কিভাবে সিন্থেটিক আইসোপ্রিন রাবার তৈরি হয়

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 13:50

প্রাকৃতিক রাবারের অনেক অ্যানালগ রয়েছে এবং আইসোপ্রিন রাবারকে সবচেয়ে মাল্টি-টনেজ হিসাবে বিবেচনা করা হয়। শিল্প এই পণ্যগুলির বিভিন্ন ধরণের উত্পাদন করে, বৈশিষ্ট্য এবং অনুঘটকগুলির ধরন যা ব্যবহার করা হয়েছিল - লিথিয়াম, কমপ্লেক্স এবং এর মতো উভয় ক্ষেত্রেই আলাদা৷

যেভাবে রাবার তৈরি হয়

আইসোপ্রিন রাবার সিন্থেটিক, এটি স্টেরিওরেগুলার এবং এটি একটি জটিল অনুঘটক সহ একটি নিষ্ক্রিয় দ্রাবক মাধ্যমের মধ্যে স্থাপিত আইসোপ্রিনের পলিমারাইজেশন দ্বারা প্রাপ্ত হয়। এটি করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, SKI-3। দ্রবণে আইসোপ্রিনের পলিমারাইজেশন অবশ্যই অবিচ্ছিন্ন হতে হবে, এর জন্য চার থেকে ছয়টি পলিমারাইজারের ব্যাটারি রয়েছে যেগুলিকে ব্রাইন দিয়ে ঠান্ডা করা হয়৷

মিশ্রণে মনোমারটি বারো - পনের শতাংশে ঘনীভূত হয়, তারপর রূপান্তরের ডিগ্রি পঁচানব্বই শতাংশে পৌঁছাবে এবং শূন্য থেকে দশ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সময়কাল হবে দুই থেকে তিন ঘন্টা। উচ্চ আণবিক ওজন আইসোপ্রিন রাবার প্রাপ্ত করার প্রয়োজন হলে, পলিমারাইজেশনে ব্যবহৃত বিকারকগুলির বিশুদ্ধতা অত্যন্তউচ্চ ডিগ্রি।

স্থির করা এবং শুকানো

অক্সিডেশন থেকে পলিমারকে রক্ষা করার জন্য, এটিকে অবশ্যই ফেনাইলেনডিয়ামাইন এবং নিওজোনের মিশ্রণ দিয়ে স্থিতিশীল করতে হবে, যা অবশ্যই পলিমারাইজেটে দ্রবণ বা জলীয় সাসপেনশন হিসেবে প্রবর্তন করতে হবে। পলিমারাইজেট থেকে আইসোপ্রিন রাবারকে টুকরো টুকরো করে আলাদা করার জন্য, পলিমারাইজেটকে অবশ্যই বাষ্প এবং জলের সাথে মিশ্রিত করতে হবে, তারপরে সংযোজন যুক্ত করতে হবে যা জমাট বাধা (লুম্পিং) প্রতিরোধ করে। দ্রাবক তারপর বন্ধ পাতন করা আবশ্যক. এখন ডিগ্যাসিং, পানি থেকে টুকরো আলাদা করা এবং ওয়ার্ম মেশিন এবং বেল্ট ড্রায়ারে শুকানোর প্রক্রিয়াগুলি চালানো প্রয়োজন। এই প্রক্রিয়ার শেষে, আইসোপ্রিন রাবারের উৎপাদন সম্পূর্ণ বলে বিবেচিত হতে পারে।

এখন এটি চাপের মধ্যে স্বয়ংক্রিয় উদ্ভিদের উপর ব্রিকেট করা হবে। ব্র্যান্ড SKI-3 - সিন্থেটিক আইসোপ্রিন রাবার, যা প্রতিটি ত্রিশ কিলোগ্রামের ব্রিকেটে উত্পাদিত হয়। ব্রিকেটটি পলিথিন ফিল্মে মোড়ানো হয় এবং একটি চার স্তরের কাগজের ব্যাগে রাখা হয়। এই ফিল্মটি বিষয়বস্তুর সাথে একযোগে বেশ ভালভাবে প্রক্রিয়া করা হয়েছে, যা আইসোপ্রিন রাবার, মিশ্রণের তাপমাত্রার সাথে এর বৈশিষ্ট্যগুলি পলিথিনকে নরম করতে দেয় এবং এটি একটি রাবার মিক্সারে মূল ভরের সাথে মিশ্রিত করতে দেয়।

গঠন

শিল্প দ্বারা উত্পাদিত প্রতিটি রাবারের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্য রয়েছে শুধুমাত্র এই বৈচিত্রের অন্তর্নিহিত। কিছু রাবার ভাল যান্ত্রিক শক্তি আছে, অন্যদের ভাল রাসায়নিক প্রতিরোধ বা গ্যাস অভেদ্যতা আছে, অন্যদের তাপমাত্রা পরিবর্তনের কোন ভয় নেই, ইত্যাদি। বৈশিষ্ট্যস্বতন্ত্র সিন্থেটিক রাবারগুলি প্রাকৃতিক রাবারের চেয়ে অনেক উপায়ে এবং বহুবার বেশি। শুধুমাত্র প্রাকৃতিক রাবারের স্থিতিস্থাপকতা এখনও অতিক্রম করা যায়নি, এবং এটি বিমান বা গাড়ির টায়ারের মতো পণ্যগুলির জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সম্পত্তি৷

অপারেশন চলাকালীন, তারা সর্বদা বিশাল বিকৃতি অনুভব করে - উভয় প্রসারিত এবং সংকোচন, যা আন্তঃআণবিক ঘর্ষণ, উত্তাপ এবং গুণমান নষ্ট করে। অর্থাৎ, রাবারের স্থিতিস্থাপকতা যত বেশি, পণ্যটি তত বেশি টেকসই। এই কারণেই প্রাকৃতিক রাবার এখনও ব্যবহারের বাইরে চলে যায়নি এবং এটিই উচ্চ-গতি এবং ভারী-শুল্ক বিমান এবং গাড়ির টায়ার উত্পাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। প্রাকৃতিক রাবার হল আইসোপ্রিনের একটি পলিমার, এই কারণেই বিজ্ঞানীরা আইসোপ্রিন রাবারকে প্রাকৃতিক রাবারের অ্যানালগ তৈরি করার জন্য কঠোর পরিশ্রম করছেন৷

সূত্র

প্রাকৃতিক রাবার আহরণের জন্য সম্পদ খুবই সীমিত। স্বাভাবিক, স্বাভাবিকভাবে সৃষ্ট রাবারে C₅H₈ সূত্র থাকে, যেমনটি দেখা গেছে, এটি আইসোপ্রিনের আণবিক সূত্রের সাথে একেবারে অভিন্ন, যা রাবার যখন তার পচনশীল পণ্যগুলিতে উত্তপ্ত হয় তখন গঠিত হয়। চ্যালেঞ্জ হল একটি যুক্তিসঙ্গতভাবে সাশ্রয়ী মূল্যের উপায় খুঁজে বের করা। এবং পলিমারাইজেশন প্রতিক্রিয়ার সময় আইসোপ্রিন রাবার প্রাপ্ত হয় এবং এখানে এই প্রতিক্রিয়াটির কোর্সটি সঠিকভাবে তৈরি করা গুরুত্বপূর্ণ। পলিমারাইজেশন এইভাবে ঘটে: nCH₂ =C(CH₃) - CH=CH₂ -- (-CH₂ - C(CH₃)=CH - CH_2)n.

এখন পর্যন্ত সবচেয়ে আশাব্যঞ্জক পদ্ধতি হল আইসোপেনটেনের অনুঘটক ডিহাইড্রোজেনেশন পদ্ধতি, যা পেট্রোলিয়াম গ্যাস থেকে নির্গত হয়।আইসোপ্রিন উৎপাদনের শুরুর উপাদানও পেন্টেন হতে পারে: CH₃-CH₂-CH₂- CH ₂-CH_{3, কারণ উত্তপ্ত হলে এবং অনুঘটক সহ, এটি আইসোপেন্টেনে পরিণত হয়। একটি পলিমারাইজেশন পদ্ধতিও রয়েছে যেখানে আইসোপ্রিন রাবার পাওয়ার প্রতিক্রিয়া এমনভাবে তৈরি করা হয় যাতে রাবার পাওয়া যায় যা প্রাকৃতিক রাবারের গঠনে খুব মিল এবং তাই একই চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে।}

আইসোপ্রিন

আইসোপ্রিন হল ডাইন সিরিজের একটি অসম্পৃক্ত হাইড্রোকার্বন। এটি একটি উদ্বায়ী বর্ণহীন তরল। গন্ধ খুব চরিত্রগত। আইসোপ্রিন রাবার একটি প্রাকৃতিক মনোমার, যেহেতু এর অণুর অবশিষ্টাংশ অন্যান্য অনেক প্রাকৃতিক যৌগের অন্তর্ভুক্ত - আইসোপ্রিনয়েডস, টেরপেনয়েড এবং এর মতো। এটি জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত হয়। ইথাইল অ্যালকোহলের সাথে, উদাহরণস্বরূপ, এটি যে কোনও অনুপাতে মিশ্রিত করা যেতে পারে। কিন্তু এটি পানিতে ভালোভাবে দ্রবীভূত হয় না।

কিন্তু পলিমারাইজেশনের সময় এটি সহজেই আইসোপ্রিন রাবারের কাঠামোগত একক গঠন করে, যার কারণে আইসোপ্রিন গুট্টা-পার্চা এবং রাবার পাওয়া যায়। এছাড়াও, কপোলিমারাইজেশনের সময় আইসোপ্রিন বিভিন্ন প্রতিক্রিয়ায় প্রবেশ করতে পারে। শিল্পে, এটি অপরিহার্য, যেহেতু এটি রাবার, ওষুধ এবং এমনকি কিছু সুগন্ধি পদার্থ সংশ্লেষ করতে ব্যবহৃত হয়। আমাদের দেশে, সিন্থেটিক আইসোপ্রিন রাবার উৎপাদন দীর্ঘকাল ধরে বিকাশ লাভ করে আসছে, এবং বিশ্ব উৎপাদনের প্রায় চব্বিশ শতাংশের জন্য দায়ী।

ইতিহাস

প্রথম আইসোপ্রিন 1860 সালে প্রাকৃতিক রাবার থেকে পাইরোলাইসিস দ্বারা প্রাপ্ত হয়েছিল।পাইরোলাইসিস হল অক্সিজেনের অভাবের পরিস্থিতিতে অনেক অজৈব এবং জৈব যৌগের তাপীয় (উচ্চ তাপমাত্রায়) পচন। পরে, একটি আইসোপ্রিন বাতি আবিষ্কৃত হয় - একটি উত্তপ্ত কুণ্ডলী সহ একটি বৈদ্যুতিক, যার সাহায্যে তার্পিন তেল পরীক্ষাগারে তাপীয়ভাবে পচে যায়।

দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধ আইসোপ্রিন রাবারের জন্য ব্যাপক চাহিদা নিয়ে এসেছিল, এবং তাই, আইসোপ্রিন লিমোনিনের পাইরোলাইসিস দ্বারা শিল্প স্কেলে উত্পাদিত হতে শেখা হয়েছিল। তবুও, সিন্থেটিক রাবারগুলির ব্যাপক উত্পাদনের জন্য আইসোপ্রিন খুব ব্যয়বহুল ছিল। পরিস্থিতি পাল্টে গেল যখন তেল থেকে তা পাওয়ার উপায় পাওয়া গেল। তারপরে আইসোপ্রিনের পলিমারাইজেশনের জন্য প্রযুক্তিগুলি দ্রুত বিকাশ শুরু করে৷

অর্থনীতিতে ভূমিকা

আইসোপ্রিন রাবারের মতো পণ্য উৎপাদনের পরিকল্পনা করার ক্ষেত্রে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল অবস্থানের সঠিক পছন্দ, কারণ বিভাজনের ভগ্নাংশ C₅ সরবরাহ করতে হবে। একযোগে বেশ কয়েকটি উদ্যোগ থেকে গন্তব্য, যা ক্র্যাকিং চালায়। গুরুত্বের দ্বিতীয় স্থানে C_{5. ভগ্নাংশ থেকে অবশিষ্ট হাইড্রোকার্বন নিষ্পত্তির স্থানের পরিকল্পনায় বিবেচনা করা।}

বিংশ শতাব্দীর নব্বইয়ের দশকের শুরুতে, পশ্চিম ইউরোপ প্রায় পঁচাশি হাজার টন C_{5 ডায়েন উৎপাদন করেছিল, যার মধ্যে চল্লিশ হাজার টন ছিল ডাইমারাইজড সাইক্লোপেন্টাডিন এবং তেইশ হাজার টন আইসোপ্রিন ছিল। বাকি - প্রায় পনের হাজার টন - পাইপারিলিন ছিল। দশ বছর পর, বিশ্বব্যাপী আইসোপ্রিনের উৎপাদন বছরে ৮৫০,০০০ টন বেড়েছে।}

বৈশিষ্ট্য

স্ট্যান্ডার্ড অবস্থার অধীনে, আইসোপ্রিন, যেমনটি ইতিমধ্যে উল্লিখিত, একটি উদ্বায়ী বর্ণহীন তরল, যা জলে প্রায় অদ্রবণীয়, তবে ডাইথাইল অ্যালকোহল, স্ট্যান্ডার্ড, বেনজিন, অ্যাসিটোনের সাথে যে কোনও অনুপাতে মিশ্রিত করা যায়। আইসোপ্রিন বিভিন্ন ধরণের জৈব দ্রাবকের সাথে অ্যাজিওট্রপিক মিশ্রণ তৈরি করতে সক্ষম। স্পেকট্রোস্কোপিক অধ্যয়নের ডেটা বিবেচনা করার সময়, এটি দেখা যায় যে ইতিমধ্যে পঞ্চাশ ডিগ্রি সেলসিয়াসে, বেশিরভাগ আইসোপ্রিন অণু একটি স্থিতিশীল s-ট্রান্স কনফর্মেশন গ্রহণ করে, মাত্র পনের শতাংশ অণু s-cis কনফর্মেশনে রয়েছে। এই রাজ্যগুলির মধ্যে, শক্তির পার্থক্য হল 6.3 kJ।

আইসোপ্রিনের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে একটি সাধারণ সংযোজিত ডায়িন হিসাবে উপস্থাপন করে, যা প্রতিস্থাপন, সংযোজন, জটিলতা, চক্রকরণ, টেলোমারাইজেশন প্রতিক্রিয়াতে প্রবেশ করে। ইলেক্ট্রোফাইলস এবং ডাইনোফাইলসের সাথে প্রতিক্রিয়ায় সক্রিয়।

আবেদন

বর্তমানে উত্পাদিত আইসোপ্রিনের প্রধান অংশটি আইসোপ্রিন রাবারের সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়, যা প্রাকৃতিক রাবারের মতো গঠন ও বৈশিষ্ট্যে অনুরূপ। এটি টায়ার উৎপাদনের জন্য বিশেষভাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এছাড়াও আরও একটি আইসোপ্রিন পলিমারাইজেশন পণ্য রয়েছে, পলিসোপ্রিন, যা অনেক কম ব্যবহৃত হয় কারণ এতে গুট্টা-পার্চা বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি তারের নিরোধক এবং গল্ফ বল তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ। আইসোপ্রিন রাবার প্রাকৃতিক এবং অন্যান্য সিন্থেটিক রাবারকে একত্রিত করে এমন সব ধরণের রাবার পণ্য তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

উদাহরণস্বরূপ, আঠালোতা কমাতে, যোগ করা হয়butadiene-methylstyrene rubbers, উপরন্তু, ক্লান্তি সহনশীলতা বৃদ্ধি যদি বিকৃতি পুনরাবৃত্তি হয়. নাইট্রাইট ওজোন প্রতিরোধ এবং তাপ বার্ধক্য প্রতিরোধের যোগ করে। এইভাবে, প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলির একটি সেট পর্যবেক্ষণ করে, আইসোপ্রিন রাবারগুলি পরিবাহক বেল্ট, সাকশন বা প্রেসার পায়ের পাতার মোজাবিশেষ ব্যবহার করার সময়, পাদুকা, চিকিৎসা এবং অন্যান্য পণ্য উত্পাদন করার সময়, মেশিন শ্যাফ্টের আস্তরণের সময় নিজেকে পুরোপুরিভাবে প্রকাশ করে৷

পরিবেশগত বিপদ

আইসোপ্রিন অত্যন্ত বিস্ফোরক এবং দাহ্য। শরীরের উচ্চ ঘনত্বে, এটি পক্ষাঘাত এবং মৃত্যু হতে পারে। এটি প্রধানত বায়ুমণ্ডলীয় স্যাচুরেশনে ঘটে এবং তাই বিপাক শ্বাসযন্ত্রে সঞ্চালিত হয়, যখন আইসোপ্রিন ইপোক্সাইড এবং ডাইওলে রূপান্তরিত হয়।

প্রতি ঘনমিটার চল্লিশ মিলিগ্রাম একটি উচ্চ ঘনত্ব হিসাবে বিবেচিত হয় - এটি সর্বাধিক ডোজ। বাতাসে আইসোপ্রিনের সামান্য ঘনত্ব একজন ব্যক্তির উপর মাদকের প্রভাব ফেলতে পারে, চোখ, ত্বক, শ্বাসতন্ত্র এবং শ্লেষ্মা ঝিল্লিতে জ্বালা সৃষ্টি করতে পারে।

জীববিদ্যা

আধুনিক বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে আইসোপ্রিন ধোঁয়া বায়ুমণ্ডলে প্রায় সমস্ত উদ্ভিদ নির্গত করে। বিশ্বব্যাপী ফাইটোজেনিক আইসোপ্রিনের পরিমাণ আনুমানিক (180-450)^_।১০12 ^{গ্রাম প্রতি বছর কার্বন। এই প্রক্রিয়াটি ত্বরান্বিত হয় যদি বাতাসের তাপমাত্রা ত্রিশ ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছে পৌঁছায়, এবং এছাড়াও যদি সৌর বিকিরণের তীব্রতা বেশি হয়, যখন সালোকসংশ্লেষণ ইতিমধ্যে সম্পূর্ণরূপে পরিপূর্ণ হয়। আইসোপ্রিন জৈবসংশ্লেষণ ফসমিডোমাইসিন এবং সমগ্র যৌগ দ্বারা বাধাপ্রাপ্তস্ট্যাটিন একটি সংখ্যা. গাছপালা কেন এটি করে তা সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না। সম্ভবত আইসোপ্রিন তাদের অতিরিক্ত গরম করার জন্য অতিরিক্ত প্রতিরোধ দেয়। উপরন্তু, এটি একটি র্যাডিকাল স্ক্যাভেঞ্জার, যার মানে এটি প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি এবং ওজোন থেকে উদ্ভিদকে রক্ষা করতে পারে।}

বিজ্ঞানীরা আরও পরামর্শ দেন যে আইসোপ্রিনের সংশ্লেষণের ফলে এনএডিপিএইচ এবং এটিপি অণুগুলির একটি ধ্রুবক খরচ হয়, যা উদ্ভিদ সালোকসংশ্লেষণের সময় তৈরি করে। তাই, আইসোপ্রিন নিঃসরণ ফটো-অক্সিডেটিভ অবক্ষয় রোধ করে এবং আলোকসজ্জা অতিরিক্ত হলে পুনরায় হ্রাস পায়। এই প্রতিরক্ষা ব্যবস্থার অসুবিধা একটি হতে পারে: কার্বন, যা সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় এই ধরনের অসুবিধার সাথে নিষ্কাশন করা হয়, আইসোপ্রিন নিঃসরণে ব্যয় করা হয়। বিজ্ঞানীরা উদ্ভিদে থেমে থাকেননি এবং আবিষ্কার করেছেন যে মানবদেহ ডাইন হাইড্রোকার্বনও তৈরি করতে পারে এবং তাদের মধ্যে আইসোপ্রিন সবচেয়ে সাধারণ।