पॉली कार्बोनेट की तैयारी के तरीके

पॉलीकार्बोनेट एक बहुमुखी इंजीनियरिंग प्लास्टिक है जिसमें इसके अद्वितीय गुणों के कारण अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, जैसे कि उच्च प्रभाव प्रतिरोध, ऑप्टिकल स्पष्टता और थर्मल स्थिरता. पॉली कार्बोनेट का उत्पादन एक अच्छी तरह से स्थापित प्रक्रिया है, और पॉली कार्बोनेट की तैयारी के कई तरीके हैं जो वर्षों में विकसित किए गए हैं। इस लेख में, हम प्रत्येक दृष्टिकोण के तकनीकी पहलुओं और लाभों पर ध्यान देने के साथ पॉली कार्बोनेट तैयार करने के लिए सबसे आम तरीकों पर चर्चा करेंगे।

इंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन विधि

सबसे व्यापक रूप से उपयोगपॉली कार्बोनेट की तैयारी के तरीकेइंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन है, जिसे दो-चरण सीमा विधि भी कहा जाता है। इस प्रक्रिया में एक विलायक की उपस्थिति में फॉस्जीन (coCl2) के साथ बिस्फेनॉल a (bpa) की प्रतिक्रिया शामिल है। प्रतिक्रिया दो अपरिवर्तनीय चरणों के इंटरफ़ेस पर होती है: एक जलीय चरण जिसमें बीपीए होता है और एक जल-अमिसिबल कार्बनिक विलायक कार्बनिक विलायक कार्बनिक विलायक होता है।

प्रतिक्रिया तंत्र

इस विधि में, बिस्फेनॉल एक आधार के साथ जलीय चरण में भंग कर दिया जाता है, आमतौर पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड, जो बीपा को डीप्रोटोनेट करने में मदद करता है, जिससे यह अधिक प्रतिक्रियाशील हो जाता है। कार्बनिक चरण, जिसमें अक्सर एक क्लोरीनेटेड सॉल्वेंट जैसे मेथिलीन क्लोराइड होता है, फॉस्जीन रखता है। जब इन दो चरणों को मिश्रित किया जाता है, तो फॉस्जीन पॉलीकार्बोनेट चेन बनाने के लिए इंटरफ़ेस पर डिप्रोटोनेटेड बीपीए के साथ प्रतिक्रिया करता है।

फायदे

• उच्च आणविक वजनयह विधि उच्च आणविक भार के साथ पॉली कार्बोनेट के उत्पादन की अनुमति देती है, जो सामग्री को उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।
• कुशल गर्मी विच्छेदनचूंकि प्रतिक्रिया एक इंटरफेस पर होती है, इसलिए उत्पन्न गर्मी जल्दी से विघटित हो जाती है, जिससे क्षरण के जोखिम को कम किया जाता है।

हालांकि, इंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन फोजन के उपयोग के कारण कुछ पर्यावरणीय और सुरक्षा चिंताओं के साथ आता है, जो विषाक्त है, और कार्बनिक सॉल्वैंट्स जिन्हें सावधानीपूर्वक हैंडलिंग की आवश्यकता होती है।

पिघलना (ट्रांससेस्टेरिफिकेशन) विधि

एक और महत्वपूर्ण तरीकापॉली कार्बोनेट की तैयारीयह पिघलना विधि है, जिसे ट्रांससेस्टरिफिकेशन विधि भी कहा जाता है। इस प्रक्रिया में बिस्फेनोल ए (बीपीए) और एक कार्बोनेट प्रेसर, जैसे कि डिफिनाइल कार्बोनेट (डीपीसी), उच्च तापमान के तहत और सॉल्वैंट्स की अनुपस्थिति में प्रतिक्रिया शामिल है।

अभिक्रिया

पिघले पॉलीमराइजेशन में, बिस्फेनॉल एक और डिफेनिल कार्बोनेट मिश्रित होते हैं और एक वैक्यूम में उच्च तापमान (आमतौर पर 250 पेंडसी से 300 के बीच) के लिए गर्म किया जाता है। प्रतिक्रिया के दौरान, फेनोल एक उप-उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है और पॉलीकार्बोनेट के गठन की ओर प्रतिक्रिया को चलाने के लिए लगातार हटा दिया जाता है।

पिघले पॉलीमराइजेशन के लाभ

• विलायक मुक्त प्रक्रियाइस विधि के सबसे उल्लेखनीय लाभों में से एक यह है कि यह सॉल्वैंट्स की आवश्यकता को समाप्त करता है, जिससे यह इंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल और सुरक्षित विकल्प बन जाता है।
• सरल उपकरणयह प्रक्रिया आम तौर पर एक पिघले रिएक्टर में की जाती है, जो इंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन के लिए आवश्यक उपकरणों की तुलना में संचालित करने के लिए आसान और कम महंगा है।

हालांकि, पिघले पॉलीमराइजेशन के लिए उच्च तापमान और कुशल वैक्यूम सिस्टम की आवश्यकता होती है, जो प्रक्रिया को ऊर्जा-गहन बना सकता है। इसके अलावा, आणविक वजन को नियंत्रित करना इंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण है।

ठोस-राज्य बहुलीकरण (एसपीपी)

ठोस-राज्य पॉलीमराइजेशन (एसपीपी) एक और तरीका है जिसे उच्च-आणविक-वजन पॉलीकार्बोनेट का उत्पादन करने के लिए नियोजित किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में पूर्व-पॉलीमेराइज्ड पॉली कार्बोनेट को वैक्यूम के तहत अपने ठोस रूप में या एक निष्क्रिय गैस वातावरण में पूर्व-पॉलीमराइज्ड पॉली कार्बोनेट को गर्म करना शामिल है।

कैसे काम करता है एसपीपी

एसपीपी में, पॉलीकार्बोनेट प्रीपोलीमर को पहली बार पहले उल्लिखित विधियों में से एक के माध्यम से तैयार किया जाता है, आमतौर पर पिघलना. प्रीपोलीमर को उसके पिघलने बिंदु से नीचे तापमान के अधीन किया जाता है, जहां श्रृंखला एक्सटेंशन प्रतिक्रियाएं होती हैं। ये प्रतिक्रियाएं पॉलीमर को पिघलाए बिना आणविक वजन को बढ़ाती हैं, जिससे अंतिम गुणों पर बेहतर नियंत्रण होता है।

एसपीपी के फायदे

• उच्च आणविक वजन नियंत्रणएसपीपी आणविक वजन के सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है, जिससे यह विशिष्ट यांत्रिक गुणों के साथ पॉलीकार्बोनेट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• गिरावट: क्योंकि पॉलीमर के पिघलने बिंदु के नीचे तापमान पर प्रतिक्रिया होती है, थर्मल तनाव के कारण गिरावट को कम किया जाता है।

हालांकि एसपीपी अन्य तरीकों की तुलना में एक धीमी प्रक्रिया है, यह अल्ट्रा-उच्च आणविक वजन पॉली कार्बोनेट का उत्पादन करने की क्षमता के लिए अत्यधिक मूल्यवान है।

निष्कर्ष

संक्षेप में, कईपॉली कार्बोनेट की तैयारी के तरीकेप्रत्येक अपने फायदे और सीमाओं के साथ। इंटरफेशियल पॉलीमराइजेशन उच्च-आणविक-वजन पॉलीकार्बोनेट के उत्पादन के लिए आदर्श है, हालांकि इसमें पर्यावरणीय कमियां हैं। पिघलना एक विलायक मुक्त विकल्प है लेकिन प्रतिक्रिया स्थितियों पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। ठोस-राज्य पॉलीमराइजेशन सटीक आणविक वजन नियंत्रण प्रदान करता है और गिरावट को कम करता है। विधि का चुनाव काफी हद तक अंतिम पॉली कार्बोनेट उत्पाद और विशिष्ट औद्योगिक आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।