કાર્બનિક પોલિમર. કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પોલિમર

અકાર્બનિક પોલિમર

• અકાર્બનિક પોલિમર- પોલિમર કે જે પુનરાવર્તિત એકમમાં C-C બોન્ડ ધરાવતું નથી, પરંતુ તે બાજુના અવેજીમાં કાર્બનિક રેડિકલને સમાવવા સક્ષમ છે.

પોલિમરનું વર્ગીકરણ

1. હોમોચેન પોલિમર

કાર્બન અને ચેલ્કોજેન્સ (સલ્ફરનું પ્લાસ્ટિક ફેરફાર).

ખનિજ ફાઇબર એસ્બેસ્ટોસ

એસ્બેસ્ટોસની લાક્ષણિકતાઓ

• એસ્બેસ્ટોસ(ગ્રીક ἄσβεστος, - અવિનાશી) એ સિલિકેટના વર્ગમાંથી ફાઇન-ફાઇબર ખનિજોના જૂથનું સામૂહિક નામ છે. શ્રેષ્ઠ લવચીક તંતુઓનો સમાવેશ થાય છે.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - સૂત્ર

• એસ્બેસ્ટોસના બે મુખ્ય પ્રકારો સર્પેન્ટાઈન એસ્બેસ્ટોસ (ક્રાયસોટાઈલ એસ્બેસ્ટોસ, અથવા સફેદ એસ્બેસ્ટોસ) અને એમ્ફીબોલ એસ્બેસ્ટોસ છે.

રાસાયણિક રચના

• તેમની રાસાયણિક રચનાના સંદર્ભમાં, એસ્બેસ્ટોસ મેગ્નેશિયમ, આયર્ન અને આંશિક રીતે કેલ્શિયમ અને સોડિયમના જલીય સિલિકેટ્સ છે. નીચેના પદાર્થો ક્રાયસોટાઇલ એસ્બેસ્ટોસના વર્ગના છે:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

સલામતી

• એસ્બેસ્ટોસ વ્યવહારીક રીતે નિષ્ક્રિય છે અને શરીરના પ્રવાહીમાં ઓગળી શકતું નથી, પરંતુ તેની નોંધપાત્ર કાર્સિનોજેનિક અસર છે. એસ્બેસ્ટોસ માઇનિંગ અને પ્રોસેસિંગ સાથે સંકળાયેલા લોકોમાં સામાન્ય વસ્તી કરતાં ગાંઠો થવાની શક્યતા અનેક ગણી વધારે હોય છે. મોટેભાગે તે ફેફસાના કેન્સર, પેરીટેઓનિયમની ગાંઠો, પેટ અને ગર્ભાશયનું કારણ બને છે.

• કાર્સિનોજેન્સમાં વ્યાપક વૈજ્ઞાનિક સંશોધનના પરિણામોના આધારે, ઇન્ટરનેશનલ એજન્સી ફોર રિસર્ચ ઓન કેન્સર એ એસ્બેસ્ટોસને પ્રથમ શ્રેણીમાં સૌથી ખતરનાક કાર્સિનોજેન્સ તરીકે વર્ગીકૃત કર્યું છે.

એસ્બેસ્ટોસની અરજી

• આગ-પ્રતિરોધક કાપડનું ઉત્પાદન (અગ્નિશામકો માટે સીવિંગ સૂટ સહિત).

• બાંધકામમાં (પાઈપો અને સ્લેટના ઉત્પાદન માટે એસ્બેસ્ટોસ-સિમેન્ટ મિશ્રણના ભાગ રૂપે).

• તે સ્થાનો જ્યાં તે એસિડ પ્રભાવ ઘટાડવા માટે જરૂરી છે.

લિથોસ્ફિયરની રચનામાં અકાર્બનિક પોલિમરની ભૂમિકા

લિથોસ્ફિયર

• લિથોસ્ફિયર- પૃથ્વીનો સખત શેલ. તે એથેનોસ્ફિયર સુધી પૃથ્વીના પોપડા અને આવરણનો ઉપરનો ભાગ ધરાવે છે.

મહાસાગરો અને ખંડોની નીચેનું લિથોસ્ફિયર નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. ખંડોની નીચેનું લિથોસ્ફિયર 80 કિમી સુધીની કુલ જાડાઈ સાથે કાંપ, ગ્રેનાઈટ અને બેસાલ્ટ સ્તરો ધરાવે છે. મહાસાગરો હેઠળનું લિથોસ્ફિયર દરિયાઈ પોપડાની રચનાના પરિણામે આંશિક ગલનનાં ઘણા તબક્કાઓમાંથી પસાર થયું છે, તે ફ્યુઝિબલ દુર્લભ તત્વોમાં મોટા પ્રમાણમાં ક્ષીણ થઈ ગયું છે, જેમાં મુખ્યત્વે ડ્યુનાઈટ અને હાર્જબર્ગાઈટ્સનો સમાવેશ થાય છે, તેની જાડાઈ 5-10 કિમી છે, અને ગ્રેનાઈટ સ્તર સંપૂર્ણપણે ગેરહાજર છે.

રાસાયણિક રચના

પૃથ્વીના પોપડા અને ચંદ્રની સપાટીની માટીના મુખ્ય ઘટકો Si અને Al ઓક્સાઇડ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝ છે. આ નિષ્કર્ષ બેસાલ્ટ ખડકોના વ્યાપ વિશેના હાલના વિચારોના આધારે કરી શકાય છે. પૃથ્વીના પોપડાનો પ્રાથમિક પદાર્થ મેગ્મા છે - ખડકનું પ્રવાહી સ્વરૂપ જેમાં પીગળેલા ખનિજોની સાથે વાયુઓની નોંધપાત્ર માત્રા હોય છે. જ્યારે મેગ્મા સપાટી પર પહોંચે છે, ત્યારે તે લાવા બનાવે છે, જે બેસાલ્ટ ખડકોમાં ઘન બને છે. લાવાના મુખ્ય રાસાયણિક ઘટક સિલિકા, અથવા સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ, SiO2 છે. જો કે, ઊંચા તાપમાને, સિલિકોન અણુઓ સરળતાથી અન્ય અણુઓ દ્વારા બદલી શકાય છે, જેમ કે એલ્યુમિનિયમ, વિવિધ પ્રકારના એલ્યુમિનોસિલિકેટ બનાવે છે. સામાન્ય રીતે, લિથોસ્ફિયર એ એક સિલિકેટ મેટ્રિક્સ છે જે ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના પરિણામે રચાયેલ અન્ય પદાર્થોના સમાવેશ સાથે છે જે ભૂતકાળમાં ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણની સ્થિતિમાં બને છે. બંને સિલિકેટ મેટ્રિક્સ પોતે અને તેમાંના સમાવેશ મુખ્યત્વે પોલિમર સ્વરૂપમાં પદાર્થો ધરાવે છે, એટલે કે હેટરોચેન અકાર્બનિક પોલિમર.

ગ્રેનાઈટ

• ગ્રેનાઈટ -સિલિકિક અગ્નિકૃત કર્કશ ખડક. તેમાં ક્વાર્ટઝ, પ્લેજીઓક્લેઝ, પોટેશિયમ ફેલ્ડસ્પાર અને મીકાસ - બાયોટાઇટ અને મસ્કવોઇટનો સમાવેશ થાય છે. ખંડીય પોપડામાં ગ્રેનાઈટ ખૂબ વ્યાપક છે.

ગ્રેનાઈટની સૌથી મોટી માત્રા અથડામણ ઝોનમાં રચાય છે, જ્યાં બે ખંડીય પ્લેટો અથડાય છે અને ખંડીય પોપડો જાડું થાય છે. કેટલાક સંશોધકોના મતે, મધ્યમ પોપડા (10-20 કિમીની ઊંડાઈ) ના સ્તરે જાડા થયેલા અથડામણના પોપડામાં ગ્રેનાઈટ પીગળવાનું આખું સ્તર રચાય છે. વધુમાં, ગ્રેનાઈટીક મેગ્મેટિઝમ એ સક્રિય ખંડીય માર્જિન અને થોડા અંશે ટાપુ ચાપની લાક્ષણિકતા છે.

• ગ્રેનાઈટની ખનિજ રચના:

• ફેલ્ડસ્પર્સ - 60-65%;

• ક્વાર્ટઝ - 25-30%;

• ઘાટા રંગના ખનિજો (બાયોટાઇટ, ભાગ્યે જ હોર્નબ્લેન્ડ) - 5-10%.

બેસાલ્ટ

• ખનિજ રચના. મુખ્ય સમૂહ પ્લેજિયોક્લેઝ, ક્લિનોપીરોક્સીન, મેગ્નેટાઇટ અથવા ટાઇટેનોમેગ્નેટાઇટ તેમજ જ્વાળામુખી કાચના માઇક્રોલાઇટ્સથી બનેલો છે. સૌથી સામાન્ય સહાયક ખનિજ એપેટાઇટ છે.

• રાસાયણિક રચના. સિલિકા સામગ્રી (SiO2) 45 થી 52-53% સુધીની છે, આલ્કલાઇન ઓક્સાઇડનો સરવાળો Na2O+K2O 5% સુધી, આલ્કલાઇન બેસાલ્ટમાં 7% સુધી છે. અન્ય ઓક્સાઇડ નીચે પ્રમાણે વિતરિત કરી શકાય છે: TiO2 = 1.8-2.3%; Al2O3=14.5-17.9%; Fe2O3=2.8-5.1%; FeO=7.3-8.1%; MnO=0.1-0.2%; MgO=7.1-9.3%; CaO=9.1-10.1%; P2O5=0.2-0.5%;

ક્વાર્ટઝ (સિલિકોન(IV) ઓક્સાઇડ, સિલિકા)

ફોર્મ્યુલા: SiO2

• ફોર્મ્યુલા: SiO2

• રંગ:રંગહીન, સફેદ, વાયોલેટ, રાખોડી, પીળો, કથ્થઈ

• લક્ષણ રંગ:સફેદ

• ચમકવું:કાચવાળું, ઘન લોકોમાં ક્યારેક ચીકણું

• ઘનતા: 2.6-2.65 g/cm³

• કઠિનતા: 7

રાસાયણિક ગુણધર્મો

કોરન્ડમ (Al2O3, એલ્યુમિના)

ફોર્મ્યુલા: Al2O3

• ફોર્મ્યુલા: Al2O3

• રંગ:વાદળી, લાલ, પીળો, ભૂરો, રાખોડી

• લક્ષણ રંગ:સફેદ

• ચમકવું:કાચ

• ઘનતા: 3.9-4.1 g/cm³

• કઠિનતા: 9

ટેલુરિયમ

ટેલુરિયમ સાંકળ માળખું

• સ્ફટિકો ષટ્કોણ છે, તેમાંના અણુઓ હેલિકલ સાંકળો બનાવે છે અને તેમના નજીકના પડોશીઓ સાથે સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા છે. તેથી, એલિમેન્ટલ ટેલુરિયમને અકાર્બનિક પોલિમર ગણી શકાય. સ્ફટિકીય ટેલુરિયમ ધાતુની ચમક દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જો કે તેના રાસાયણિક ગુણધર્મોના સંકુલને કારણે તેને બિન-ધાતુ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

ટેલુરિયમની અરજીઓ

• સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીનું ઉત્પાદન

• રબર ઉત્પાદન

• ઉચ્ચ તાપમાન સુપરકન્ડક્ટિવિટી

સેલેનિયમ

સેલેનિયમ સાંકળ માળખું

કાળો ગ્રે લાલ

ગ્રે સેલેનિયમ

ગ્રે સેલેનિયમ (કેટલીકવાર મેટાલિક કહેવાય છે) ષટ્કોણ પ્રણાલીમાં સ્ફટિકો ધરાવે છે. તેની પ્રાથમિક જાળીને સહેજ વિકૃત ક્યુબ તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. તેના તમામ અણુઓ સર્પાકાર આકારની સાંકળો પર બાંધેલા હોય તેવું લાગે છે અને એક સાંકળમાં પડોશી અણુઓ વચ્ચેનું અંતર સાંકળો વચ્ચેના અંતર કરતાં લગભગ દોઢ ગણું ઓછું છે. તેથી, પ્રાથમિક સમઘનનું વિકૃત છે.

ગ્રે સેલેનિયમની અરજીઓ

• સામાન્ય ગ્રે સેલેનિયમમાં સેમિકન્ડક્ટીંગ પ્રોપર્ટીઝ હોય છે, તે પી-ટાઈપ સેમિકન્ડક્ટર છે, એટલે કે. તેમાં વાહકતા મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા નહીં, પરંતુ "છિદ્રો" દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.

• સેમિકન્ડક્ટર સેલેનિયમની અન્ય વ્યવહારિક રીતે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ મિલકત પ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ વિદ્યુત વાહકતાને તીવ્રપણે વધારવાની તેની ક્ષમતા છે. સેલેનિયમ ફોટોસેલ્સ અને અન્ય ઘણા ઉપકરણોની ક્રિયા આ મિલકત પર આધારિત છે.

લાલ સેલેનિયમ

• લાલ સેલેનિયમ એ ઓછું સ્થિર આકારહીન ફેરફાર છે.

• સાંકળનું માળખું ધરાવતું પોલિમર પરંતુ નબળું ક્રમબદ્ધ માળખું. 70-90 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાનની શ્રેણીમાં, તે રબર જેવા ગુણધર્મો મેળવે છે, જે અત્યંત સ્થિતિસ્થાપક સ્થિતિમાં ફેરવાય છે.

• ચોક્કસ ગલનબિંદુ નથી.

• લાલ આકારહીન સેલેનિયમવધતા તાપમાન (-55) સાથે તે ગ્રે હેક્સાગોનલ સેલેનિયમમાં રૂપાંતરિત થવાનું શરૂ કરે છે

સલ્ફર

માળખાકીય સુવિધાઓ

• સલ્ફરનું પ્લાસ્ટિક મોડિફિકેશન ડાબી અને જમણી અક્ષો સાથે સલ્ફર અણુઓની હેલિકલ સાંકળો દ્વારા રચાય છે. આ સાંકળો ટ્વિસ્ટેડ અને એક દિશામાં ખેંચાય છે.

• પ્લાસ્ટિક સલ્ફર અસ્થિર છે અને સ્વયંભૂ રોમ્બિક સલ્ફરમાં ફેરવાય છે.

પ્લાસ્ટિક સલ્ફર મેળવવું

સલ્ફરની અરજી

• સલ્ફ્યુરિક એસિડની તૈયારી;

• કાગળ ઉદ્યોગમાં;

• કૃષિમાં (છોડના રોગો સામે લડવા માટે, મુખ્યત્વે દ્રાક્ષ અને કપાસ);

• રંગો અને તેજસ્વી રચનાઓના ઉત્પાદનમાં;

• કાળો (શિકાર) પાવડર મેળવવા માટે;

• મેચોના ઉત્પાદનમાં;

• ત્વચાના અમુક રોગોની સારવાર માટે મલમ અને પાવડર.

કાર્બનના એલોટ્રોપિક ફેરફારો

તુલનાત્મક લાક્ષણિકતાઓ

કાર્બનના એલોટ્રોપિક ફેરફારોનો ઉપયોગ

• હીરા - ઉદ્યોગમાં: તેનો ઉપયોગ છરીઓ, કવાયત, કટર બનાવવા માટે થાય છે; દાગીનાના નિર્માણમાં. ભવિષ્ય એ ડાયમંડ સબસ્ટ્રેટ પર માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સના વિકાસનું છે.

• ગ્રેફાઇટ - મેલ્ટિંગ ક્રુસિબલ્સ, ઇલેક્ટ્રોડ્સના ઉત્પાદન માટે; પ્લાસ્ટિક ફિલર; પરમાણુ રિએક્ટરમાં ન્યુટ્રોન મોડરેટર; બ્લેક ગ્રેફાઇટ પેન્સિલો (કાઓલિન સાથે મિશ્રિત) માટે લીડ્સના ઉત્પાદન માટે રચનાનો ઘટક

અકાર્બનિક પોલિમર એ એક એવો શબ્દ છે જેણે રોકાણ કાસ્ટિંગમાં તેમના વ્યાપક ઉપયોગ દ્વારા મહત્વ પ્રાપ્ત કર્યું છે. અને આ સામગ્રીમાં રહેલા ગુણધર્મો માટે તમામ આભાર. પરંતુ મનુષ્યો માટે અકાર્બનિક પોલિમરનું મહત્વ ઘણું વ્યાપક છે, અને એપ્લિકેશનનો અવકાશ આ ટેકનોલોજીના અવકાશની બહાર છે.

અકાર્બનિક પોલિમર શું છે

પૃથ્વીના પોપડામાં જોવા મળતા કુદરતી મૂળના અકાર્બનિક પોલિમર વધુ સામાન્ય છે.

મોટેભાગે તે મેન્ડેલીવની સામયિક પ્રણાલીના જૂથ III-VI ના તત્વોના સંશ્લેષણનું ઉત્પાદન છે. તેઓને અકાર્બનિક કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ અકાર્બનિક મુખ્ય સાંકળો પર આધારિત છે અને તેમાં કાર્બનિક બાજુ રેડિકલ નથી. બોન્ડ્સ બેમાંથી એક પ્રક્રિયાના પરિણામે દેખાય છે - પોલીકન્ડેન્સેશન અથવા પોલિમરાઇઝેશન.

સામાન્ય રીતે કહીએ તો, અકાર્બનિક પોલિમર એ કૃત્રિમ રીતે સંશ્લેષિત સામગ્રી છે જે કુદરતીને બદલે છે. તે જ સમયે, સર્જકોએ તેમને સસ્તું બનાવવાના લક્ષ્યને અનુસર્યું. આધુનિક પોલિમર હાલના કુદરતી એનાલોગ કરતાં તેમની લાક્ષણિકતાઓમાં શ્રેષ્ઠ છે. એવી સામગ્રી બનાવવામાં આવી છે જે કુદરત પાસે બિલકુલ નથી. આ તેમની લોકપ્રિયતા અને વિવિધતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

વર્ગીકરણ

પ્રકારોની સ્પષ્ટ સૂચિ હજુ સુધી બનાવવામાં આવી નથી, પરંતુ અકાર્બનિક પોલિમરના ઘણા મુખ્ય જૂથો છે જે તેમની રચનામાં ભિન્ન છે. આવી સામગ્રી છે:

• રેખીય
• સપાટ
• ડાળીઓવાળું;
• ત્રિ-પરિમાણીય, વગેરે.

મૂળ દ્વારા પણ અલગ પડે છે:

• કુદરતી
• કૃત્રિમ

સાંકળ રચના દ્વારા:

• હેટરોચેન;
• હોમોચેન

અકાર્બનિક પોલિમરના પ્રકાર

એસ્બેસ્ટોસ એ સૌથી સામાન્ય પોલિમરમાંનું એક છે. તેની રચના ફાઇન-ફાઇબર સામગ્રી છે - સિલિકેટ. તેમાં આયર્ન, મેગ્નેશિયમ, કેલ્શિયમ અને સોડિયમના પરમાણુઓ હોય છે. આ પોલિમરનું ઉત્પાદન માનવો માટે હાનિકારક માનવામાં આવે છે, પરંતુ તેમાંથી બનાવેલ ઉત્પાદનો સંપૂર્ણપણે સલામત છે.

સિલિકોનને તેની એપ્લિકેશન પણ મળી છે કારણ કે તે ઘણી લાક્ષણિકતાઓમાં કુદરતી રબર કરતાં શ્રેષ્ઠ છે. શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપકતા ઓક્સિજન અને સિલિકોનના સંયોજન દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. પોલિસીલીકોન્સન યાંત્રિક, તાપમાન અને વિકૃતિ અસરોનો સામનો કરે છે. તે જ સમયે, આકાર અને માળખું યથાવત રહે છે.

કાર્બાઈને હીરાની જગ્યા લીધી. તે ટકાઉ પણ છે, જે ઘણા ઉદ્યોગોમાં જરૂરી છે. આ પોલિમર 5,000 ºC સુધીના તાપમાનનો સામનો કરવાની ક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. એક વિશિષ્ટ લક્ષણ એ પ્રકાશ તરંગોના પ્રભાવ હેઠળ વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો છે.

ગ્રેફાઇટ એ દરેક વ્યક્તિ માટે જાણીતું છે જેણે ક્યારેય પેન્સિલ ઉપાડી છે. હાઇડ્રોકાર્બન પોલિમરની એક વિશેષ વિશેષતા એ તેમની પ્લેનર સ્ટ્રક્ચર છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ અને ગરમીનું સંચાલન કરે છે, પરંતુ પ્રકાશ તરંગને સંપૂર્ણપણે શોષી લે છે.

સેલેનિયમ, બોરોન અને અન્ય તત્વો પર આધારિત પોલિમર પણ ઉત્પન્ન થાય છે, જે વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે.

અકાર્બનિક પોલિમરની લાક્ષણિકતાઓ

પોલિમર સામગ્રી બનાવતી વખતે, અંતિમ ઉત્પાદનના ગુણો આના પર આધારિત છે:

• લવચીકતા અને સ્થિતિસ્થાપકતા;
• સંકુચિત, ટોર્સનલ, તાણ શક્તિ;
• એકત્રીકરણની સ્થિતિ; તાપમાન પ્રતિકાર;
• વિદ્યુત વાહકતા;
• પ્રકાશ પ્રસારિત કરવાની ક્ષમતા, વગેરે.

ઉત્પાદન દરમિયાન, તેઓ શુદ્ધ પદાર્થ લે છે, તેને ચોક્કસ પોલિમરાઇઝેશન પ્રક્રિયાઓને આધીન છે, અને આઉટપુટ કૃત્રિમ (અકાર્બનિક) પોલિમર છે, જે:

1. આત્યંતિક તાપમાનનો સામનો કરે છે.
2. બાહ્ય યાંત્રિક દળોના પ્રભાવ હેઠળ વિરૂપતા પછી તેના મૂળ આકારમાં પાછા ફરવા માટે સક્ષમ.
3. નિર્ણાયક તાપમાને ગરમ થાય ત્યારે તેઓ કાચવાળા બને છે.
4. તેઓ વોલ્યુમેટ્રિકથી પ્લાનર સુધીના સંક્રમણ દરમિયાન માળખું બદલવામાં સક્ષમ છે, જે સ્નિગ્ધતાની ખાતરી કરે છે.

રૂપાંતર કરવાની ક્ષમતાનો ઉપયોગ મોલ્ડ કાસ્ટિંગમાં થાય છે. ઠંડક પછી, અકાર્બનિક પોલિમર સખત બને છે અને ટકાઉ હાર્ડથી લવચીક, સ્થિતિસ્થાપક સુધીના વિવિધ ગુણો પણ મેળવે છે. તે જ સમયે, પર્યાવરણીય સલામતીની ખાતરી કરવામાં આવે છે, જેનો સામાન્ય પ્લાસ્ટિક બડાઈ કરી શકતો નથી. પોલિમર સામગ્રી ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપતી નથી, અને મજબૂત બોન્ડ પરમાણુઓના પ્રકાશનને અટકાવે છે.

અરજીનો અવકાશ

પોલિમરની વિશાળ વિવિધતા છે. દર વર્ષે, વૈજ્ઞાનિકો નવી તકનીકો વિકસાવે છે જે વિવિધ ગુણવત્તા સૂચકાંકો સાથે સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. અને હવે પોલિમર ઉદ્યોગ અને રોજિંદા જીવનમાં બંને જોવા મળે છે. એસ્બેસ્ટોસ વિના કોઈપણ બાંધકામ પૂર્ણ થતું નથી. તે સ્લેટ, ખાસ પાઈપો, વગેરેમાં હાજર છે. સિમેન્ટનો ઉપયોગ બંધનકર્તા તત્વ તરીકે થાય છે.

સિલિકોન એક ઉત્તમ સીલંટ છે જેનો ઉપયોગ બિલ્ડરો દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ, ઔદ્યોગિક સાધનોનું ઉત્પાદન અને ઉપભોક્તા ચીજવસ્તુઓ પોલિમર પર આધારિત છે, જે ઉચ્ચ તાકાત, ટકાઉપણું અને ચુસ્તતા પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

અને એસ્બેસ્ટોસ પર પાછા ફરતા, તે ઉલ્લેખ કરવો અશક્ય છે કે ગરમી જાળવી રાખવાની ક્ષમતાએ અગ્નિશામકો માટે પોશાકો બનાવવાનું શક્ય બનાવ્યું.

હીરા વિશે વાત કરતી વખતે, તેમને પોલિશ્ડ હીરા (કટ હીરા) સાથે ઓળખવાનો રિવાજ છે. કેટલાક અકાર્બનિક પોલિમર આ કુદરતી સ્ફટિકથી હલકી ગુણવત્તાવાળા નથી, જે હીરાના ઉત્પાદન સહિત વિવિધ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં જરૂરી છે. crumbs ના સ્વરૂપમાં, આ સામગ્રી કટીંગ ધાર પર લાગુ થાય છે. પરિણામ એ incisors છે જે કંઈપણ કાપી શકે છે. આ એક ઉત્તમ ઘર્ષક છે જેનો ઉપયોગ સેન્ડિંગ માટે થાય છે. એલ્બોર, બોરાઝોન, સાયબોરાઈટ, કિંગ્સોન્ગાઈટ, ક્યુબોનાઈટ સુપર-સ્ટ્રોંગ સંયોજનો છે.

જો ધાતુ અથવા પથ્થર પર પ્રક્રિયા કરવી જરૂરી હોય, તો બોરોન સંશ્લેષણ દ્વારા બનાવેલ અકાર્બનિક પોલિમરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. બાંધકામ સુપરમાર્કેટ્સમાં વેચાતા કોઈપણ ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલમાં આ સામગ્રી હોય છે. સુશોભન તત્વોના ઉત્પાદન માટે, ઉદાહરણ તરીકે, સેલેનિયમ કાર્બાઇડનો ઉપયોગ થાય છે. તે રોક ક્રિસ્ટલનું એનાલોગ બનાવે છે. પરંતુ ફાયદાઓની સૂચિ અને એપ્લિકેશનોની સૂચિ આ સુધી મર્યાદિત નથી.

ફોસ્ફોર્નાઇટ્રાઇડ ક્લોરાઇડ ફોસ્ફરસ, નાઇટ્રોજન અને ક્લોરીનના મિશ્રણથી બને છે. ગુણધર્મો અલગ અલગ હોઈ શકે છે અને સમૂહ પર આધાર રાખે છે. જ્યારે તે મોટું હોય છે, ત્યારે કુદરતી રબરનું એનાલોગ રચાય છે. માત્ર હવે તે 350 ડિગ્રી સુધીના તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે. કાર્બનિક સંયોજનોના પ્રભાવ હેઠળ કોઈ પ્રતિક્રિયાઓ જોવા મળતી નથી. અને અનુમતિપાત્ર તાપમાન શ્રેણીમાં, ઉત્પાદનોના ગુણધર્મો બદલાતા નથી.

મનુષ્યો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા વિશેષ ગુણધર્મો

નીચે લીટી એ છે કે સંશ્લેષણના પરિણામે, ત્રિ-પરિમાણીય (ત્રિ-પરિમાણીય) પ્રકારના મેક્રોમોલેક્યુલ્સ રચાય છે. સ્ટ્રેન્થ મજબૂત બોન્ડ્સ અને સ્ટ્રક્ચરમાંથી આવે છે. રાસાયણિક તત્વ તરીકે, અકાર્બનિક પોલિમર આકારહીન રીતે વર્તે છે અને અન્ય તત્વો અને સંયોજનો સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા નથી. આ સુવિધા તેમને રાસાયણિક ઉદ્યોગ, દવા અને ખાદ્ય ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

થર્મલ પ્રતિકાર કુદરતી સામગ્રી દ્વારા કબજામાં રહેલા તમામ સૂચકાંકો કરતાં વધી જાય છે. જો રેસાનો ઉપયોગ પ્રબલિત ફ્રેમ બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે, તો આવી રચના હવામાં 220 ડિગ્રી સુધીના તાપમાનનો સામનો કરી શકે છે. અને જો આપણે બોરોન સામગ્રી વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, તો તાપમાન શક્તિ મર્યાદા 650 ડિગ્રી સુધી વધે છે. તેથી જ પોલિમરસન વિના અવકાશની ઉડાન અશક્ય હશે.

પરંતુ જો આપણે એવા ગુણો વિશે વાત કરીએ જે કુદરતી કરતા શ્રેષ્ઠ છે. સમાન ઉત્પાદનો કે જે આ સંયોજનોમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જે ગુણવત્તામાં કુદરતી સમાન હોય છે, તે મનુષ્યો માટે વિશેષ અર્થ ધરાવે છે. આનાથી, ઉદાહરણ તરીકે, ચામડાને બદલીને કપડાંની કિંમત ઘટાડવાનું શક્ય બને છે. તે જ સમયે, વ્યવહારીક રીતે કોઈ બાહ્ય તફાવતો નથી.

દવામાં, અકાર્બનિક પોલિમર પર વિશેષ આશા રાખવામાં આવે છે. કૃત્રિમ પેશીઓ અને અવયવો, પ્રોસ્થેટિક્સ વગેરે બનાવવા માટે આ સામગ્રીઓનો ઉપયોગ કરવાનું આયોજન છે. રાસાયણિક પ્રતિકાર ઉત્પાદનોને સક્રિય પદાર્થો સાથે સારવાર કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે વંધ્યત્વની ખાતરી કરે છે. સાધન મનુષ્યો માટે ટકાઉ, ઉપયોગી અને સલામત બને છે.

કાર્બનિક પોલિમર પ્રકૃતિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. વધુમાં, તેઓ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આગળ, કાર્બનિક પોલિમરની રચના, ગુણધર્મો અને ઉપયોગને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

વિશિષ્ટતા

વિચારણા હેઠળની સામગ્રીમાં અનેક અણુઓની રચનાના પુનરાવર્તિત ટુકડાઓ દ્વારા રજૂ કરાયેલા મોનોમર્સનો સમાવેશ થાય છે. પોલીકન્ડેન્સેશન અથવા પોલિમરાઇઝેશનને કારણે તેઓ ત્રિ-પરિમાણીય માળખાં અથવા શાખાઓ અથવા રેખીય આકારની સાંકળોમાં જોડાયેલા છે. તેઓ ઘણીવાર બંધારણમાં સ્પષ્ટપણે દેખાય છે.

એવું કહેવું જોઈએ કે "પોલિમર્સ" શબ્દ મુખ્યત્વે કાર્બનિક વિકલ્પોનો સંદર્ભ આપે છે, જો કે અકાર્બનિક સંયોજનો પણ અસ્તિત્વમાં છે.

વિચારણા હેઠળની સામગ્રીને નામ આપવાનો સિદ્ધાંત એ છે કે મોનોમરના નામ સાથે પોલી ઉપસર્ગ જોડવો.

પોલિમરના ગુણધર્મો મેક્રોમોલેક્યુલ્સની રચના અને કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

મેક્રોમોલેક્યુલ્સ ઉપરાંત, મોટાભાગના પોલિમર્સમાં અન્ય પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે જે ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરીને કાર્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓને સુધારવા માટે સેવા આપે છે. તેઓ પ્રસ્તુત છે:

• સ્ટેબિલાઇઝર્સ (વૃદ્ધત્વની પ્રતિક્રિયાઓ અટકાવે છે);
• ફિલર્સ (વિવિધ તબક્કાના રાજ્યોનો સમાવેશ જે ચોક્કસ ગુણધર્મો પ્રદાન કરવા માટે સેવા આપે છે);
• પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ (હિમ પ્રતિકાર વધારો, પ્રક્રિયા તાપમાન ઘટાડે છે અને સ્થિતિસ્થાપકતામાં સુધારો કરે છે);
• લુબ્રિકન્ટ્સ (પ્રક્રિયામાં ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનોના મેટલ તત્વોને ચોંટાડવાનું ટાળવા માટે તમને પરવાનગી આપે છે);
• રંગો (સુશોભન હેતુઓ માટે અને નિશાનો બનાવવા માટે સેવા આપે છે);
• જ્યોત રેટાડન્ટ્સ (કેટલાક પોલિમરની જ્વલનક્ષમતા ઘટાડે છે);
• ફૂગનાશકો, એન્ટિસેપ્ટિક્સ, જંતુનાશકો (જંતુનાશક ગુણધર્મો અને જંતુઓ અને ફૂગના ઘાટ સામે પ્રતિકાર આપે છે).

કુદરતી વાતાવરણમાં, પ્રશ્નમાં રહેલી સામગ્રી સજીવોમાં રચાય છે.

વધુમાં, રચનામાં પોલિમરની નજીકના સંયોજનો છે, જેને ઓલિગોમર કહેવાય છે. તેમના તફાવતો એકમોની નાની સંખ્યામાં અને પ્રારંભિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર જ્યારે તેમાંના એક અથવા વધુને દૂર કરવામાં અથવા ઉમેરવામાં આવે છે, જ્યારે પોલિમરના પરિમાણો સાચવવામાં આવે છે. વધુમાં, આ સંયોજનો વચ્ચેના સંબંધ અંગે કોઈ સ્પષ્ટ અભિપ્રાય નથી. કેટલાક ઓલિગોમર્સને પોલિમરના ઓછા-પરમાણુ-વજનના પ્રકારો માને છે, જ્યારે અન્ય તેમને એક અલગ પ્રકારનું સંયોજન માને છે જે ઉચ્ચ-પરમાણુ-વજન નથી.

વર્ગીકરણ

પોલિમરને એકમોની રચના દ્વારા આમાં અલગ પાડવામાં આવે છે:

• કાર્બનિક
• ઓર્ગેનોએલિમેન્ટ;
• અકાર્બનિક

ભૂતપૂર્વ મોટા ભાગના પ્લાસ્ટિક માટે આધાર તરીકે સેવા આપે છે.

બીજા પ્રકારના પદાર્થોમાં તેમના એકમોમાં હાઇડ્રોકાર્બન (કાર્બનિક) અને અકાર્બનિક ટુકડાઓનો સમાવેશ થાય છે.

તેમની રચના અનુસાર તેઓ અલગ પડે છે:

• વિકલ્પો જેમાં વિવિધ તત્વોના અણુઓ કાર્બનિક જૂથો દ્વારા બનાવવામાં આવે છે;
• પદાર્થો જ્યાં કાર્બન પરમાણુ અન્ય લોકો સાથે વૈકલ્પિક હોય છે;
• ઓર્ગેનોએલિમેન્ટ જૂથો દ્વારા કાર્બન સાંકળો સાથેની સામગ્રી.

પ્રસ્તુત તમામ પ્રકારોમાં મુખ્ય સર્કિટ હોય છે.

સૌથી સામાન્ય અકાર્બનિક પોલિમર એલ્યુમિનોસિલિકેટ્સ અને સિલિકેટ્સ છે. આ ગ્રહના પોપડાના મુખ્ય ખનિજો છે.

તેમના મૂળના આધારે, પોલિમરને આમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

• કુદરતી
• કૃત્રિમ (સંશ્લેષણ);
• સંશોધિત (પ્રથમ જૂથના સંશોધિત પ્રકારો).

બાદમાં ઉત્પાદન પદ્ધતિ અનુસાર વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• પોલી કન્ડેન્સેશન;
• પોલિમરાઇઝેશન

પોલીકન્ડેન્સેશન એ NH 3, પાણી અને અન્ય પદાર્થોના પ્રકાશન સાથે એક કરતા વધુ કાર્યાત્મક જૂથ ધરાવતા મોનોમર અણુઓમાંથી મેક્રોમોલેક્યુલ્સ બનાવવાની પ્રક્રિયા છે.

પોલિમરાઇઝેશન એ મોનોમરથી બહુવિધ બોન્ડ સાથે મેક્રોમોલેક્યુલ્સ બનાવવાની પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે.

મેક્રોમોલેક્યુલર સ્ટ્રક્ચર દ્વારા વર્ગીકરણમાં શામેલ છે:

• ડાળીઓવાળું;
• રેખીય
• ત્રિ-પરિમાણીય ટાંકા;
• દાદર

થર્મલ અસરો પ્રત્યેના તેમના પ્રતિભાવના આધારે, પોલિમરને આમાં અલગ પાડવામાં આવે છે:

• થર્મોસેટિંગ;
• થર્મોપ્લાસ્ટિક

પ્રથમ પ્રકારનાં પદાર્થો કઠોર ફ્રેમ સાથે અવકાશી ચલો દ્વારા રજૂ થાય છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તેઓ વિનાશમાંથી પસાર થાય છે અને કેટલાક આગ પકડે છે. આ આંતરિક જોડાણો અને સાંકળ જોડાણોની સમાન શક્તિને કારણે છે. પરિણામે, થર્મલ અસર સાંકળો અને માળખું બંનેના ભંગાણ તરફ દોરી જાય છે, તેથી, ઉલટાવી શકાય તેવું વિનાશ થાય છે.

થર્મોપ્લાસ્ટિક વિકલ્પો રેખીય પોલિમર દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જે ગરમ થવા પર ઉલટાવી શકાય તેવું નરમ થાય છે અને જ્યારે ઠંડુ થાય છે ત્યારે સખત બને છે. પછી તેમની મિલકતો સાચવવામાં આવે છે. આ પદાર્થોની પ્લાસ્ટિસિટી મધ્યમ ગરમી પર સાંકળોના આંતરપરમાણુ અને હાઇડ્રોજન બોન્ડના ભંગાણને કારણે છે.

છેલ્લે, તેમની માળખાકીય સુવિધાઓ અનુસાર, કાર્બનિક પોલિમરને કેટલાક વર્ગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

1. નબળા અને બિન-ધ્રુવીય થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ. તેઓ સપ્રમાણ મોલેક્યુલર માળખું સાથે અથવા નબળા ધ્રુવીય બોન્ડ્સ સાથે ચલોમાં રજૂ થાય છે.
2. ધ્રુવીય થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ. આ પ્રકારમાં અસમપ્રમાણ પરમાણુ માળખું ધરાવતા પદાર્થો અને તેમની પોતાની દ્વિધ્રુવી ક્ષણોનો સમાવેશ થાય છે. તેમને કેટલીકવાર ઓછી-આવર્તન ડાઇલેક્ટ્રિક્સ કહેવામાં આવે છે. તેમની ધ્રુવીયતાને લીધે, તેઓ ભેજને સારી રીતે આકર્ષે છે. ઉપરાંત, તેમાંના મોટા ભાગના ભીનાશક્ય છે. આ પદાર્થો નીચા વિદ્યુત પ્રતિકાર ધરાવતા અગાઉના વર્ગ કરતા પણ અલગ છે. તદુપરાંત, ઘણા ધ્રુવીય થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપકતા, રાસાયણિક પ્રતિકાર અને યાંત્રિક શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વધારાની પ્રક્રિયા આ સંયોજનોને લવચીક રબર જેવી સામગ્રીમાં રૂપાંતરિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.
3. થર્મોસેટિંગ પોલિમર. ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, આ સહસંયોજક બોન્ડની અવકાશી સિસ્ટમ સાથેના પદાર્થો છે. તેઓ કઠિનતા, ગરમી પ્રતિકાર અને નાજુકતા, ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ અને રેખીય વિસ્તરણના નીચા ગુણાંકમાં થર્મોપ્લાસ્ટિક વિકલ્પોથી અલગ છે. વધુમાં, આવા પોલિમર પરંપરાગત દ્રાવકો માટે સંવેદનશીલ નથી. તેઓ ઘણા પદાર્થો માટે આધાર તરીકે સેવા આપે છે.
4. લેમિનેટેડ પ્લાસ્ટિક. તેઓ કાગળ, ફાઇબરગ્લાસ, લાકડાની સુંદર લાકડાનું પાતળું પડ, ફેબ્રિક, વગેરેની રેઝિન-ઇમ્પ્રિગ્નેટેડ શીટ્સમાંથી બનાવેલ સ્તરવાળી સામગ્રી દ્વારા રજૂ થાય છે. આવા પોલિમર લાક્ષણિકતાઓ અને શક્તિની સૌથી મોટી એનિસોટ્રોપી દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. પરંતુ તેઓ જટિલ રૂપરેખાંકનની વસ્તુઓ બનાવવા માટે ઓછા ઉપયોગી છે. તેનો ઉપયોગ રેડિયો, ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ મેકિંગમાં થાય છે.
5. મેટલ-પ્લાસ્ટિક. આ પોલિમર છે જેમાં ફાઇબર, પાવડર અને કાપડના રૂપમાં મેટલ ફિલરનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉમેરણો ચોક્કસ ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે: ચુંબકીય, ભીનાશમાં સુધારો, વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા, રેડિયો તરંગોનું શોષણ અને પ્રતિબિંબ.

ગુણધર્મો

ઘણા ઓર્ગેનિક પોલિમરમાં વોલ્ટેજ, ફ્રીક્વન્સીઝ અને તાપમાનની વિશાળ શ્રેણી અને ઉચ્ચ ભેજ પર સારા વિદ્યુત અવાહક પરિમાણો હોય છે. વધુમાં, તેમની પાસે સારી અવાજ અને હીટ ઇન્સ્યુલેશન લાક્ષણિકતાઓ છે. કાર્બનિક પોલિમર સામાન્ય રીતે રાસાયણિક હુમલા માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે અને તે સડો અથવા કાટને પાત્ર નથી. છેલ્લે, આ સામગ્રીઓ ઓછી ઘનતા પર મહાન શક્તિ ધરાવે છે.

ઉપરોક્ત ઉદાહરણો કાર્બનિક પોલિમર માટે સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે. વધુમાં, તેમાંના કેટલાક વિશિષ્ટ લક્ષણો દ્વારા અલગ પડે છે: પારદર્શિતા અને ઓછી નાજુકતા (કાર્બનિક કાચ, પ્લાસ્ટિક), નિર્દેશિત યાંત્રિક પ્રભાવ (ફાઇબર્સ, ફિલ્મો), ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપકતા (રબર), ભૌતિક અને યાંત્રિક પરિમાણોમાં ઝડપી ફેરફાર સાથે મેક્રોમોલેક્યુલર અભિગમ ઓછી માત્રામાં રીએજન્ટનો પ્રભાવ (રબર, ચામડું, વગેરે), તેમજ ઓછી સાંદ્રતામાં ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા, રેડિયો પારદર્શિતા, ઘર્ષણ વિરોધી લાક્ષણિકતાઓ, ડાયમેગ્નેટિઝમ વગેરે.

અરજી

ઉપરોક્ત પરિમાણોને લીધે, કાર્બનિક પોલિમરમાં એપ્લિકેશનની વિશાળ શ્રેણી છે. આમ, ઓછી ઘનતા સાથે ઉચ્ચ તાકાતનું સંયોજન ઉચ્ચ ચોક્કસ શક્તિ (કાપડ: ચામડું, ઊન, ફર, કપાસ, વગેરે; પ્લાસ્ટિક) સાથે સામગ્રી મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

ઉલ્લેખિત ઉપરાંત, અન્ય સામગ્રીઓ કાર્બનિક પોલિમરમાંથી બનાવવામાં આવે છે: રબર, પેઇન્ટ અને વાર્નિશ, એડહેસિવ્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટિંગ વાર્નિશ, રેસાવાળા અને ફિલ્મી પદાર્થો, સંયોજનો, બંધનકર્તા સામગ્રી (ચૂનો, સિમેન્ટ, માટી). તેનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક અને ઘરેલું જરૂરિયાતો માટે થાય છે.

જો કે, કાર્બનિક પોલિમરમાં નોંધપાત્ર વ્યવહારુ ગેરલાભ છે - વૃદ્ધત્વ. આ શબ્દ વિવિધ પરિબળોના પ્રભાવ હેઠળ થતા ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિવર્તનના પરિણામે તેમની લાક્ષણિકતાઓ અને કદમાં ફેરફારનો ઉલ્લેખ કરે છે: ઘર્ષણ, ગરમી, ઇરેડિયેશન, વગેરે. વૃદ્ધત્વ સામગ્રીના પ્રકાર અને પ્રભાવિત પરિબળોના આધારે ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા થાય છે. તેમાંના સૌથી સામાન્ય વિનાશ છે, જે મુખ્ય સાંકળના રાસાયણિક બોન્ડના ભંગાણને કારણે નીચલા પરમાણુ વજનના પદાર્થોની રચના સૂચવે છે. કારણોના આધારે, વિનાશને થર્મલ, રાસાયણિક, યાંત્રિક, ફોટોકેમિકલમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

વાર્તા

40 ના દાયકા સુધીમાં પોલિમર સંશોધન વિકસાવવાનું શરૂ થયું. XX સદી અને સદીના મધ્યમાં એક સ્વતંત્ર વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્ર તરીકે ઉભરી આવ્યું. આ કાર્બનિક વિશ્વમાં આ પદાર્થોની ભૂમિકા વિશેના જ્ઞાનના વિકાસ અને ઉદ્યોગમાં તેમના ઉપયોગની શક્યતાઓની ઓળખને કારણે હતું.

તે જ સમયે, 20 મી સદીની શરૂઆતમાં સાંકળ પોલિમરનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું.

સદીના મધ્ય સુધીમાં, તેઓએ ઇલેક્ટ્રિકલી ઇન્સ્યુલેટીંગ પોલિમર (પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ અને પોલિસ્ટરીન) અને પ્લેક્સિગ્લાસના ઉત્પાદનમાં નિપુણતા મેળવી.

સદીના ઉત્તરાર્ધની શરૂઆતમાં, અગાઉ ઉત્પાદિત સામગ્રીના વળતર અને નવા વિકલ્પોના ઉદભવને કારણે પોલિમર કાપડનું ઉત્પાદન વિસ્તર્યું. તેમાંથી કપાસ, ઊન, રેશમ, લવસન છે. આ જ સમયગાળા દરમિયાન, ઉત્પ્રેરકના ઉપયોગ માટે આભાર, ઓછા-દબાણવાળી પોલિઇથિલિન અને પોલીપ્રોપીલિન અને સ્ફટિકીકરણ સ્ટીરિઓરેગ્યુલર વેરિઅન્ટ્સનું ઉત્પાદન શરૂ થયું. થોડા સમય પછી, તેઓએ સૌથી પ્રખ્યાત સીલંટ, છિદ્રાળુ અને એડહેસિવ સામગ્રીના મોટા પાયે ઉત્પાદનમાં નિપુણતા મેળવી, જે પોલીયુરેથેન્સ દ્વારા રજૂ થાય છે, તેમજ ઓર્ગેનોએલિમેન્ટ પોલિમર, જે વધુ સ્થિતિસ્થાપકતા અને ગરમી પ્રતિકાર (પોલીસિલોક્સેન) માં કાર્બનિક એનાલોગથી અલગ છે.

60 - 70 ના દાયકામાં. સુગંધિત ઘટકો સાથે અનન્ય કાર્બનિક પોલિમર, ઉચ્ચ ગરમી પ્રતિકાર અને શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ, બનાવવામાં આવ્યા હતા.

કાર્બનિક પોલિમરનું ઉત્પાદન હજુ પણ સઘન વિકાસશીલ છે. આમાંના મોટા ભાગના લોકો માટે ફીડસ્ટોક તરીકે પાણી અને હવા સાથે મળીને કોલસો, તેલ શુદ્ધિકરણ અને ઉત્પાદનમાંથી સંકળાયેલ વાયુઓ અને કુદરતી વાયુઓ જેવી સસ્તી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાની સંભાવનાને કારણે છે.

1833 માં, જે. બર્ઝેલિયસે "પોલિમરિઝમ" શબ્દની રચના કરી હતી, જેનો ઉપયોગ તેમણે આઇસોમેરિઝમના એક પ્રકાર તરીકે કર્યો હતો. આવા પદાર્થો (પોલિમર્સ) માં સમાન રચના હોવી જોઈએ, પરંતુ ઇથિલિન અને બ્યુટિલિન જેવા વિવિધ પરમાણુ વજન હોવા જોઈએ. જે. બર્ઝેલિયસનું નિષ્કર્ષ "પોલિમર" શબ્દની આધુનિક સમજને અનુરૂપ નથી, કારણ કે તે સમયે સાચા (કૃત્રિમ) પોલિમર હજુ સુધી જાણીતા નહોતા. સિન્થેટીક પોલિમરનો પ્રથમ ઉલ્લેખ 1838 (પોલીવિનાઇલિડેન ક્લોરાઇડ) અને 1839 (પોલીસ્ટીરીન) નો છે.

પોલિમર રસાયણશાસ્ત્ર એ.એમ. બટલરોવે કાર્બનિક સંયોજનોના રાસાયણિક બંધારણના સિદ્ધાંતની રચના કર્યા પછી જ ઉદ્ભવ્યું અને રબરના સંશ્લેષણની પદ્ધતિઓ માટે સઘન શોધને કારણે વધુ વિકસિત થયું (જી. બુશાર્ડ, ડબલ્યુ. ટિલ્ડન, કે. હેરીસ, આઈ.એલ. કોંડાકોવ, એસ. વી. લેબેદેવ) . 20 મી સદીના 20 ના દાયકાની શરૂઆતથી, પોલિમરની રચના વિશે સૈદ્ધાંતિક વિચારો વિકસિત થવા લાગ્યા.

વ્યાખ્યા

પોલિમર- ઉચ્ચ પરમાણુ વજનવાળા રાસાયણિક સંયોજનો (કેટલાક હજારથી ઘણા લાખો), જેના પરમાણુઓ (મેક્રોમોલેક્યુલ્સ) મોટી સંખ્યામાં પુનરાવર્તિત જૂથો (મોનોમર એકમો) ધરાવે છે.

પોલિમરનું વર્ગીકરણ

પોલિમરનું વર્ગીકરણ ત્રણ લાક્ષણિકતાઓ પર આધારિત છે: તેમની ઉત્પત્તિ, રાસાયણિક પ્રકૃતિ અને મુખ્ય સાંકળમાં તફાવત.

મૂળના દૃષ્ટિકોણથી, તમામ પોલિમર કુદરતી (કુદરતી) માં વિભાજિત થાય છે, જેમાં ન્યુક્લિક એસિડ, પ્રોટીન, સેલ્યુલોઝ, કુદરતી રબર, એમ્બરનો સમાવેશ થાય છે; કૃત્રિમ (પ્રયોગશાળામાં સંશ્લેષણ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે અને તેમાં કોઈ કુદરતી એનાલોગ નથી), જેમાં પોલીયુરેથીન, પોલીવિનાલીડેન ફ્લોરાઈડ, ફિનોલ-ફોર્માલ્ડિહાઈડ રેઝિન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે; કૃત્રિમ (સંશ્લેષણ દ્વારા પ્રયોગશાળામાં મેળવવામાં આવે છે, પરંતુ કુદરતી પોલિમર પર આધારિત) - નાઇટ્રોસેલ્યુલોઝ, વગેરે.

તેમની રાસાયણિક પ્રકૃતિના આધારે, પોલિમરને કાર્બનિક પોલિમરમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે (મોનોમર પર આધારિત - એક કાર્બનિક પદાર્થ - બધા કૃત્રિમ પોલિમર), અકાર્બનિક (Si, Ge, S અને અન્ય અકાર્બનિક તત્વો પર આધારિત - પોલિસીલેન્સ, પોલિસિલિક એસિડ) અને ઓર્ગેનોએલિમેન્ટ (એક. કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પોલિમરનું મિશ્રણ - પોલિસોક્સેન) પ્રકૃતિનું.

હોમોચેન અને હેટરોચેન પોલિમર છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, મુખ્ય સાંકળમાં કાર્બન અથવા સિલિકોન અણુઓ (પોલીસીલેન્સ, પોલિસ્ટરીન) હોય છે, બીજામાં - વિવિધ અણુઓ (પોલામાઇડ્સ, પ્રોટીન) નું હાડપિંજર.

પોલિમરના ભૌતિક ગુણધર્મો

પોલિમરને એકત્રીકરણની બે સ્થિતિઓ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે - સ્ફટિકીય અને આકારહીન - અને વિશિષ્ટ ગુણધર્મો - સ્થિતિસ્થાપકતા (પ્રકાશ ભાર હેઠળ ઉલટાવી શકાય તેવું વિકૃતિ - રબર), ઓછી નાજુકતા (પ્લાસ્ટિક), નિર્દેશિત યાંત્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ અભિગમ, ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા અને વિસર્જન. પોલિમર તેના સોજો દ્વારા થાય છે.

પોલિમરની તૈયારી

પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓ એ સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓ છે જે અસંતૃપ્ત સંયોજનોના પરમાણુઓના અનુક્રમિક ઉમેરાને એકબીજા સાથે ઉચ્ચ પરમાણુ વજન ઉત્પાદન - પોલિમર (ફિગ. 1) ની રચના સાથે રજૂ કરે છે.

ચોખા. 1. પોલિમર ઉત્પાદન માટે સામાન્ય યોજના

ઉદાહરણ તરીકે, પોલિઇથિલિન ઇથિલિનના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. પરમાણુનું પરમાણુ વજન 1 મિલિયન સુધી પહોંચે છે.

n CH 2 =CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -)-

પોલિમરના રાસાયણિક ગુણધર્મો

સૌ પ્રથમ, પોલિમરને પોલિમરમાં હાજર કાર્યાત્મક જૂથની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવશે. ઉદાહરણ તરીકે, જો પોલિમરમાં આલ્કોહોલના વર્ગની લાક્ષણિકતા હાઇડ્રોક્સો જૂથ હોય, તો પોલિમર આલ્કોહોલ જેવી પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેશે.

બીજું, નીચા પરમાણુ વજનવાળા સંયોજનો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, નેટવર્ક અથવા શાખાવાળા પોલિમરની રચના સાથે પોલિમરની એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા, સમાન પોલિમરનો ભાગ હોય તેવા કાર્યાત્મક જૂથો વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાઓ, તેમજ પોલિમરનું મોનોમર્સમાં વિઘટન (પોલીમરનો વિનાશ) સાંકળ).

પોલિમરનો ઉપયોગ

પોલિમરના ઉત્પાદનને માનવ જીવનના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક ઉપયોગ મળ્યો છે - રાસાયણિક ઉદ્યોગ (પ્લાસ્ટિક ઉત્પાદન), મશીન અને એરક્રાફ્ટ બાંધકામ, તેલ શુદ્ધિકરણ સાહસો, દવા અને ફાર્માકોલોજી, કૃષિ (હર્બિસાઇડ્સ, જંતુનાશકો, જંતુનાશકોનું ઉત્પાદન), બાંધકામ ઉદ્યોગ ( ધ્વનિ અને થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન), રમકડાં, બારીઓ, પાઈપો, ઘરની વસ્તુઓનું ઉત્પાદન.

સમસ્યા હલ કરવાના ઉદાહરણો

ઉદાહરણ 1

ઉદાહરણ 1

આધુનિક વિશ્વમાં વ્યવહારીક રીતે એવી કોઈ વ્યક્તિ નથી કે જેને પોલિમર વિશે ઓછામાં ઓછો થોડો ખ્યાલ ન હોય. પોલિમર્સ વ્યક્તિ સાથે જીવન પસાર કરે છે, તેના જીવનને વધુ અને વધુ અનુકૂળ અને આરામદાયક બનાવે છે. પોલિમરનો ઉલ્લેખ કરતી વખતે, પ્રથમ જોડાણ કૃત્રિમ કાર્બનિક પદાર્થો સાથે હશે, કારણ કે તે વધુ દૃશ્યમાન છે. કુદરતી પોલિમર - કુદરતી કાર્બનિક પદાર્થો - જો કે આપણી આસપાસની દુનિયામાં તેમાંના વધુ છે, વ્યક્તિની સહયોગી દ્રષ્ટિએ તેઓ પૃષ્ઠભૂમિમાં ઝાંખા પડી જાય છે. તેઓ હંમેશા આપણી આસપાસ રહે છે, પરંતુ વનસ્પતિ અને પ્રાણીસૃષ્ટિની ઉત્પત્તિની પ્રકૃતિ વિશે કોઈ વિચારતું નથી. સેલ્યુલોઝ, સ્ટાર્ચ, લિગ્નીન, રબર, પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ એ મુખ્ય સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ કુદરત દ્વારા આપણી આસપાસના પ્રાણી અને છોડની દુનિયા બનાવવા માટે થાય છે. અને કોઈ પણ વ્યક્તિ કિંમતી પથ્થરો, ગ્રેફાઇટ, મીકા, રેતી અને માટી, કાચ અને સિમેન્ટને પોલિમર તરીકે જોશે નહીં. તેમ છતાં, વિજ્ઞાને ઉપર સૂચિબદ્ધ સહિત ઘણા અકાર્બનિક સંયોજનોની પોલિમરીક રચનાની હકીકત સ્થાપિત કરી છે. પોલિમર પદાર્થોમાં મેક્રોમોલેક્યુલ્સ હોય છે. જ્યારે પોલિમર રચાય છે, ત્યારે મોટી સંખ્યામાં અણુઓ અથવા અણુઓના જૂથો એકબીજા સાથે રાસાયણિક બોન્ડ્સ - સહસંયોજક અથવા સંકલન દ્વારા બંધાયેલા હોય છે. પોલિમર મેક્રોમોલેક્યુલ્સમાં દસ, સેંકડો, હજારો અથવા હજારો અણુઓ અથવા પુનરાવર્તિત પ્રાથમિક એકમો હોય છે. પોલિમર સ્ટ્રક્ચર વિશેની માહિતી ઉકેલોના ગુણધર્મો, સ્ફટિકોની રચના અને અકાર્બનિક પદાર્થોના યાંત્રિક અને ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરીને મેળવવામાં આવી હતી. ઉપરોક્તના સમર્થનમાં, એ નોંધવું જોઈએ કે કેટલાક અકાર્બનિક પદાર્થોના પોલિમરીક બંધારણની હકીકતની પુષ્ટિ કરતા વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યનો પૂરતો જથ્થો છે.

એક તાર્કિક ટિપ્પણી હશે: કૃત્રિમ કાર્બનિક પોલિમર વિશે આટલી બધી માહિતી અને અકાર્બનિક વિશે આટલી ઓછી માહિતી શા માટે છે? જો ત્યાં અકાર્બનિક પોલિમરીક પદાર્થો છે, તો તે બરાબર શું છે અને તેનો ઉપયોગ ક્યાં થાય છે? અકાર્બનિક પોલિમરના કેટલાક ઉદાહરણો ઉપર આપવામાં આવ્યા હતા. આ જાણીતા પદાર્થો છે જે દરેક જાણે છે, પરંતુ થોડા લોકો જાણે છે કે આ પદાર્થોને પોલિમર તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. મોટાભાગે, સરેરાશ વ્યક્તિ એ વાતની કાળજી લેતી નથી કે ગ્રેફાઇટને કિંમતી પથ્થરો તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે કે નહીં, કેટલાક માટે તે સસ્તા પ્લાસ્ટિકના દાગીના સાથે સમાનતા અપમાનજનક પણ હોઈ શકે છે. તેમ છતાં, જો કેટલાક અકાર્બનિક પદાર્થોને પોલિમર કહેવાનું કારણ છે, તો શા માટે તેના વિશે વાત ન કરવી. ચાલો આવી સામગ્રીના કેટલાક પ્રતિનિધિઓને જોઈએ અને સૌથી વધુ રસપ્રદ મુદ્દાઓ પર વધુ વિગતવાર જોઈએ.
અકાર્બનિક પોલિમરના સંશ્લેષણ માટે મોટે ભાગે ખૂબ જ શુદ્ધ પ્રારંભિક સામગ્રી, તેમજ ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણની જરૂર પડે છે. તેમના ઉત્પાદન માટેની મુખ્ય પદ્ધતિઓ, જેમ કે કાર્બનિક પોલિમર, પોલિમરાઇઝેશન, પોલિકન્ડેન્સેશન અને પોલીકોઓર્ડિનેશન છે. સૌથી સરળ અકાર્બનિક પોલિમરમાં સમાન અણુઓમાંથી બનેલ સાંકળો અથવા ફ્રેમવર્ક ધરાવતા હોમોચેન સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે. જાણીતા કાર્બન ઉપરાંત, જે લગભગ તમામ કાર્બનિક પોલિમરના નિર્માણમાં સામેલ મુખ્ય તત્વ છે, અન્ય તત્વો પણ મેક્રોમોલેક્યુલ્સના નિર્માણમાં ભાગ લઈ શકે છે. આ તત્વોમાં ત્રીજા જૂથમાંથી બોરોન, ચોથા જૂથમાંથી સિલિકોન, જર્મેનિયમ અને ટીનનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં પાંચમા જૂથમાંથી કાર્બન, ફોસ્ફરસ, આર્સેનિક, એન્ટિમોની અને બિસ્મથ, છઠ્ઠા જૂથમાંથી સલ્ફર, સેલેનિયમ, ટેલુરિયમનો પણ સમાવેશ થાય છે. મુખ્યત્વે આ તત્વોમાંથી મેળવેલા હોમોચેન પોલિમરનો ઉપયોગ ઈલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઓપ્ટિક્સમાં થાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગ ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે વિકાસ કરી રહ્યો છે અને સિન્થેટિક ક્રિસ્ટલ્સની માંગ લાંબા સમયથી પુરવઠા કરતાં વધી ગઈ છે. ખાસ નોંધ, જોકે, કાર્બન અને અકાર્બનિક પોલિમર છે જે તેના આધારે ઉત્પન્ન થાય છે: હીરા અને ગ્રેફાઇટ. ગ્રેફાઇટ એક જાણીતી સામગ્રી છે જેને વિવિધ ઉદ્યોગોમાં એપ્લિકેશન મળી છે. પેન્સિલો, ઇલેક્ટ્રોડ, ક્રુસિબલ્સ, પેઇન્ટ અને લુબ્રિકન્ટ ગ્રેફાઇટમાંથી બનાવવામાં આવે છે. હજારો ટન ગ્રેફાઇટ ન્યુટ્રોનને ધીમું કરવાના તેના ગુણધર્મોને કારણે પરમાણુ ઉદ્યોગની જરૂરિયાતો માટે જાય છે. લેખમાં આપણે અકાર્બનિક પોલિમરના સૌથી રસપ્રદ પ્રતિનિધિઓ - કિંમતી પથ્થરો પર વધુ વિગતવાર ધ્યાન આપીશું.
અકાર્બનિક પોલિમરના સૌથી રસપ્રદ, શેખીખોર, મહિલા-પ્રિય પ્રતિનિધિ હીરા છે. હીરા ખૂબ મોંઘા ખનિજો છે, જેને અકાર્બનિક પોલિમર તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે; તે પાંચ મોટી કંપનીઓ દ્વારા પ્રકૃતિમાં ખનન કરવામાં આવે છે: ડીબીયર્સ, અલરોસા, લેવિવ, બીએચપીબિલિટોન, રિઓટિન્ટો. તે ડીબીયર્સ કંપની હતી જેણે આ પથ્થરોની પ્રતિષ્ઠા બનાવી હતી. સ્માર્ટ માર્કેટિંગ સૂત્ર પર ઉકળે છે, "કાયમ માટે." ડીબીયર્સે આ પથ્થરને પ્રેમ, સમૃદ્ધિ, શક્તિ અને સફળતાના પ્રતીકમાં ફેરવ્યો છે. એક રસપ્રદ તથ્ય એ છે કે હીરા ઘણી વાર પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે નીલમ અને માણેક, જે દુર્લભ ખનિજો છે, પરંતુ તેનું મૂલ્ય હીરા કરતા ઓછું છે. સૌથી રસપ્રદ બાબત એ છે કે કુદરતી હીરા બજારમાં જે પરિસ્થિતિ વિકસી છે. હકીકત એ છે કે એવી તકનીકો છે જે કૃત્રિમ હીરા મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. 1954 માં, જનરલ ઇલેક્ટ્રિક સંશોધક ટ્રેસી હોલે એક ઉપકરણની શોધ કરી જેણે 100,000 વાતાવરણના દબાણ અને 2500ºC થી વધુ તાપમાને આયર્ન સલ્ફાઇડમાંથી હીરાના સ્ફટિકો મેળવવાનું શક્ય બનાવ્યું. આ પત્થરોની ગુણવત્તા દાગીનાના દૃષ્ટિકોણથી ઊંચી ન હતી, પરંતુ કઠિનતા કુદરતી પથ્થર જેટલી જ હતી. હોલની શોધમાં સુધારો થયો અને 1960માં જનરલ ઇલેક્ટ્રિકે એક પ્લાન્ટ બનાવ્યો જેમાં રત્ન-ગુણવત્તાવાળા હીરાનું ઉત્પાદન શક્ય બન્યું. નકારાત્મક મુદ્દો એ હતો કે કૃત્રિમ પથ્થરોની કિંમત કુદરતી કરતાં વધુ હતી.
આ ક્ષણે, હીરાના સંશ્લેષણ માટે બે તકનીકો છે. HPHT (ઉચ્ચ દબાણ/ઉચ્ચ તાપમાન) તકનીક એ ઉચ્ચ દબાણ અને ઉચ્ચ તાપમાનના સંયોજનમાં હીરાનું સંશ્લેષણ છે. CVD (રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન) તકનીક એ એક રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન તકનીક છે જે વધુ પ્રગતિશીલ માનવામાં આવે છે અને તમને હીરા ઉગાડવાની મંજૂરી આપે છે, જેમ કે તેની વૃદ્ધિની કુદરતી પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કરે છે. બંને તકનીકોના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે. તેમનો ઉપયોગ કરીને ઝુંબેશ તેમની પોતાની શોધ અને વિકાસનો ઉપયોગ કરીને ટેક્નોલોજીની ખામીઓને ઉકેલે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1989 માં, નોવોસિબિર્સ્કના સોવિયેત વૈજ્ઞાનિકોના જૂથે ફ્યુઝન દબાણને 60,000 વાતાવરણમાં ઘટાડવામાં વ્યવસ્થાપિત કર્યું. સોવિયેત યુનિયનના પતન પછી, હીરાના સંશ્લેષણના ક્ષેત્રમાં વિકાસ અટકી શક્યો ન હતો, ઘણા વિદેશી રોકાણકારોને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા રત્નોના સસ્તા સંશ્લેષણ માટે ટેક્નોલોજી મેળવવામાં રસ હતો. ઉદાહરણ તરીકે, ડીબીયર્સે, બજારને નિયંત્રિત કરવાની તક ન ગુમાવવા માટે, કેટલાક વૈજ્ઞાનિકોના કાર્યને નાણાં પૂરા પાડ્યા. કેટલાક ખાનગી ઉદ્યોગસાહસિકોએ રશિયામાં હીરાના સંશ્લેષણના સાધનો ખરીદ્યા હતા, ઉદાહરણ તરીકે, હવે સમૃદ્ધ અમેરિકન કંપની જેમેસિસે 1996માં રશિયામાં 60,000 ડોલરમાં હીરા ઉગાડવાની સ્થાપનાની શરૂઆત કરી હતી. હવે જેમસિસ દુર્લભ રંગોના હીરાનું ઉત્પાદન અને વેચાણ કરે છે: પીળો અને વાદળી, અને આ અને બરાબર સમાન કુદરતી પથ્થરો વચ્ચેની કિંમતમાં તફાવત 75% સુધી પહોંચે છે.

હીરાનું સંશ્લેષણ કરતી અન્ય મોટી કંપની, એપોલો ડાયમંડ, ચોક્કસ રચના (HPHT અને CVDની સિમ્બાયોસિસ ટેક્નોલોજી)ના ગેસ વાતાવરણમાં પત્થરોનું સંશ્લેષણ કરીને HPHT ટેક્નોલોજીમાં સુધારો કરી રહી છે. આ પદ્ધતિ એપોલો ડાયમંડને ઘરેણાંના પત્થરોના બજારમાં લાવે છે તે જ સમયે, આ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને ઉગાડવામાં આવતા કૃત્રિમ હીરાની ગુણવત્તા ખૂબ ઊંચી છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીઓ માટે કુદરતી પથ્થરોથી કૃત્રિમ પથ્થરોને અલગ પાડવાનું વધુને વધુ મુશ્કેલ છે. આને તદ્દન જટિલ અને ખર્ચાળ સાધનોનો ઉપયોગ કરીને વિશ્લેષણના સંકુલની જરૂર છે. એપોલો ડાયમંડ સિન્થેટિક રત્ન હીરાને પ્રમાણભૂત પૃથ્થકરણ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને કુદરતી ખનિજોથી અલગ પાડવા લગભગ અશક્ય છે.

વિશ્વમાં હીરાનું ઉત્પાદન હવે 115 મિલિયન કેરેટ અથવા પ્રતિ વર્ષ 23 ટન છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ વિશાળ બજાર તૂટી શકે છે અને કિંમતી પથ્થરો તરીકે હીરાની પ્રતિષ્ઠા કાયમ માટે ખોવાઈ જશે. મોનોપોલી કંપનીઓ પરિસ્થિતિને સ્થિર કરવા અને બજારને નિયંત્રિત કરવા માટે રોકાણ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ખર્ચાળ માર્કેટિંગ ઝુંબેશ હાથ ધરવામાં આવે છે, કૃત્રિમ હીરા ઉત્પાદન તકનીકીઓ માટે પેટન્ટ ખરીદવામાં આવે છે જેથી આ તકનીકો ક્યારેય રજૂ કરવામાં ન આવે, બ્રાન્ડેડ હીરા માટે પ્રમાણપત્રો અને ગુણવત્તા પાસપોર્ટ જારી કરવામાં આવે છે જે તેમના કુદરતી મૂળની પુષ્ટિ કરે છે. પરંતુ શું આ ફ્યુઝન ટેકનોલોજીની પ્રગતિને રોકશે?

હીરા વિશે વાત કર્યા પછી, અમે જ્વેલરી ઉદ્યોગના કિંમતી પથ્થરોની તેજસ્વીતાથી વિચલિત થઈ ગયા, પરંતુ આપણે ઔદ્યોગિક પથ્થરો પર પણ ધ્યાન આપવું જોઈએ. આ કિસ્સામાં, મોટાભાગના હીરા ઉગાડતા સાહસો મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઓપ્ટિકલ ઉદ્યોગોની જરૂરિયાતો માટે કાર્ય કરે છે. ઔદ્યોગિક પથ્થર બજાર દાગીના બજાર જેટલું રસપ્રદ ન હોઈ શકે, પરંતુ તેમ છતાં તે વિશાળ છે. ઉદાહરણ તરીકે, એપોલો ડાયમંડની મુખ્ય આવક સેમિકન્ડક્ટર માટે પાતળા હીરાની ડિસ્કનું સંશ્લેષણ છે. માર્ગ દ્વારા, હવે દર મહિને આશરે 200 કિલો હીરાની ઉત્પાદકતા સાથે ડાયમંડ સિન્થેસિસ ઇન્સ્ટોલેશન 30 હજાર ડોલરમાં ખરીદી શકાય છે.

કિંમતી પથ્થરોનો બીજો પ્રતિનિધિ રૂબી છે. પ્રથમ કૃત્રિમ રૂબીનો જન્મ 1902 માં થયો હતો. એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ અને ક્રોમિયમ પાઉડરને ઓગાળીને ફ્રેન્ચ એન્જિનિયર વર્ન્યુઇલ દ્વારા તેનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, જે પછી છ-ગ્રામ રૂબીમાં સ્ફટિકીકરણ થયું હતું. સંશ્લેષણની આ સરળતાએ સમગ્ર વિશ્વમાં માણેકના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનના પ્રમાણમાં ઝડપી વિકાસને મંજૂરી આપી. આ પથ્થરની ખૂબ માંગ છે. દર વર્ષે વિશ્વમાં લગભગ 5 ટન રુબીનું ખાણકામ કરવામાં આવે છે, અને બજારને સેંકડો ટનની જરૂર છે. ઘડિયાળ ઉદ્યોગમાં અને લેસરોના ઉત્પાદનમાં રૂબીની જરૂર છે. વર્ન્યુઇલ દ્વારા પ્રસ્તાવિત ટેક્નોલોજીએ પછીથી નીલમ અને ગાર્નેટના સંશ્લેષણ માટે પૂર્વજરૂરીયાતો પૂરી પાડી હતી. કૃત્રિમ માણેકનું સૌથી મોટું ઉત્પાદન ફ્રાન્સ, સ્વિટ્ઝર્લેન્ડ, જર્મની, ગ્રેટ બ્રિટન અને યુએસએમાં સ્થિત છે. ઉત્પાદનનું અર્થશાસ્ત્ર નીચે મુજબ છે. ખર્ચનો સિંહનો હિસ્સો ઊર્જા ખર્ચ દ્વારા વપરાય છે. તે જ સમયે, એક કિલોગ્રામ રૂબીના સંશ્લેષણની કિંમત 60 ડોલર છે, એક કિલોગ્રામ નીલમની કિંમત 200 ડોલર છે. આવા વ્યવસાયની નફાકારકતા ખૂબ ઊંચી છે, કારણ કે સ્ફટિકો માટેની ખરીદી કિંમત ઓછામાં ઓછી બમણી છે. અહીં સંખ્યાબંધ પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ, જેમ કે હકીકત એ છે કે સિંગલ ક્રિસ્ટલ જેટલું મોટું છે, તેની કિંમત પણ ઓછી છે, જ્યારે સ્ફટિકોમાંથી ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમની કિંમત વેચાયેલી ક્રિસ્ટલની કિંમત કરતાં ઘણી વધારે હશે ઉદાહરણ તરીકે, કાચનું ઉત્પાદન અને વેચાણ). સાધનોની વાત કરીએ તો, વધતી જતી સ્ફટિકો માટે રશિયન સ્થાપનોની કિંમત લગભગ 50 હજાર ડોલર છે, પશ્ચિમી લોકો વધુ ખર્ચાળ છે, જ્યારે સંગઠિત ઉત્પાદન માટે વળતરનો સમયગાળો સરેરાશ બે વર્ષ છે. પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, કૃત્રિમ સ્ફટિકોની બજાર જરૂરિયાતો પ્રચંડ છે. ઉદાહરણ તરીકે, નીલમ સ્ફટિકોની ખૂબ માંગ છે. વિશ્વભરમાં દર વર્ષે લગભગ એક હજાર ટન નીલમનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. વાર્ષિક ઉત્પાદનની જરૂરિયાત એક મિલિયન ટન સુધી પહોંચે છે!
નીલમણિનું સંશ્લેષણ ફક્ત જ્વેલરી ઉદ્યોગની જરૂરિયાતો માટે કરવામાં આવે છે. અન્ય સ્ફટિકોથી વિપરીત, નીલમણિ ઓગળવાથી નહીં, પરંતુ 400 ° સે તાપમાને અને હાઇડ્રોથર્મલ ચેમ્બરમાં 500 વાતાવરણના દબાણ પર બોરોન એહાઇડ્રાઇડના દ્રાવણમાંથી મેળવવામાં આવે છે. તે વિચિત્ર છે કે કુદરતી પથ્થરનું નિષ્કર્ષણ દર વર્ષે માત્ર 500 કિલોગ્રામ છે. કૃત્રિમ નીલમણિ પણ વિશ્વમાં એવા જથ્થામાં ઉત્પન્ન થાય છે જે અન્ય સ્ફટિકો જેટલા મોટા નથી, દર વર્ષે લગભગ એક ટન. હકીકત એ છે કે નીલમણિના સંશ્લેષણ માટેની તકનીક ઓછી ઉત્પાદકતા છે, પરંતુ આવા ઉત્પાદનની નફાકારકતા વધારે છે. પ્રતિ કિલોગ્રામ $200 ના ખર્ચે દર મહિને લગભગ 5 કિલોગ્રામ સ્ફટિકોનું ઉત્પાદન કરીને, કૃત્રિમ નીલમણિની વેચાણ કિંમત લગભગ કુદરતી રાશિઓની કિંમત જેટલી છે. નીલમણિના સંશ્લેષણ માટે ઇન્સ્ટોલેશનની કિંમત લગભગ 10 હજાર ડોલર છે.
પરંતુ સૌથી વધુ લોકપ્રિય કૃત્રિમ સ્ફટિક સિલિકોન છે. કદાચ તે કોઈપણ કિંમતી પથ્થરને મતભેદ આપશે. આ ક્ષણે, સિન્થેટીક ક્રિસ્ટલ્સના કુલ બજારના 80% સિલિકોનનો કબજો છે. ઉચ્ચ તકનીકોના ઝડપી વિકાસને કારણે બજાર સિલિકોનની અછત અનુભવી રહ્યું છે. આ ક્ષણે, સિલિકોન ઉત્પાદનની નફાકારકતા 100% કરતાં વધી ગઈ છે. એક કિલોગ્રામ સિલિકોનની કિંમત લગભગ $100 પ્રતિ કિલોગ્રામ છે, જ્યારે સંશ્લેષણની કિંમત $25 સુધી પહોંચે છે.

અલ્ટ્રાપ્યુર સિલિકોનનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર તરીકે થાય છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા સૌર ફોટોસેલ્સ તેના સ્ફટિકોમાંથી બનાવવામાં આવે છે. સિલિકોન, કાર્બનની જેમ, તેના અણુઓમાંથી લાંબી મોલેક્યુલર સાંકળો બનાવી શકે છે. આ રીતે, સિલેન અને રબર મેળવવામાં આવે છે, જેમાં અદ્ભુત ગુણધર્મો છે. ઘણા વર્ષો પહેલા, અમેરિકન એન્જિનિયર વોલ્ટર રોબ્સના પ્રયોગોના સમાચારથી આખું વિશ્વ ઉત્સાહિત હતું, જેમણે 0.0025 સેન્ટિમીટર જાડા સિલિકોન રબરની ફિલ્મ બનાવવાનું સંચાલન કર્યું હતું. તેણે પાંજરાને ઢાંકી દીધું જેમાં હેમ્સ્ટર આ રબર સાથે રહેતો હતો અને હેમ્સ્ટરને માછલીઘરમાં નીચે ઉતાર્યો. કેટલાક કલાકો સુધી, વિશ્વના પ્રથમ સબમરીન હેમ્સ્ટરે પાણીમાં ઓગળેલા ઓક્સિજનનો શ્વાસ લીધો, અને સતર્ક હતો અને ચિંતાના કોઈ ચિહ્નો દર્શાવ્યા ન હતા. તે તારણ આપે છે કે ફિલ્મ પટલની ભૂમિકા ભજવે છે, માછલીના ગિલ્સ જેવા જ કાર્યો કરે છે. ફિલ્મ જીવન ગેસના અણુઓને અંદર જવા દે છે, જ્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડને ફિલ્મ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે. આ શોધ શ્વસન મિશ્રણ અને ઓક્સિજન જનરેટર સાથે સિલિન્ડરોને બાજુ પર ખસેડીને પાણીની નીચે માનવ જીવનને ગોઠવવાનું શક્ય બનાવે છે.

સિલિકોન ત્રણ પ્રકારમાં આવે છે: મેટલર્જિકલ સિલિકોન (MG), ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ગ્રેડ સિલિકોન (EG), અને સોલર ગ્રેડ સિલિકોન (SG). ઊર્જા કટોકટીની શ્રેણીને કારણે, વૈકલ્પિક ઉર્જા તકનીકો સઘન રીતે રજૂ કરવામાં આવી રહી છે. તેમાં સૌર ઉર્જાને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે, એટલે કે, સૌર બેટરી દ્વારા સંચાલિત સૌર સ્થાપનોનો ઉપયોગ. સૌર કોષોનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક સિલિકોન છે. યુક્રેનમાં, ઝાપોરોઝે ટાઇટેનિયમ-મેગ્નેશિયમ પ્લાન્ટે સૌર પેનલ્સ માટે સિલિકોનનું ઉત્પાદન કર્યું. સોવિયેત યુનિયન હેઠળ, આ એન્ટરપ્રાઇઝે 200 ટન સિલિકોનનું ઉત્પાદન કર્યું હતું, જેમાં ઓલ-યુનિયન ઉત્પાદન વોલ્યુમ 300 ટન હતું. લેખક હાલમાં ઝાપોરોઝ્યમાં સિલિકોન ઉત્પાદનની પરિસ્થિતિ વિશે કંઈ જાણતા નથી. દર વર્ષે 1000 ટનની ક્ષમતા સાથે ઊર્જા ઉદ્યોગની જરૂરિયાતો માટે પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોનનું આધુનિક ઉત્પાદન ગોઠવવાની કિંમત લગભગ 56 મિલિયન ડોલર છે. સમગ્ર વિશ્વમાં વિવિધ જરૂરિયાતો માટે સિલિકોનનું સંશ્લેષણ માંગમાં પ્રથમ ક્રમે છે અને લાંબા સમય સુધી આ સ્થિતિ જાળવી રાખશે.

લેખમાં અમે અકાર્બનિક પોલિમરના માત્ર કેટલાક પ્રતિનિધિઓની તપાસ કરી. કદાચ ઉપર જણાવેલી ઘણી બધી બાબતો કેટલાકને આશ્ચર્ય અને સાચા રસ સાથે સમજાઈ હતી. કોઈએ ફિલોસોફરના પથ્થરની વિભાવના પર તાજી નજર નાખી, ભલે તે સોનું ન હોય, તે હજુ પણ અવિશ્વસનીય ધાતુના ઓક્સાઇડ અને અન્ય અવિશ્વસનીય પદાર્થોમાંથી કિંમતી પથ્થરો મેળવવાનું શક્ય છે. અમે આશા રાખીએ છીએ કે લેખે વિચારને જન્મ આપ્યો અને ઓછામાં ઓછા રસપ્રદ તથ્યો સાથે વાચકનું મનોરંજન કર્યું.