइनिन उत्पादन प्रक्रिया
ऐतिहासिक तथ्य
विकास की संभावनाएं और पूर्वानुमान
संक्षिप्त विशेषताएं और गुण:

polystyreneद्रव्यमान (PSM) में स्टाइरीन के पोलीमराइज़ेशन द्वारा, इमल्शन (PSE) में और कम बार निलंबन (C) में प्राप्त किया जाता है। उत्पादन की विधि के आधार पर औसत आणविक भार (MM) = 80-100 हजार।
पॉलीस्टाइनिन सूत्र:
एन
C6H5
पॉलीस्टाइनिन और उस पर आधारित सामग्री संरचनात्मक बहुलक सामग्री हैं। उन्हें पर्याप्त रूप से उच्च शक्ति, कठोरता, उच्च आयामी स्थिरता और उत्कृष्ट सजावटी गुणों की विशेषता है। पॉलीस्टाइनिन एक अनाकार बहुलक है जो उच्च पारदर्शिता (90% तक प्रकाश संचरण) द्वारा विशेषता है।
पॉलीस्टाइनिन (PS, बैक्लाइट, वेस्टिरॉन, स्टायरन, फोस्टारिन, एडिस्टर, आदि)। घनत्व 1.04-1.05 ग्राम/सेमी3 टीआकार 82-95 सी। पॉलीस्टाइनिन स्टाइरीन और सुगंधित हाइड्रोकार्बन, केटोन्स में घुल जाता है। पॉलीस्टाइनिन पानी, अल्कोहल, एसिड के कमजोर घोल, क्षार में नहीं घुलता है। झुकने मापांक 2700-3200 एमपीए। तापीय चालकता 0.08-0.12 डब्ल्यू / (एम * के)। नोकदार चरपी प्रभाव शक्ति 1.5-2 kJ/m2। पॉलीस्टाइनिन में दरार पड़ने का खतरा होता है। स्व-इग्निशन तापमान 440 सी। सीपीवी धूल-हवा का मिश्रण 25-27.5 ग्राम / एम 3। पॉलीस्टाइनिन भंगुर है, क्षार के लिए प्रतिरोधी है और कई एसिड, तेल, आसानी से बिना पारदर्शिता खोए रंगों से सना हुआ है, इसमें उच्च ढांकता हुआ गुण हैं। पॉलीस्टाइनिन गैर-विषाक्त है, के साथ संपर्क के लिए अनुमोदित है खाद्य उत्पादऔर जैव चिकित्सा प्रौद्योगिकी में उपयोग के लिए।
ओह(उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन) पॉलीब्यूटाडाइन या स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर्स के साथ स्टिनोल के ग्राफ्ट कोपोलिमराइज़ेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। उच्च-प्रभाव वाली पॉलीस्टाइनिन (यूपी, कारिनेक्स, लस्टरेक्स, स्टर्नाइट, स्टायरन, होस्टिरीन, आदि) संरचनात्मक रूप से, एचआईपीएस एक तीन-चरण प्रणाली है जिसमें पीएस (पॉलीस्टाइरीन), एक ग्राफ्ट कॉपोलीमर का थ्रेस जेल और ग्राफ्टेड स्टाइरीन के साथ रबर होता है। आकार में 15 माइक्रोन तक के कणों का, यूपीएस के संदर्भ में समान रूप से वितरित। मैट्रिक्स पॉलीस्टाइनिन (70-100 हजार) के कम आणविक भार के बावजूद, रबर की उपस्थिति माइक्रोक्रैक के विकास को काफी धीमा कर देती है, जिससे सामग्री की ताकत बढ़ जाती है (तालिका 1)।
एचआईपीएस ब्रांड संश्लेषण विधि (एम, सी), प्रभाव शक्ति का संख्यात्मक पदनाम (पहले दो अंक) और अवशिष्ट मोनोमर सामग्री के दस गुना मूल्य को इंगित करता है। इसके अलावा, निशान में एक पत्र शामिल हो सकता है जो प्रसंस्करण के पसंदीदा तरीके को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, UPM-0703 E - बड़े पैमाने पर पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त उच्च-प्रभाव वाला पॉलीस्टाइनिन; इसकी प्रभाव शक्ति 7 kJ / m 2 है, अवशिष्ट मोनोमर सामग्री 0.3% है, प्रसंस्करण एक्सट्रूज़न द्वारा है।

तालिका एक।

पॉलीस्टाइनिन प्लास्टिक के मूल गुण

पॉलीस्टाइनिन के गुण
घनत्व, किग्रा/ एम 3
गलनांक, 0
ब्रेकिंग स्ट्रेस, एमपीए, यहां:
स्ट्रेचिंग
झुकना
दबाव
तोड़ने पर बढ़ावा, %
प्रभाव शक्ति, केजे/ मी 2
ब्रिनेल कठोरता, एमपीए
मार्टेंस के अनुसार गर्मी प्रतिरोध, 0 С
10 6 हर्ट्ज पर परावैद्युत स्थिरांक
10 6 हर्ट्ज, x10 4 . पर ढांकता हुआ नुकसान के कोण का स्पर्शरेखा
विशिष्ट आयतन विद्युत प्रतिरोध, ओम∙म
विद्युत शक्ति, मेगावाट/ एम

पेट- प्लास्टिक तीन मोनोमर्स के ग्राफ्ट कॉपोलिमराइजेशन का एक उत्पाद है - acrylonitrile, butadieneतथा स्टाइरीन, और स्टाइरीन और एक्रिलोनिट्राइल का स्थिर कोपोलिमर एक कठोर मैट्रिक्स बनाता है जिसमें आकार में 1 माइक्रोन तक के रबर के कण वितरित किए जाते हैं। प्रभाव शक्ति में वृद्धि के संरक्षण के साथ है उच्च स्तरबुनियादी भौतिक, यांत्रिक और थर्मोफिजिकल गुण (तालिका 1)। एबीएस पारदर्शी नहीं है। स्थिर पाउडर और ग्रेन्युल रूप में उपलब्ध है। इसका उपयोग तकनीकी उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है।
एबीएस ब्रांड में, पहले दो अंक इज़ोड के अनुसार प्रभाव शक्ति के मूल्य को इंगित करते हैं, अगले दो - पीटीआर(पिघल प्रवाह सूचकांक), ब्रांड के अंत में अक्षर प्रसंस्करण विधि या विशेष गुणों को इंगित करता है। उदाहरण के लिए, ABS-0809T को प्रभाव शक्ति - 8 kJ / m 2, MFR - 9g / 10 मिनट, बढ़ी हुई गर्मी प्रतिरोध (T) की विशेषता है।
उद्योग में कोपोलिमर का उपयोग किया जाता है स्टिनोलसाथ acrylonitrile(सैन), मिथाइल एथैक्रिलेट (एमएस) के साथ स्टिनोल और मेथिमेथैक्रिलेट और एक्रिलोनिट्राइल (एमएसएन) के साथ स्टिनोल।
पॉलीस्टाइनिन को सभी ज्ञात विधियों द्वारा पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

पॉलीस्टाइनिन के यांत्रिक गुण

एसिड और सॉल्वैंट्स के लिए पॉलीस्टाइनिन का यांत्रिक प्रतिरोध:

polystyrene	एच 2एसओ 4	HNO3 50%	एचसीएल 37% तक	एसीटोन	इथेनॉल	बेंजीन	फिनोल

पॉलीस्टाइनिन के थर्मोफिजिकल गुण:

polystyrene	थर्मल चालकता, , डब्ल्यू / (एम * के)	गर्मी क्षमता, एस, केजे / (किलो * के)	ऊष्मीय प्रसार, a * 10 7, m 2 / s	औसत सीएलआर (β * 10 5), के -1

तापमान विशेषताएं:

polystyrene	ऑपरेटिंग तापमान सीमा,		विकट सॉफ्टनिंग पॉइंट	मार्टेंस के अनुसार गर्मी प्रतिरोध	गलनांक C

पॉलीस्टाइनिन का ढांकता हुआ स्थिरांक:

ज्वलनशीलता सूचकांक (के) एक आयामहीन मूल्य है जो दहन के दौरान जारी गर्मी की मात्रा के अनुपात को सामग्री के नमूने को प्रज्वलित करने पर खर्च की गई गर्मी की मात्रा के अनुपात को व्यक्त करता है। K>0.5 वाली सामग्री ज्वलनशील होती है। पॉलीस्टाइनिन के लिए, K-1.4 संकेतक दहनशील है

पॉलीस्टाइनिन के आग के खतरे के संकेतक:

पॉलीस्टाइनिन और उच्च प्रभाव वाले पॉलीस्टाइनिन के दहन की विशेषताएं:
ज्वाला व्यवहार: प्रज्वलित होने पर चमकती है, आसानी से जल जाती है। आंच से हटाने के बाद भी यह जलता है।
ज्वाला रंग: नारंगी-पीला, चमकदार।
दहन की प्रकृति: शिक्षा से जलता है एक बड़ी संख्या मेंकालिख, पिघला देता है।
महक:बेंजीन गंध के स्पर्श के साथ मीठा पुष्प। लाल-गर्म सुई से चुभने पर दालचीनी की गंध आती है। स्टाइरीन की मीठी महक।

संक्षिप्त विवरण, प्रसंस्करण के तरीके, मुख्य उद्देश्य, पॉलीस्टाइनिन के गुणों का गुणात्मक मूल्यांकन और विशिष्ट विशेषताएं

पॉलीस्टाइनिन ब्लॉक, इमल्शन, सस्पेंशनए: एलडीपीई और एचडीपीई की तुलना में कठिन सामग्री, अच्छे ढांकता हुआ गुणों, भंगुरता की कमी और कम गर्मी प्रतिरोध के साथ। रासायनिक प्रतिरोधी। प्रभाव शक्ति और गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, स्टाइरीन को अन्य मोनोमर्स के साथ सहपॉलीमराइज़ किया जाता है या घिसने वाले के साथ जोड़ा जाता है। पॉलीस्टाइनिन में पोरोफोर्स की शुरूआत और बाद में फोमिंग के साथ, विस्तारित पॉलीस्टाइनिन प्राप्त होता है, जो भिन्न होता है उच्च तापऔर ध्वनिरोधी गुण, उछाल, रासायनिक प्रतिरोध और जल प्रतिरोध

मुख्य उद्देश्य: उपकरणों के शरीर के अंगों के लिए, रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, इन्सुलेटर, रेफ्रिजरेटर के बड़े आकार के हिस्से, भीतरी सजावटहवाई जहाज। निर्माण में गर्मी और ध्वनि इन्सुलेशन के लिए विस्तारित पॉलीस्टाइनिन

उच्च प्रभाव पॉलीस्टाइनिन: पॉलीस्टाइनिन की तुलना में उच्च क्रूरता

प्रसंस्करण के तरीके: इंजेक्शन मोल्डिंग। वायवीय और वैक्यूम बनाने। बाहर निकालना। मुद्रांकन। दबाना। चिपके हुए। यांत्रिक बहाली

मुख्य उद्देश्य: तकनीकी उत्पादों और भागों के लिए

संशोधित पॉलीस्टाइनिन प्लास्टिक: कम पर उच्च प्रभाव शक्ति और उच्च तापमान, गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि, क्षार और चिकनाई वाले तेलों का प्रतिरोध

प्रसंस्करण के तरीके: इंजेक्शन मोल्डिंग। बाहर निकालना। झटका

मुख्य उद्देश्य: मोटर वाहन उद्योग और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में बड़े आकार के उत्पादों के लिए

शिक्षा मंत्रालय रूसी संघऔर विज्ञान

रूसी संघ

राज्य शैक्षिक संस्थाउच्चतर

व्यावसायिक शिक्षा

"अल्ताई राज्य" तकनीकी विश्वविद्यालय

उन्हें। आई.आई. पोलज़ुनोव"

सार।

विषय पर "जैविक रसायन विज्ञान" अनुशासन में:

"पॉलीस्टाइनिन (पॉलीविनाइलबेंजीन)"

एक छात्र द्वारा किया गया पीकेएम-71:

बरखतोवा एल.एन.

वरिष्ठ व्याख्याता द्वारा जाँच की गई

FITCM के विभाग: अर्सेंटेवा एस.एन.

बरनौल 2008

पॉलिमर का परिचय, सामान्य विशेषताएं और वर्गीकरण

1. ऐतिहासिक पृष्ठभूमि

2. पॉलीस्टाइनिन का विवरण

3. मूल गुण

3.1 भौतिक गुण

3.2 रासायनिक गुण

4. रसीद

5. सुपरमॉलेक्यूलर संरचना, रचना, विन्यास

6. इलाज के तरीके

7. उद्योग में आवेदन

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

सामान्य विशेषताएँऔर पॉलिमर का वर्गीकरण

एक बहुलक एक कार्बनिक पदार्थ है, जिसके लंबे अणु एक ही बार-बार दोहराई जाने वाली इकाइयों - मोनोमर्स से निर्मित होते हैं।

बहुलक अणु का आकार पोलीमराइजेशन की डिग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है n , वे। श्रृंखला में लिंक की संख्या। यदि n= 10 से 20, पदार्थ हल्के तेल हैं। जैसे-जैसे n बढ़ता है, चिपचिपापन बढ़ता है, पदार्थ मोमी हो जाता है, और अंत में, n=1000 पर, एक ठोस बहुलक बनता है। पोलीमराइजेशन की डिग्री असीमित है: यह 10 4 हो सकती है, और फिर अणुओं की लंबाई माइक्रोमीटर तक पहुंच जाती है। एक बहुलक का आणविक भार मोनोमर के आणविक भार और पोलीमराइजेशन की डिग्री के उत्पाद के बराबर होता है। आमतौर पर यह 10 3 से 3×10 5 की सीमा में होता है। अणुओं की इतनी बड़ी लंबाई उनके उचित पैकिंग को रोकती है, और पॉलिमर की संरचना अनाकार से आंशिक रूप से क्रिस्टलीय में भिन्न होती है। क्रिस्टलीयता का अनुपात काफी हद तक जंजीरों की ज्यामिति से निर्धारित होता है। जंजीरें जितनी करीब फिट होती हैं, बहुलक उतना ही अधिक क्रिस्टलीय होता है। क्रिस्टलीयता, यहां तक ​​​​कि सबसे अच्छे रूप में, अपूर्ण है।

अनाकार बहुलक एक तापमान सीमा में पिघलते हैं जो न केवल उनकी प्रकृति पर निर्भर करता है, बल्कि श्रृंखलाओं की लंबाई पर भी निर्भर करता है; क्रिस्टलीय में एक गलनांक होता है।

मूल रूप से, पॉलिमर को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है: सिंथेटिक पॉलिमर (कृत्रिम), प्राकृतिक कार्बनिक और प्राकृतिक अकार्बनिक पॉलिमर।

सिंथेटिक पॉलिमर कम आणविक भार पॉलिमर के चरण या श्रृंखला पोलीमराइजेशन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।

प्राकृतिक अकार्बनिक बहुलक हैं, उदाहरण के लिए, मैग्मा पिघल, सिलिकॉन ऑक्साइड।

प्राकृतिक कार्बनिक बहुलक पौधों और जानवरों की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप बनते हैं और लकड़ी, ऊन और चमड़े में पाए जाते हैं। ये प्रोटीन, सेल्युलोज, स्टार्च, शेलैक, लिग्निन, लेटेक्स हैं।

आमतौर पर, प्राकृतिक पॉलिमर अलगाव, शुद्धिकरण, संशोधन के अधीन होते हैं, जिसमें मुख्य श्रृंखलाओं की संरचना अपरिवर्तित रहती है। इस तरह के प्रसंस्करण के उत्पाद कृत्रिम बहुलक हैं। उदाहरण प्राकृतिक रबर हैं, जो लेटेक्स, सेल्युलाइड से बने होते हैं, जो लोच बढ़ाने के लिए कपूर के साथ नाइट्रोसेल्यूलोज को प्लास्टिसाइज़ किया जाता है।

प्राकृतिक और कृत्रिम पॉलिमर ने आधुनिक तकनीक में एक बड़ी भूमिका निभाई है, और कुछ क्षेत्रों में वे आज भी अपरिहार्य हैं, उदाहरण के लिए, लुगदी और कागज उद्योग में। हालांकि, सिंथेटिक पॉलिमर के कारण कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन और खपत में तेज वृद्धि हुई - कम आणविक भार वाले पदार्थों से संश्लेषण द्वारा प्राप्त सामग्री और प्रकृति में कोई एनालॉग नहीं होने के कारण। मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थों की रासायनिक प्रौद्योगिकी का विकास आधुनिक वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति का एक अभिन्न और अनिवार्य हिस्सा है . प्रौद्योगिकी की एक भी शाखा, विशेष रूप से नई, पॉलिमर के बिना नहीं चल सकती। रासायनिक संरचना के अनुसार, पॉलिमर को रैखिक, शाखित, नेटवर्क और स्थानिक में विभाजित किया जाता है। रैखिक पॉलिमर के अणु एक दूसरे के संबंध में रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते हैं और केवल वैन डेर वाल्स बलों द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। गर्म होने पर, ऐसे पॉलिमर की चिपचिपाहट कम हो जाती है और वे पहले अत्यधिक लोचदार में, और फिर एक चिपचिपी अवस्था (चित्र 1) में उलटने में सक्षम होते हैं। चूंकि हीटिंग का एकमात्र प्रभाव प्लास्टिसिटी में बदलाव है, रैखिक पॉलिमर को थर्मोप्लास्टिक कहा जाता है। यह नहीं सोचा जाना चाहिए कि "रैखिक" शब्द का अर्थ सीधा है, इसके विपरीत, वे एक दाँतेदार या पेचदार विन्यास की अधिक विशेषता हैं, जो ऐसे पॉलिमर को यांत्रिक शक्ति देता है।

थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर को न केवल पिघलाया जा सकता है, बल्कि भंग भी किया जा सकता है, क्योंकि अभिकर्मकों की कार्रवाई के तहत वैन डेर वाल्स बॉन्ड आसानी से फट जाते हैं।

शाखित (ग्राफ्टेड) ​​बहुलक रैखिक वाले की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं। थर्माप्लास्टिक पॉलिमर के गुणों को संशोधित करने के लिए नियंत्रित चेन ब्रांचिंग मुख्य औद्योगिक विधियों में से एक है।

नेटवर्क संरचना को इस तथ्य की विशेषता है कि श्रृंखलाएं एक दूसरे से जुड़ी हुई हैं, और यह आंदोलन को बहुत सीमित करती है और यांत्रिक और दोनों में परिवर्तन की ओर ले जाती है। रासायनिक गुण. साधारण रबर नरम होता है, लेकिन जब सल्फर के साथ वल्केनाइज किया जाता है, तो एस-शून्य प्रकार के सहसंयोजक बंधन बनते हैं, और ताकत बढ़ जाती है। बहुलक एक नेटवर्क संरचना प्राप्त कर सकता है और अनायास, उदाहरण के लिए, प्रकाश और ऑक्सीजन की कार्रवाई के तहत, लोच और प्रदर्शन के नुकसान के साथ उम्र बढ़ने लगती है। अंत में, यदि बहुलक अणुओं में प्रतिक्रियाशील समूह होते हैं, तो गर्म होने पर, वे कई क्रॉस-लिंक्ड मजबूत बंधनों से जुड़े होते हैं, बहुलक क्रॉस-लिंक्ड हो जाता है, यानी, यह एक स्थानिक संरचना प्राप्त करता है। इस प्रकार, हीटिंग प्रतिक्रियाओं का कारण बनता है जो नाटकीय रूप से और अपरिवर्तनीय रूप से सामग्री के गुणों को बदल देता है, जो ताकत और उच्च चिपचिपाहट प्राप्त करता है, अघुलनशील और अघुलनशील हो जाता है। अणुओं की उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, जो बढ़ते तापमान के साथ प्रकट होते हैं, ऐसे बहुलक कहलाते हैं थर्मोसेटिंगयह कल्पना करना आसान है कि उनके अणु न केवल एक दूसरे के संबंध में, बल्कि विदेशी निकायों की सतहों के लिए भी सक्रिय हैं। इसलिए, थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर के विपरीत, थर्मोसेटिंग पॉलिमर में कम तापमान पर भी उच्च चिपकने की क्षमता होती है, जो उन्हें मिश्रित सामग्री में सुरक्षात्मक कोटिंग्स, चिपकने वाले और बाइंडर के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है।

थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किए जाते हैं बहुलकीकरण,योजना के अनुसार बहना (चित्र 2)।

	चित्र 2 - पॉलिमर के निर्माण की प्रतिक्रियाएं: एक)- पोलीमराइजेशन, बी)- पॉलीकंडेंसेशन

श्रृंखला पोलीमराइजेशन के दौरान, आणविक भार लगभग तुरंत बढ़ जाता है, मध्यवर्ती उत्पाद अस्थिर होते हैं, प्रतिक्रिया अशुद्धियों की उपस्थिति के प्रति संवेदनशील होती है और, एक नियम के रूप में, आवश्यकता होती है उच्च दबाव. यह आश्चर्य की बात नहीं है कि प्राकृतिक परिस्थितियों में ऐसी प्रक्रिया असंभव है, और सभी प्राकृतिक पॉलिमर एक अलग तरीके से बनाए गए थे। आधुनिक रसायन विज्ञान ने एक नया उपकरण बनाया है - पोलीमराइजेशन रिएक्शन, और उसके लिए धन्यवाद थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर का एक बड़ा वर्ग। पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया केवल विशेष उद्योगों के जटिल उपकरणों में महसूस की जाती है, और उपभोक्ता थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर को तैयार रूप में प्राप्त करता है।

थर्मोसेटिंग पॉलिमर के प्रतिक्रियाशील अणुओं को सरल और अधिक प्राकृतिक तरीके से बनाया जा सकता है - धीरे-धीरे मोनोमर से डिमर तक, फिर ट्रिमर, टेट्रामर, आदि। मोनोमर्स के इस तरह के संयोजन, उनके "संघनन", को प्रतिक्रिया कहा जाता है बहु संघनन;इसके लिए न तो उच्च शुद्धता की आवश्यकता होती है और न ही दबाव की, बल्कि परिवर्तन के साथ होती है रासायनिक संरचना, और अक्सर उप-उत्पादों (आमतौर पर जल वाष्प) (चित्रा 2) की रिहाई से। यह प्रतिक्रिया है जो प्रकृति में होती है; इसे अधिकतम में केवल थोड़ा सा गर्म करके आसानी से किया जा सकता है सरल शर्तेंघर तक। थर्मोसेटिंग पॉलिमर की इतनी उच्च विनिर्माण क्षमता रेडियो संयंत्रों सहित गैर-रासायनिक उद्यमों में विभिन्न उत्पादों के निर्माण के पर्याप्त अवसर प्रदान करती है।

प्रारंभिक सामग्री और उत्पादन विधियों के प्रकार और संरचना के बावजूद, पॉलिमर पर आधारित सामग्रियों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है: प्लास्टिक, फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक, लैमिनेट्स, फिल्म, कोटिंग्स, चिपकने वाले।

1. ऐतिहासिक पृष्ठभूमि

प्लास्टिक उद्योग की उत्पत्ति 20वीं शताब्दी के अंत में हुई थी। आसानी से पोलीमराइज़ करने योग्य स्टाइरीन और इसके ग्लासी सॉलिड पॉलीमर ने तुरंत ध्यान आकर्षित किया। पॉलीस्टाइनिन के उत्पादन के लिए रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी की नींव ओस्ट्रोमाइस्लेंस्की और शटौडिंगर द्वारा रखी गई थी। उत्तरार्द्ध ने पॉलीस्टाइनिन मैक्रोमोलेक्यूल्स के निर्माण के लिए एक श्रृंखला तंत्र का प्रस्ताव दिया।

पॉलीस्टाइनिन (द्रव्यमान में थर्मल सहज पोलीमराइजेशन) के उत्पादन के लिए पहला पेटेंट 1911 में जर्मनी में लिया गया था। वहीं 1920 में पॉलीमर का औद्योगिक उत्पादन शुरू हुआ। 1936 में पहले से ही 6000 टन / वर्ष का उत्पादन किया।

जर्मनी के बाहर, पॉलीस्टाइनिन उत्पादन की वृद्धि लंबे समय से मोनोमर की उच्च कीमत के कारण रुकी हुई है। तेजी से विकास के लिए प्रेरणा द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान संयुक्त राज्य अमेरिका में स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर के बड़े पैमाने पर उत्पादन का निर्माण था, जिससे स्वाभाविक रूप से स्टाइरीन की कीमतों में कमी आई। युद्ध के बाद, संरचना में 50 प्रतिशत से अधिक स्टाइरीन युक्त पॉलीस्टाइनिन और स्टाइरीन कॉपोलिमर का उत्पादन (स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर के विपरीत, जहां स्टाइरीन लगभग 30 प्रतिशत है) स्वतंत्र रूप से विकसित हुआ। ऐसे प्रभावी उत्पादों का विकास; विस्तारित पॉलीस्टाइनिन के रूप में, स्टाइरीन के उच्च-प्रभाव वाले पॉलिमर, एबीएस प्लास्टिक, ने पॉलीस्टीरिन प्लास्टिक को पॉलीइथाइलीन और पॉलीविनाइल क्लोराइड के बाद प्लास्टिक के विश्व उत्पादन में तीसरा स्थान लेने की अनुमति दी है।