पॉलिमर प्रक्रिया परिचय भाग १

इतिहासाच्या सुरुवातीपासून मानवजातीने लाकूड, चामडे आणि लोकर यासारख्या नैसर्गिक पॉलिमरिक सामग्रीचा वापर केला आहे, परंतु 1800 च्या दशकात रबर तंत्रज्ञानाच्या विकासानंतरच सिंथेटिक पॉलिमर शक्य झाले.जॉन वेस्ली हयात यांनी 1869 मध्ये सेल्युलोज नायट्रेट आणि कापूरपासून प्रथम सिंथेटिक पॉलिमर मटेरियल, सेल्युलोइडचा शोध लावला होता.सिंथेटिक पॉलिमरमधील एक महत्त्वाची प्रगती म्हणजे १९०७ मध्ये लिओ हेंड्रिक बेकलँड यांनी बेकेलाइटचा शोध लावला. १९२० च्या दशकात हर्मन स्टॉडिंगरच्या कार्याने पुनरावृत्ती होणार्‍या युनिट्सच्या लांब साखळ्यांचे मॅक्रोमोलेक्युलर स्वरूप स्पष्टपणे दाखवून दिले. १ 'पॉलिमर' हा शब्द ग्रीक भाषेतून आला आहे आणि त्याचा अर्थ आहे ' भाग'.पॉलिमर उद्योगाची जलद वाढ दुसऱ्या महायुद्धाच्या काही काळापूर्वी सुरू झाली, अॅक्रेलिक पॉलिमर, पॉलिस्टीरिन, नायलॉन, पॉलीयुरेथेन आणि त्यानंतरच्या 1940 आणि 1950 च्या दशकात पॉलिथिलीन, पॉलीथिलीन टेरेफ्थालेट, पॉलीप्रोपायलीन आणि इतर पॉलिमरच्या विकासासह.1945 मध्ये केवळ 1 दशलक्ष टन उत्पादन झाले असताना, 1981 मध्ये प्लॅस्टिकच्या उत्पादनाने स्टीलच्या उत्पादनाला मागे टाकले आणि तेव्हापासून हे अंतर सतत वाढत आहे.

शुद्ध पॉलिमरवर क्वचितच स्वतःच प्रक्रिया केली जाते.ते इतर सामग्रीसह मिश्रित केले जातात, विशेषत: यांत्रिक मिश्रणाद्वारे किंवा वितळलेल्या स्थितीत मिश्रण करून गोळ्या, पावडर किंवा नंतरच्या प्रक्रियेत वापरल्या जाणार्‍या ऍक्स तयार करतात.यौगिकांमध्ये Ž llers (किंमत कमी करण्यासाठी), मजबुतीकरण, इतर पॉलिमर, कलरंट्स, ame retardants, स्टेबिलायझर्स (प्रकाश, उष्णता किंवा इतर पर्यावरणीय घटकांपासून खराब होण्यापासून रोखण्यासाठी) आणि विविध प्रक्रिया सहाय्यांचा समावेश असू शकतो.

सिंथेटिक पॉलिमर दोन श्रेणींमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकतात.थर्मोप्लास्टिक्स (आतापर्यंतचे सर्वात मोठे आकारमान) गरम करून वितळले जाऊ शकतात, थंड करून घनता आणले जाऊ शकतात आणि वारंवार वितळले जाऊ शकतात.पॉलिथिलीन (पीई), पॉलीप्रॉपिलीन (पीपी), पॉलीस्टीरिन (पीएस), पॉलिव्हिनाईल क्लोराईड (पीव्हीसी), पॉली कार्बोनेट (पीसी), पॉलिमिथाइल मेथाक्रिलेट (पीएमएमए), पॉलिथिलीन टेरेफ्थालेट (पीईटी) आणि पॉलिमाइड (पीए, नायलॉन) हे प्रमुख प्रकार आहेत.क्रॉसलिंकिंगमुळे, म्हणजे कायमचे त्रिमितीय नेटवर्क तयार केल्यामुळे, उष्णता आणि दाब लागू करून थर्मोसेट्स कठोर होतात.पुनर्प्रक्रियासाठी गरम करून ते मऊ केले जाऊ शकत नाहीत.बेकेलाइट, इपॉक्सी आणि बहुतेक पॉलीयुरेथेन थर्मोसेट्स आहेत.

सध्याचे विहंगावलोकन केवळ थर्मोप्लास्टिक्सच्या प्रक्रियेसाठी समर्पित आहे.कमर्शियल थर्मोप्लास्टिक्सना त्यांच्या कामगिरीनुसार 'कमोडिटी' (पीई, पीपी, पीएस आणि पीव्हीसी सारखी कमी कार्यक्षमता), 'इंजिनियरिंग' (जसे की पीसी, नायलॉन आणि पीईटी) किंवा 'प्रगत' (उच्चतम कामगिरी, जसे की) म्हणून वर्गीकृत केले जाते. लिक्विड क्रिस्टल पॉलिमर (LCPs), पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (PPS) आणि पॉलीथेथेरकेटोन (PEEK)).अभियांत्रिकी आणि प्रगत पॉलिमरमध्ये अपेक्षित स्फोटक वाढ पूर्ण झाली नाही.प्लॅस्टिकचा वापर गेल्या तीन दशकांपासून सातत्याने वाढत आहे, परंतु मुख्यतः कमोडिटी श्रेणीमध्ये.सध्या, उत्पादित व्हॉल्यूमच्या ~88% कमोडिटी पॉलिमर, 3 अभियांत्रिकी प्लास्टिक ~12% आणि प्रगत 1% पेक्षा कमी आहे.जरी प्रति किलोग्रॅम प्रगत पॉलिमरच्या किंमती कमोडिटी पॉलिमरच्या किंमतीपेक्षा खूप जास्त आहेत, तरीही अर्थव्यवस्थेसाठी त्यांचे जागतिक मूल्य फारच कमी आहे.

धातू किंवा सिरॅमिक्सच्या तुलनेत कमोडिटी प्लॅस्टिकची ताकद आणि कडकपणा कमी असतो आणि ते लागू शक्तीच्या खाली रेंगाळतात.त्यांना घन पदार्थ म्हणून वापरण्यात तापमान मर्यादा देखील आहेत (बहुतेक 100- 250°C श्रेणीत वितळतात).कमोडिटी प्लॅस्टिकची तन्य मोड्युली ~1 GPa (स्टीलसाठी 210 GPa च्या तुलनेत) आहे.पॉलिमर साखळ्यांच्या संरेखनाद्वारे Signi-Ž cant सुधारणा साध्य करता येते.वास्तविक, कार्बन–कार्बन बंध खूप मजबूत आहेत आणि स्टीलच्या पेक्षा जास्त मॉड्यूलस मूल्यांसह सिंगल Ž लामेंट पॉलिथिलीन तयार केले गेले आहेत.विशेष प्रक्रिया तंत्रांद्वारे उच्च अभिमुखता प्राप्त केली जाऊ शकते, उदाहरणार्थ बाहेर काढणे आणि कमी तापमानात त्यानंतरचे रेखाचित्र.कमी तापमानात पॉलिमर साखळ्यांची गतिशीलता मर्यादित असते आणि स्ट्रेचिंगनंतर अभिमुखता राहते.अलीकडील शोध आणि सिंगल साइट, मेटॅलोसीन आधारित उत्प्रेरकांच्या विकासामुळे कमोडिटी पॉलिमरचे नवीन ग्रेड सुधारित गुणधर्मांसह नियंत्रित आण्विक आर्किटेक्चर आहेत.

पॉलिमरचे जागतिक उत्पादन 1975 मध्ये 27 दशलक्ष टनांवरून 2000 मध्ये ~200 दशलक्ष टन प्रतिवर्ष झाले आणि ते अजूनही वाढत आहे.अलीकडील अहवालानुसार, 2000 मध्ये यूएसएमध्ये प्लास्टिक उत्पादनांची 4 शिपमेंट $330 अब्ज होती आणि अपस्ट्रीम पुरवठा करणाऱ्या उद्योगांची विक्री $90 अब्ज होती, ज्यामुळे वार्षिक एकूण $420 अब्ज झाले.एकूण रोजगार 2.4 दशलक्ष असण्याचा अंदाज आहे - यूएस कर्मचार्यांच्या सुमारे 2%.पॉलिमर उद्योगाची वाढ ही प्लास्टिक उत्पादनांच्या गुणधर्मांच्या अद्वितीय संयोजनाचा परिणाम आहे, ज्यामध्ये सुलभ आकार आणि बनावट, कमी घनता, गंज प्रतिकार, विद्युत आणि थर्मल इन्सुलेशन आणि प्रति युनिट वजन अनेकदा अनुकूल कडकपणा आणि कडकपणा यांचा समावेश होतो.