Polymer-Physical Chemistry.
Polymer
Subject: Chemistry
Subject Code: CHM 4201
Lecture No- Polymer
Lecturer: Mr. Jahedul Islam
A polymer is a
large molecule, or macromolecule, composed of many repeated subunits.
Because of their broad range of properties, both
synthetic and natural polymers play an essential role in everyday life. Polymers range from
familiar synthetic plastics such as polystyrene to
natural biopolymers such as DNA and proteins that
are fundamental to biological structure and function. Polymers, both natural and
synthetic, are created via polymerization of many small molecules,
known as monomers. Their consequently large molecular
mass relative to small molecule compounds produces unique
physical properties, including toughness, viscoelasticity, and a
tendency to form glasses and semicrystalline structures
rather than crystals.
একটি পলিমার একটি বড় অণু, বা ম্যাক্রোমুলাকুল, যা বহু পুনরাবৃত্ত উপাংশগুলির গঠিত। কারণ তাদের বৈশিষ্ট্য বিস্তৃত পরিসীমা, উভয় সিন্থেটিক এবং প্রাকৃতিক পলিমার দৈনন্দিন জীবনে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। পলিমারগুলি পরিচিত সিনথেটিক প্লাস্টিক থেকে যেমন পলিস্টাইরিন থেকে প্রাকৃতিক biopolymers যেমন ডিএনএ এবং প্রোটিন যে জৈব গঠন এবং ফাংশন মৌলিক হয় থেকে পরিসীমা। প্রাকৃতিক ও সিনথেটিক উভয় পলিমার, বহু সংখ্যক ছোট অণুর পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে তৈরি করা হয়, যেটি মোনোমার নামে পরিচিত। ক্ষুদ্র অণু যৌগিকগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ তাদের ফলস্বরূপ বৃহৎ আণবিক ভর ক্রান্তীয়তার পরিবর্তে গুরত্ব এবং সেমিক্রিস্টাইলাইন কাঠামোর গঠনের প্রবণতা সহ কঠোরতা, ভিসকোলেসটিটি এবং অনন্য শারীরিক বৈশিষ্ট্য তৈরি করে।
উদাহরণ
• প্রাকৃতিক পলিমারিক উপকরণ যেমন উলের, সিল্ক এবং প্রাকৃতিক রাবার শত শত বছর ধরে ব্যবহার করা হয়েছে। অন্যান্য প্রাকৃতিক পলিমারগুলি বিদ্যমান, যেমন সেলুলোস, যা কাঠ এবং কাগজের প্রধান উপাদান।
• সিন্থেটিক পলিমারগুলির তালিকা সিন্থেটিক রাবার, ফেনোল ফর্মালডিহাইড রজন (বা বেকেলাইট), নাইলন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড (পিভিসি) পলিথাইরিন, পলিথিন, পলিপ্রোফিলিন, সিলিকন এবং আরও অনেকগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
এই পলিমার সম্পর্কে বক্তৃতা আউট হয়
এই বিষয়গুলির অধ্যায়
পলিমার - একটি বড় অণু (অন্তত পাঁচটি) পুনরাবৃত্তি রাসায়নিক একক (`মেস ') একটি স্ট্রিং নেভিগেশন জপমালা মত একসঙ্গে যোগদান, গঠিত। পলিমারগুলির মধ্যে সাধারণত পাঁচটি মোনোমার্স থাকে, এবং কয়েকটি শেকলে শত শত বা হাজার হাজার monomers থাকতে পারে।
পলিমারগুলি প্রাকৃতিক হতে পারে যেমন সেলুলোজ বা ডিএনএ বা সিনথেটিক, যেমন নাইলন বা পলিথিন।
সিল্ক ফাইবার একটি কোকুনে রেশম কৃমি দ্বারা উত্পাদিত হয়, এটি রশ্মির কীট রক্ষা করার সময় এটি একটি মথের মধ্যে রূপান্তরিত হয়
সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বর্তমান গবেষণা সমস্যা পলিমার অন্তর্ভুক্ত অনেক। জীবিত প্রাণীর প্রধানত পলিিমারাইজড অ্যামিনো অ্যাসিড (প্রোটিন) নিউক্লিক অ্যাসিড (আরএনএ এবং ডিএনএ), এবং অন্যান্য জৈব পলিমারগুলি দ্বারা গঠিত। সবচেয়ে শক্তিশালী কম্পিউটার - আপনার মস্তিস্ক - বেশিরভাগই নমনীয় জলের মধ্যে ভরাট একটি জটিল পলিমার উপাদান! আমরা জৈবিক পদ্ধতিগুলি বোঝার জন্য শুধু ছোট ছোট পদক্ষেপগুলি তৈরি করছি।
হাইড্রোকার্বন অণু (I)
· অধিকাংশ পলিমারগুলি জৈব এবং হাইড্রোকার্বন অণু থেকে গঠিত
প্রতিটি সি পরমাণুর চারটি ই আছে - যেগুলি বন্ডগুলিতে অংশগ্রহণ করে, প্রত্যেকটি এইচ এটম এর একটি বন্ধন ই-
স্যাচুরেটসের উদাহরণ (সব বন্ধন একক বেশী) হাইড্রোকার্বন অণু:
হাইড্রোকার্বন অণু (২)
সি পরমাণুর মধ্যে দ্বিগুণ এবং ট্রিপল বন্ড থাকতে পারে (দুই বা তিন ইলেকট্রন জোড়া ভাগ করা)। এই বন্ডগুলি অসম্পৃক্ত বন্ড বলে। অসম্পৃক্ত অণু আরও প্রতিক্রিয়াশীল
Isomers অণু যে একই পরমাণু রয়েছে কিন্তু একটি ভিন্ন ব্যবস্থা আছে। একটি উদাহরণ বোতলে এবং isobutane:
হাইড্রোকার্বন অণু (III)
পলিমার অণুতে অনেক অন্যান্য জৈবপদার্থ জড়িত হতে পারে। উপরোক্ত সারণিতে, R একটি মৌলিক, একটি জৈবিক পরমাণুর প্রতিনিধিত্ব করে যা একটি ইউনিট হিসাবে থাকা এবং রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াগুলির (যেমন CH3, C2H5, C6H5) সময় তাদের পরিচয় বজায় রাখে।
পলিমার অণু
· পলিমার অণুগুলি খুব বড়: ম্যাক্রোমুলুলুলস
· বেশিরভাগ পলিমার একটি দীর্ঘস্থায়ী হিসাবে দীর্ঘ এবং নমনীয় চেইন সহ স্ট্রিং সি পরমাণু গঠিত।
· সি পরমাণু এইচ এ পরমাণু বা র্যাডিকেল এর সাইড-বন্ধন
· উভয় চেইন এবং পার্শ্ব বন্ড মধ্যে ডাবল বন্ধন সম্ভব
একটি পলিমার চেইন ("ইউনিট সেল") একটি পুনরাবৃত্ত ইউনিট একটি mer হয়
· একটি একক মেয়ের একটি monomer বলা হয়
পলিমার অণুর রসায়ন (I)
· ইথাইলিন (C2H4) কক্ষ টেম্প এবং চাপে গ্যাস
· ইথাইলিন একটি ইনিশিয়েটর বা ক্যাপিটালিকাল র্যাডিকেল (আর) এর সাথে প্রতিক্রিয়াগুলির মাধ্যমে সক্রিয় মেষ গঠন করে পলিইথাইলিন (কঠিন) রূপান্তরিত করে।
· (।) অপ্রকাশিত ইলেক্ট্রন (সক্রিয় সাইট) নির্দেশ করে
পলিমার অণু রসায়ন (III)
· সব mers একই হয়, অণু একটি homopolymer বলা হয়
· যখন একাধিক ধরনের মেয়ার উপস্থিত থাকে, তখন অণু একটি কপোলিমার হয়
· অন্য ইউনিটের সাথে সংযুক্ত করার জন্য ২ টি সক্রিয় বন্ডগুলির মধ্যে মেন ইউনিটগুলি বলা হয় বিফিউনিকাল
· অন্য ইউনিটের সাথে সংযুক্ত করার জন্য 3 টি সক্রিয় বন্ডগুলির সাথে Mer ইউনিটকে বলা হয় trifunctional। তারা হৃৎপিণ্ডসংক্রান্ত আণবিক নেটওয়ার্ক কাঠামো গঠন করে।
আণবিক ওজন (আমি)
· চূড়ান্ত আণবিক ওজন (শিকল দৈর্ঘ্য) পলিমারাইজেশনের প্রবর্তন, পরিসমাপ্তি পদক্ষেপের আপেক্ষিক হারের দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়
চক্র দৈর্ঘ্য এবং আণবিক ওজন বিতরণ পলিমারাইজেশন ফলাফলের সময় ম্যাক্রোমুলকুলস গঠন
· গড় আণবিক ওজন জনসাধারণের গড়ের দ্বারা প্রদর্শিত বারের সংখ্যা (সংখ্যা-গড় আণবিক ওজন) বা অণু (ওজন-গড় আণবিক ওজন) এর ভর ভগ্নাংশ দ্বারা গড়তে পারে।
Examples
• Natural polymeric materials such
as wool, silk and natural rubber have been used for
centuries. A variety of other natural polymers exist, such as cellulose,
which is the main constituent of wood and paper.
• The list
of synthetic polymers includes synthetic rubber, phenol
formaldehyde resin(or Bakelite), nylon, polyvinyl chloride(PVC)
polystyrene, polyethylene, polypropylene, silicone, and
many more.
This is out of Lecture about
Polymers
Polymer - a large molecule consisting of (at least
five) repeated chemical units (`mers') joined together, like beads on
a string. Polymers usually contain many more than five monomers, and some
may contain hundreds or thousands of monomers in each chain.
Polymers
may be natural, such as cellulose or DNA, or synthetic, such as nylon or
polyethylene.
Silk fiber is produced by silk worms in a cocoon, to
protect the silkworm while it metamorphoses in a moth
Many
of the most important current research problems involve polymers. Living
organisms are mainly composed of polymerized amino acids (proteins)
nucleic acids (RNA and DNA), and other bio polymers. The most powerful
computers -our brains - are mostly just a complex polymer material
soaking in salty water! We are just making first small steps
towards understanding of biological systems.
Hydrocarbon molecules (I)
·
Most polymers are
organic, and formed from hydrocarbon molecules
·
Each C atom has
four e- that participate in bonds, each H atom has one bonding e-
Examples of saturated (all bonds are single ones) hydrocarbon
molecules:
Hydrocarbon molecules (II)
Double and triple bonds can exist between
C atoms (sharing of two or three electron pairs). These bonds are called unsaturated bonds.
Unsaturated
molecules are more reactive
Isomers are molecules that contain
the same atoms but in a different arrangement. An example is butane and isobutane:
Hydrocarbon
molecules (III)
Many other organic groups can be involved
in polymer molecules. In table above, R represents a radical, an organic group of atoms
that remain as a unit and maintain their identity during chemical reactions
(e.g. CH3, C2H5, C6H5)
Polymer molecules
·
Polymer molecules are very large: macromolecules
·
Most polymers consist of long and flexible
chains witha string of C atoms as a backbone.
·
Side-bonding of C atoms to H atoms or
radicals
·
Double bonds are possible in both chain
and side bonds
·
A repeat unit in a polymer chain (“unit
cell”) is a mer
·
A single mer is called a monomer
Chemistry of polymer molecules (I)
·
Ethylene
(C2H4) is a gas at room temp and pressure
·
Ethylene
transforms to polyethylene
(solid)
by forming active mers through reactions with an initiator or catalytic radical
(R.)
·
(.)
denotes unpaired electron (active site)
Chemistry of polymer molecules (III)
·
When
all the mers are the same, the molecule is called a homopolymer
·
When
there is more than one type of mer present, the molecule is a copolymer
·
Mer
units that have 2 active bonds to connect with other mers are called bifunctional
·
Mer
units that have 3 active bonds to connect with other mers are called trifunctional. They form threedimensional molecular
network structures.
Molecular weight
(I)
·
Final
molecular weight (chain length) is controlled by relative rates of initiation,
propagation, termination steps of polymerization
·
Formation
of macromolecules during polymerization results in distribution of chain
lengths and molecular weights
·
The
average molecular weight can be obtained by averaging the masses with the
fraction of times they appear (number-average molecular weight) or with the mass fraction
of the molecules (weight-average molecular weight).
একটি পলিমার একটি বড় অণু, বা ম্যাক্রোমুলাকুল, যা বহু পুনরাবৃত্ত উপাংশগুলির গঠিত। কারণ তাদের বৈশিষ্ট্য বিস্তৃত পরিসীমা, উভয় সিন্থেটিক এবং প্রাকৃতিক পলিমার দৈনন্দিন জীবনে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। পলিমারগুলি পরিচিত সিনথেটিক প্লাস্টিক থেকে যেমন পলিস্টাইরিন থেকে প্রাকৃতিক biopolymers যেমন ডিএনএ এবং প্রোটিন যে জৈব গঠন এবং ফাংশন মৌলিক হয় থেকে পরিসীমা। প্রাকৃতিক ও সিনথেটিক উভয় পলিমার, বহু সংখ্যক ছোট অণুর পলিমারাইজেশনের মাধ্যমে তৈরি করা হয়, যেটি মোনোমার নামে পরিচিত। ক্ষুদ্র অণু যৌগিকগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ তাদের ফলস্বরূপ বৃহৎ আণবিক ভর ক্রান্তীয়তার পরিবর্তে গুরত্ব এবং সেমিক্রিস্টাইলাইন কাঠামোর গঠনের প্রবণতা সহ কঠোরতা, ভিসকোলেসটিটি এবং অনন্য শারীরিক বৈশিষ্ট্য তৈরি করে।
উদাহরণ
• প্রাকৃতিক পলিমারিক উপকরণ যেমন উলের, সিল্ক এবং প্রাকৃতিক রাবার শত শত বছর ধরে ব্যবহার করা হয়েছে। অন্যান্য প্রাকৃতিক পলিমারগুলি বিদ্যমান, যেমন সেলুলোস, যা কাঠ এবং কাগজের প্রধান উপাদান।
• সিন্থেটিক পলিমারগুলির তালিকা সিন্থেটিক রাবার, ফেনোল ফর্মালডিহাইড রজন (বা বেকেলাইট), নাইলন, পলিভিনাইল ক্লোরাইড (পিভিসি) পলিথাইরিন, পলিথিন, পলিপ্রোফিলিন, সিলিকন এবং আরও অনেকগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
এই পলিমার সম্পর্কে বক্তৃতা আউট হয়
এই বিষয়গুলির অধ্যায়
পলিমার - একটি বড় অণু (অন্তত পাঁচটি) পুনরাবৃত্তি রাসায়নিক একক (`মেস ') একটি স্ট্রিং নেভিগেশন জপমালা মত একসঙ্গে যোগদান, গঠিত। পলিমারগুলির মধ্যে সাধারণত পাঁচটি মোনোমার্স থাকে, এবং কয়েকটি শেকলে শত শত বা হাজার হাজার monomers থাকতে পারে।
পলিমারগুলি প্রাকৃতিক হতে পারে যেমন সেলুলোজ বা ডিএনএ বা সিনথেটিক, যেমন নাইলন বা পলিথিন।
সিল্ক ফাইবার একটি কোকুনে রেশম কৃমি দ্বারা উত্পাদিত হয়, এটি রশ্মির কীট রক্ষা করার সময় এটি একটি মথের মধ্যে রূপান্তরিত হয়
সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বর্তমান গবেষণা সমস্যা পলিমার অন্তর্ভুক্ত অনেক। জীবিত প্রাণীর প্রধানত পলিিমারাইজড অ্যামিনো অ্যাসিড (প্রোটিন) নিউক্লিক অ্যাসিড (আরএনএ এবং ডিএনএ), এবং অন্যান্য জৈব পলিমারগুলি দ্বারা গঠিত। সবচেয়ে শক্তিশালী কম্পিউটার - আপনার মস্তিস্ক - বেশিরভাগই নমনীয় জলের মধ্যে ভরাট একটি জটিল পলিমার উপাদান! আমরা জৈবিক পদ্ধতিগুলি বোঝার জন্য শুধু ছোট ছোট পদক্ষেপগুলি তৈরি করছি।
হাইড্রোকার্বন অণু (I)
· অধিকাংশ পলিমারগুলি জৈব এবং হাইড্রোকার্বন অণু থেকে গঠিত
প্রতিটি সি পরমাণুর চারটি ই আছে - যেগুলি বন্ডগুলিতে অংশগ্রহণ করে, প্রত্যেকটি এইচ এটম এর একটি বন্ধন ই-
স্যাচুরেটসের উদাহরণ (সব বন্ধন একক বেশী) হাইড্রোকার্বন অণু:
হাইড্রোকার্বন অণু (২)
সি পরমাণুর মধ্যে দ্বিগুণ এবং ট্রিপল বন্ড থাকতে পারে (দুই বা তিন ইলেকট্রন জোড়া ভাগ করা)। এই বন্ডগুলি অসম্পৃক্ত বন্ড বলে। অসম্পৃক্ত অণু আরও প্রতিক্রিয়াশীল
Isomers অণু যে একই পরমাণু রয়েছে কিন্তু একটি ভিন্ন ব্যবস্থা আছে। একটি উদাহরণ বোতলে এবং isobutane:
হাইড্রোকার্বন অণু (III)
পলিমার অণুতে অনেক অন্যান্য জৈবপদার্থ জড়িত হতে পারে। উপরোক্ত সারণিতে, R একটি মৌলিক, একটি জৈবিক পরমাণুর প্রতিনিধিত্ব করে যা একটি ইউনিট হিসাবে থাকা এবং রাসায়নিক প্রতিক্রিয়াগুলির (যেমন CH3, C2H5, C6H5) সময় তাদের পরিচয় বজায় রাখে।
পলিমার অণু
· পলিমার অণুগুলি খুব বড়: ম্যাক্রোমুলুলুলস
· বেশিরভাগ পলিমার একটি দীর্ঘস্থায়ী হিসাবে দীর্ঘ এবং নমনীয় চেইন সহ স্ট্রিং সি পরমাণু গঠিত।
· সি পরমাণু এইচ এ পরমাণু বা র্যাডিকেল এর সাইড-বন্ধন
· উভয় চেইন এবং পার্শ্ব বন্ড মধ্যে ডাবল বন্ধন সম্ভব
একটি পলিমার চেইন ("ইউনিট সেল") একটি পুনরাবৃত্ত ইউনিট একটি mer হয়
· একটি একক মেয়ের একটি monomer বলা হয়
পলিমার অণুর রসায়ন (I)
· ইথাইলিন (C2H4) কক্ষ টেম্প এবং চাপে গ্যাস
· ইথাইলিন একটি ইনিশিয়েটর বা ক্যাপিটালিকাল র্যাডিকেল (আর) এর সাথে প্রতিক্রিয়াগুলির মাধ্যমে সক্রিয় মেষ গঠন করে পলিইথাইলিন (কঠিন) রূপান্তরিত করে।
· (।) অপ্রকাশিত ইলেক্ট্রন (সক্রিয় সাইট) নির্দেশ করে
পলিমার অণু রসায়ন (III)
· সব mers একই হয়, অণু একটি homopolymer বলা হয়
· যখন একাধিক ধরনের মেয়ার উপস্থিত থাকে, তখন অণু একটি কপোলিমার হয়
· অন্য ইউনিটের সাথে সংযুক্ত করার জন্য ২ টি সক্রিয় বন্ডগুলির মধ্যে মেন ইউনিটগুলি বলা হয় বিফিউনিকাল
· অন্য ইউনিটের সাথে সংযুক্ত করার জন্য 3 টি সক্রিয় বন্ডগুলির সাথে Mer ইউনিটকে বলা হয় trifunctional। তারা হৃৎপিণ্ডসংক্রান্ত আণবিক নেটওয়ার্ক কাঠামো গঠন করে।
আণবিক ওজন (আমি)
· চূড়ান্ত আণবিক ওজন (শিকল দৈর্ঘ্য) পলিমারাইজেশনের প্রবর্তন, পরিসমাপ্তি পদক্ষেপের আপেক্ষিক হারের দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়
চক্র দৈর্ঘ্য এবং আণবিক ওজন বিতরণ পলিমারাইজেশন ফলাফলের সময় ম্যাক্রোমুলকুলস গঠন
· গড় আণবিক ওজন জনসাধারণের গড়ের দ্বারা প্রদর্শিত বারের সংখ্যা (সংখ্যা-গড় আণবিক ওজন) বা অণু (ওজন-গড় আণবিক ওজন) এর ভর ভগ্নাংশ দ্বারা গড়তে পারে।
No comments