బహుళ ప్రయోజనాల అణు శృంఖలాలు!
నిత్య జీవితంలో అందరూ ఉపయోగించే ప్లాస్టిక్ సీసాలు, సంచులు, టైర్లు, రబ్బర్‌ బ్యాండ్‌లు, దుస్తులు, పాదరక్షలు తదితరాలన్నీ పాలిమర్‌లతో తయారవుతాయి. ఈ పాలిమర్లు మోనోమర్‌లతో నిర్మితమవుతాయి. మోనోమర్‌ అంటే ఇతర మోనోమర్‌లతో రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సమయోజనీయ అనుసంధానాలను ఏర్పరచుకోగలిగే సాధారణ అణువు. మోనోమర్‌ల అనుసంధానాలతో స్థూల అణువులు, తద్వారా పాలిమర్లు తయారవుతాయి. పాలిమర్ల వల్ల కలిగే బహుళ ప్రయోజనాలు, అనుకూలతలు, వివిధ పరిశ్రమల్లో వాటి విస్తృత వినియోగం వల్ల రోజువారీ ఉత్పత్తుల్లో అత్యంత ప్రాధాన్యాన్ని సంతరించుకున్నాయి. రసాయనశాస్త్రం అధ్యయనంలో భాగంగా ఈ పాలిమర్ల గురించి అభ్యర్థులు తెలుసుకోవాలి.
పాలిమర్‌ అనే పదం పాలి, మెర్‌ అనే గ్రీకు పదాల నుంచి వచ్చింది. గ్రీకు భాషలో పాలి అంటే ‘ఎక్కువ’ అని, మెర్‌ అంటే భాగం/యూనిట్‌ అని అర్థం. పాలిమర్‌లో ఉండే చిన్న చిన్న యూనిట్‌లను మోనోమర్‌లు అంటారు. అత్యధిక సంఖ్యలో చిన్న చిన్న అణువులన్నీ ఒకదాంతో మరొకటి కలిసిపోయి పొడవైన గొలుసు లేదా శృంఖలాల మాదిరిగా ఏర్పడటాన్ని పొలిమరీకరణం అని అంటారు. పెట్రోలియం, వాటి ముడి పదార్థాలతో పాలిమర్లను తయారు చేస్తారు.వాటిని సాధారణంగా మూడు రకాలుగా వర్గీకరిస్తారు.
ఎ) మూలం ఆధారంగా వర్గీకరణ
1) సహజ పాలిమర్‌: సహజంగా మొక్కలు, జంతువుల నుంచి తయారయ్యే వాటిని సహజ పాలిమర్స్‌ అంటారు.
ఉదా: స్టార్చ్, సెల్యులోజ్, ప్రొటీన్లు, సహజ రబ్బరు, కేంద్రక ఆమ్లాలు.
| పాలిమర్‌ | మోనోమర్‌ |
| స్టార్చ్ | గ్లూకోజ్‌ |
| సెల్యులోజ్ | గ్లూకోజ్‌ |
| ప్రొటీన్‌ | అమైనో ఆమ్లాలు |
| కేంద్రక ఆమ్లాలు | న్యూక్లియోటైడ్స్‌ |
| సహజ రబ్బరు |
- 2 - మీథైల్‌ - 1, 3 - బ్యూటాడయీన్‌
2) కృత్రిమ పాలిమర్స్‌: మానవుడు ప్రయోగశాలల్లో, పరిశ్రమల్లో తయారుచేసే పాలిమర్స్‌ను కృత్రిమ పాలిమర్స్‌ అంటారు.
ఉదా: ప్లాస్టిక్, కృత్రిమ దారాలు, కృత్రిమ రబ్బర్లు.
3) అర్ధకృత్రిమ పాలిమర్స్‌: ఇవి సహజ పాలిమర్ల కృత్రిమ ఉత్పాదితాల నుంచి లభిస్తాయి.
ఉదా: సెల్యులోజ్ ఎసిటేట్‌ (రేయాన్‌), సెల్యులోజ్ నైట్రేట్‌.
బి) పొలిమరీకరణం ఆధారంగా వర్గీకరణ
1) సంకలన పాలిమర్లు: ద్వి/త్రిబంధాలున్న మోనోమర్‌ అణువులు పునరావృతంగా సంకలనం చెందడం వల్ల సంకలన పాలిమర్లు ఏర్పడతాయి.
ఉదా: ఈథీÇన్‌ నుంచి పాలిథీన్, ప్రొఫీన్‌ నుంచి పాలిప్రొఫీన్ ఏర్పడటం.
* ఒకే జాతి మోనోమర్‌ల నుంచి ఏర్పడిన సంకలన పాలిమర్లను సజాతీయ పాలిమర్లు అంటారు.
ఉదా: పాలిథీన్, పాలిప్రొఫీన్, పాలివినైల్‌ క్లోరైడ్‌ (PVC).
* రెండు వేర్వేరు మోనోమర్‌ జాతుల సంకలన పొలిమరీకరణం ద్వారా ఏర్పడిన పాలిమర్లను కోపాలిమర్‌లు అంటారు.
ఉదా: బ్యూన - S , బ్యూన - N
2) సంఘనన పాలిమర్లు: రెండు వేర్వేరు ద్వి లేదా త్రి ప్రమేయ సమూహాలున్న మోనోమర్‌ జాతులు పునరావృతంగా సంఘనన చర్య జరపడం ద్వారా ఏర్పడిన పాలిమర్లను సంఘనన పాలిమర్లు అంటారు. ఈ పొలిమరీకరణ చర్యలో నీరు, ఆల్కహాల్, హైడ్రోజన్‌ క్లోరైడ్‌ లాంటి చిన్న అణువులు బహిష్కరణం చెందుతాయి.
ఉదా: ఫినాల్‌ + ఫార్మాల్డీహైడ్ → బేకలైట్ + నీరు
సి) అణు బలాల ఆధారంగా వర్గీకరణ
1) ఎలాస్టోమర్‌లు: ఇవి రబ్బరు లాంటి ఘనపదార్థాలు. వీటికి స్థితిస్థాపక ధర్మం ఉంటుంది. పాలిమర్‌ శృంఖలాలు బలహీన వాండర్‌వాల్‌ బలాలతో బంధితమై ఉంటాయి.
ఉదా: బ్యూన - S, బ్యూన - N, నియోఫ్రీన్‌
2) పోగులు: తంతువులను ఏర్పరిచే ఘన పదార్థాలు.
* వీటికి అధిక తన్యతా సామర్థ్యం, అధిక మధ్య గుణకం ఉంటాయి. ఈ లక్షణాలకు వీటిలో ఉండే హైడ్రోజన్‌ బంధాల లాంటి అంతర అణుబలాలే కారణం.
ఉదా: నైలాన్‌ 6, 6 లాంటి పాలిఎమైడ్‌లు
టెర్లిన్‌ లాంటి పాలిస్టర్‌లు
3) థర్మోప్లాస్టిక్‌ పాలిమర్లు: ఇవి రేఖీయ/స్వల్ప శాఖాయుత దీర్ఘ శృంఖల అణువులు. వీటిని వేడిచేస్తే మెత్తగా, చల్లారిస్తే గట్టిగా మారే లక్షణాలతో ఉంటాయి. ఇవి సంకలన పొలిమరీకరణం వల్ల ఏర్పడతాయి.
ఉదా: పాలిథీన్, పాలిస్టెరీన్, (PVC).
4) ఉష్ణదృఢ పాలిమర్లు: ఇవి సంఘనన పొలిమరీకరణం ద్వారా ఏర్పడతాయి.ఈ పాలిమర్లు వ్యత్యస్త బంధాలు / అత్యధిక శాఖాయుత అణువులతో ఏర్పడతాయి. వీటిని వేడి చేసినప్పుడు విస్తారంగా బంధాలు ఏర్పడి తిరిగి కరిగించడానికి వీలుకాకుండా మారతాయి. వీటిని తిరిగి ఉపయోగించలేం.
ఉదా: బేకలైట్, యూరియా - ఫార్మాల్డీహైడ్, రెజిన్, పాలిస్టర్, మెలనైన్‌.
సహజ రబ్బరు:
* రబ్బరు ఒక సహజ పాలిమర్‌. దీనికి స్థితిస్థాపక ధర్మం ఉంటుంది.
* దీనిని లేటెక్స్‌ నుంచి తయారుచేస్తారు.
* ఇది నీటిలో నిక్షిప్తమైన రబ్బరు కొల్లాయిడ్‌ ద్రావణం.
* రబ్బరు చెట్టు బెరడు నుంచి లేటెక్స్‌ లభిస్తుంది.
* ఇది ఇండియా, శ్రీలంక, ఇండొనేసియా, మలేసియా, దక్షిణ అమెరికా దేశాల్లో దొరుకుతుంది.
రబ్బరు వల్కనైజేషన్‌:
* సహజ రబ్బరు భౌతిక ధర్మాలను మెరుగుపరచడానికి వల్కనైజేషన్‌ ప్రక్రియను నిర్వహిస్తారు.
* రబ్బరు వల్కనైజేషన్‌ను కనిపెట్టింది - ఛార్లెస్‌ గుడ్‌ ఇయర్‌
* ఈ ప్రక్రియలో ముడి రబ్బరు, సల్ఫర్‌ కలిపి వేడి చేస్తారు. ఫలితంగా వ్యత్యస్త బంధాలు ఏర్పడి దృఢమైన రబ్బరు ఏర్పడుతుంది.
* టైర్‌ రబ్బరు తయారీలో 5% సల్ఫర్‌ను వ్యత్యస్త బంధకారకంగా ఉపయోగిస్తారు.
కృతిమ రబ్బరులు-రకాలు
1) నియోఫ్రిన్‌:
* దీనిని క్లోరోఫిన్‌ నుంచి తయారుచేస్తారు.
* నియోఫ్రిన్‌కు శాఖ, ఖనిజ తైలాలతో అత్యధిక నిరోధకత ఉంటుంది.
* దీన్ని కన్వేయర్‌ బెల్ట్‌లు, గాస్కెట్‌లు, హౌజ్‌ పైపులను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
2) బ్యూన - N (నైట్రైల్‌ బ్యూటాడైయూన్):
* ఇది 1, 3 బ్యూటాడైయూన్ ఎక్రైలో నైట్రేట్‌ నుంచి ఏర్పడుతుంది.
* దీనికి పెట్రోల్, లూబ్రికేటింగ్‌ ఆయిల్, కర్బన ద్రావణాల చర్యలను నిరోధించే లక్షణం ఉంటుంది.
* దీన్ని ఆయిల్ సీల్‌లు, ట్యాంక్‌లైనింగ్‌లను తయారుచేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
3) బ్యూన - S:
* 1, 3 - బ్యూటాడైయూన్, స్టైరీన్‌ల నుంచి ఏర్పడుతుంది.
* ఇది దృఢమైంది. సహజ రబ్బరుకు ప్రత్యామ్నాయం.
* దీన్ని ఆటోమెబైల్‌ టైర్లు, ఫ్లోర్‌ టైల్స్, పాదరక్షలు, విద్యుత్తు తీగల పై పూతల్లో ఉపయోగిస్తారు.
4) పెట్‌ బాటిల్స్ (పాలిఎథిలీన్‌ టెరాప్తిలేట్‌):
* వీటిలో కార్బొనేటెడ్‌ శీతల పానీయాలను నిల్వ చేయడానికి ప్రధాన కారణం.. ఈ బాటిల్స్ శీతల పానీయాలతో ఎలాంటి చర్య జరపవు.
కొన్ని ముఖ్యమైన సంకలన పాలిమర్లు
ఎ) పాలిథీన్‌లు: ఇవి రెండు రకాలుగా ఉంటాయి.
1) అల్పసాంద్రత పాలిథీన్: ఇది దృఢత్వం, నమ్యశీలత (ఫ్లెక్సిబిలిటీ) ఉండే అథమ విద్యుత్తు వాహకం. కాబట్టి దీన్ని విద్యుత్తు తీగలకు విద్యుత్తు బంధకంగా ఉపయోగిస్తారు. దీన్ని క్రష్డ్‌ బాటిల్స్, ఆట వస్తువులు, నమ్యశీలత ఉన్న పైపుల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
2) అధిక సాంద్రత పాలిథీన్: ఇది అధిక దృఢత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
* దీన్ని బకెట్‌లు, చెత్తకుండీలు, సీసాలు, పైపుల తయారీకి ఉపయోగిస్తారు.
బి) టెఫ్లాన్‌: టెట్రాఫ్లోరో ఈథీన్‌ నుంచి దీనిని తయారుచేస్తారు. దీనికి రసాయన జడత్వం ఉంటుంది. దాంతో క్షయం చెందించే కారకాల ధాటిని తట్టుకోగలుగుతుంది. ప్రధానంగా గాస్కెట్‌లు, నాస్‌స్టిక్‌ వంటపాత్రల తయారీలో ఉయోగిస్తారు.
సి) జీవ క్షయీకృత పాలిమర్లు: చాలా పాలిమర్లు క్షయీకృతం కాకుండా పర్యావరణ సమస్యలకు దారి తీస్తున్నాయి. దీనిని నివారించడానికి అపాయకరం కాని పాలిమర్లను అభివృద్ది చేశారు.
1) నైలాన్‌ - 2 - నైలాన్‌ - 6: ఇది గ్లైసీన్, ఎమినో కాప్రాయిక్‌ ఆమ్లాల ఏకాంతర పాలిఎమైడ్‌ కో-పాలిమర్‌ దీనిని టూత్‌ బ్రష్, సంగీత వాయిద్య తీగల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
2) పాలిలాక్టిక్‌ ఆసిడ్‌ (PLA) : ఇది లాక్టిక్‌ ఆమ్ల పొలిమరీకరణం వల్ల ఏర్పడుతుంది. దీనిని కుట్లు వేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
రచయిత: చంటి రాజుపాలెం
