विकिरण आणि औद्योगिक पॉलिमर प्रतिक्रियांचे प्रकार

रेडिएशन-इनिशिएटेड प्रतिक्रियांचे स्पष्टपणे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: (1) क्रॉसलिंकिंग आणि स्किशन आणि (2) ग्राफ्टिंग आणि क्यूरिंग.

क्रॉसलिंकिंग म्हणजे पॉलिमर चेनचे इंटरमॉलिक्युलर बॉण्ड तयार करणे.क्रॉसलिंकिंगची डिग्री रेडिएशन डोसच्या प्रमाणात आहे.त्याला असंतृप्त किंवा इतर अधिक प्रतिक्रियाशील गटांची आवश्यकता नाही.काही अपवादांसह (जसे अरोमॅटिक्स असलेल्या पॉलिमरमध्ये), ते रासायनिक संरचनेत फारसे बदलत नाही.तापमानानुसार ते फारसे बदलत नाही.रेडिएशनद्वारे क्रॉस-लिंकिंगची यंत्रणा त्याच्या सुरुवातीच्या शोधापासून अभ्यासली गेली असली तरी, त्याच्या नेमक्या स्वरूपावर अद्याप कोणताही व्यापक करार नाही.क्रॉसलिंकिंगची यंत्रणा सामान्यतः संबंधित पॉलिमरनुसार बदलते.सार्वत्रिकरित्या स्वीकारल्या जाणार्‍या यंत्रणेमध्ये अहाइड्रोजन अणू तयार करण्यासाठी एका पॉलिमर साखळीवरील C–H बॉण्डचे विघटन होते, त्यानंतर आण्विक हायड्रोजन तयार करण्यासाठी शेजारच्या साखळीतून दुसऱ्या हायड्रोजन अणूचे अमूर्तीकरण होते.त्यानंतर दोन समीप पॉलिमरिक रॅडिकल्स एकत्र होऊन क्रॉसलिंक तयार होतात. क्रॉसलिंकिंगचा एकंदर परिणाम असा आहे की पॉलिमरचे आण्विक वस्तुमान विकिरण डोसमध्ये सातत्याने वाढ होते, ज्यामुळे ब्रंच्ड चेन बनते, शेवटी प्रत्येक पॉलिमर साखळी जोडल्यावर त्रिमितीय पॉलिमर नेटवर्क तयार होते. दुसर्या साखळीला.

याउलट, विंचर ही क्रॉसलिंकिंगची उलट प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये C–C बॉन्डसॉकर फुटतात.क्रॉसलिंकिंगमुळे सरासरी आण्विक वजन वाढते तर नंतरच्या प्रक्रियेमुळे ते कमी होते.जर किरणोत्सर्गाची उर्जा जास्त असेल, तर C–C बाँडच्या क्लीव्हेजद्वारे साखळी तोडणे होते.एरेटेड सोल्युशन माध्यमात, तथापि, विच्छेदनाचा यांत्रिक मार्ग अप्रत्यक्ष पद्धतीने पुढे जातो.थेपॉलिमरिक फ्री रॅडिकल्स सॉल्व्हेंट-फ्री रॅडिकल्सद्वारे तयार होतात, जे रेडिएशनद्वारे आधीच तयार होतात. पॉलिमरिक फ्री रॅडिकल्ससह ऑक्सिजनच्या जोडणीमुळे पेरोक्सी प्रजाती तयार होतात, जी विघटन-स्थितीवर लहान रेणू बनवतात.पॉलिमरचे ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन सिस्टममध्ये सॉल्व्हेंट्सवर अवलंबून असते.वास्तविक, पॉलिमर डिग्रेडेशन सॉल्व्हेंटच्या ऑक्सिडेशनशी स्पर्धा करते.

ग्राफ्टिंग ही एक पद्धत आहे जिथे मोनोमर्स पॉलिमर साखळीवर पार्श्‍वभूमीवर आणले जातात जेथे एस्क्युरिंग म्हणजे कोटिंग तयार करण्यासाठी ऑलिगोमर मोनोमर मिश्रणाचे जलद पॉलिमरायझेशन, जे भौतिक शक्तींद्वारे सब्सट्रेटशी जोडलेले असते.सर्वात सोप्या स्वरूपात, अशा पद्धतींमध्ये विषम प्रणाल्यांचा समावेश होतो, सब्सट्रेट एक फिल्म, फायबर किंवा अगदी पावडर आहे, ज्यामध्ये मोनोमर अ‍ॅनिट लिक्विड, वाफ किंवा द्रावण आहे.काही फरक असले तरी कलम करणे आणि बरे करणे यात जवळचा संबंध आहे.वास्तविक, कलम करण्याच्या प्रक्रियेला कोणतीही कालमर्यादा नाही.यास काही मिनिटे, तास किंवा अगदी दिवस लागू शकतात, तर बरा होणे ही सामान्यत: सेकंदाच्या एका अंशामध्ये होणारी अतिशय जलद प्रक्रिया आहे.ग्राफ्टिंगमध्ये, सहसंयोजक C–C बंध तयार होतात तर क्यूरिंगमध्ये, बाँडिंगमध्ये सामान्यतः कमकुवत डर वॉल्स किंवा लंडन डिस्पर्शन फोर्सचा समावेश होतो.व्हॅन डेर वॉल्स बाँडिंग अशा अंतरावर कार्य करते जेथे थोडे किंवा कोणतेही ओव्हरलॅप किंवा देवाणघेवाण होत नाही आणि ते सामान्यतः लहान उर्जेशी संबंधित असते.तथापि, कोव्हॅलेंटबॉन्डिंग, लहान आंतरवर्णीय अंतरांवर प्रभावी आहे आणि इलेक्ट्रॉन ओव्हरलॅप, एक्सचेंज आणि परिणामी उच्च उर्जेशी संबंधित आहे.क्युरिंग रिअॅक्शन्सचा आणखी एक महत्त्वाचा पैलू म्हणजे क्युरिंगसह समवर्ती ग्राफ्टिंगमुळे तयार उत्पादनाचे गुणधर्म सुधारले जाण्याची शक्यता आहे, विशेषत: चिकटपणा आणि लवचिकता.

कलम तीन वेगवेगळ्या प्रकारे पुढे जाते: (अ) पूर्व-विकिरण;(b) पेरोक्सिडेशन आणि (c) परस्पर विकिरण तंत्र.पूर्व-विकिरण तंत्रात, प्रथम पॉलिमर पाठीचा कणा व्हॅक्यूममध्ये किंवा अक्रिय वायूच्या उपस्थितीत मुक्त रॅडिकल्स तयार करण्यासाठी विकिरणित केला जातो.विकिरणित पॉलिमर सब्सट्रेट नंतर मोनोमरने हाताळले जाते, जे एकतर द्रव किंवा बाष्प किंवा योग्य सॉल्व्हेंटमध्ये द्रावण म्हणून असते.तथापि, पेरोक्सिडेशन ग्राफ्टिंग पद्धतीमध्ये, ट्रंक पॉलिमरला हवा किंवा ऑक्सिजनच्या उपस्थितीत उच्च-ऊर्जा रेडिएशनच्या अधीन केले जाते.पॉलिमरिक पाठीचा कणा आणि विकिरण परिस्थितीच्या स्वरूपावर अवलंबून हायड्रोपेरॉक्साइड्स किंवा डायपरॉक्साइड्सची निर्मिती हा परिणाम आहे.पेरोक्सी उत्पादने, जी स्थिर असतात, नंतर उच्च तापमानात मोनोमरने उपचार केले जातात, तेव्हा पेरोक्साईड्सचे विघटन टॉरॅडिकल्स होते, जे नंतर ग्राफ्टिंग सुरू करतात.या तंत्राचा फायदा असा आहे की ग्राफ्टिंग चरण करण्यापूर्वी इंटरमीडिएट पेरोक्सीप्रॉडक्ट्स दीर्घकाळ साठवता येतात.दुसरीकडे, परस्पर विकिरण तंत्राने पॉलिमर आणि मोनोमर्स एकाच वेळी विकिरणित होऊन मुक्त रॅडिकल्स तयार होतात आणि अशा प्रकारे जोडणी केली जाते.प्री-रेडिएशन तंत्रात मोनोमर्स किरणोत्सर्गाच्या संपर्कात नसल्यामुळे, त्या पद्धतीचा स्पष्ट फायदा असा आहे की ती एकाचवेळी तंत्राने होमोपॉलिमर निर्मितीच्या समस्येपासून तुलनेने मुक्त आहे.तथापि, प्री-इरिडिएशन तंत्राचा निश्चित तोटा म्हणजे बेस पॉलिमरचे त्याच्या डायरेक्टिरिडिएशनमुळे विखुरणे, जे प्रामुख्याने ग्राफ्टकोपॉलिमर ऐवजी ब्लॉक कॉपॉलिमर बनवते.