Polymer engineering
পলিমার ইঞ্জিনিয়ারিং সাধারণত একটি প্রকৌশল ক্ষেত্র যা পলিমার উপকরণের নকশা, বিশ্লেষণ এবং পরিবর্তন করে। পলিমার ইঞ্জিনিয়ারিং পেট্রোকেমিক্যাল শিল্প, পলিমারাইজেশন, পলিমারের কাঠামো এবং বৈশিষ্ট্য, পলিমারের বৈশিষ্ট্য, পলিমারের যৌগিককরণ এবং প্রক্রিয়াকরণ এবং প্রধান পলিমারের বিবরণ, কাঠামো সম্পত্তি সম্পর্ক এবং প্রয়োগের দিকগুলি অন্তর্ভুক্ত করে। "পলিমার" শব্দটি সুইডিশ রসায়নবিদ জে. জে. বারজেলিয়াস দ্বারা প্রবর্তিত হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, তিনি বেনজিনকে (সি6এইচ6) ইথাইনের (সি2এইচ2) পলিমার হিসাবে বিবেচনা করেছিলেন। পরে, এই সংজ্ঞাটির একটি সূক্ষ্ম পরিবর্তন করা হয়। 19 শতকের মাঝামাঝি থেকে পলিমারের মানুষের ব্যবহারের ইতিহাস দীর্ঘ, যখন এটি প্রাকৃতিক পলিমারের রাসায়নিক পরিবর্তনে প্রবেশ করে। 1839 সালে, চার্লস গুডইয়ার রাবার ভলকানাইজেশন গবেষণার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি খুঁজে পান, যা প্রাকৃতিক রাবারকে একটি ব্যবহারিক প্রকৌশল উপাদানে পরিণত করেছে। 1870 সালে, জে. ডব্লিউ. হায়াত নাইট্রোসেলুলোজ প্লাস্টিক শিল্পে পরিণত করার জন্য নাইট্রোসেলুলোজকে প্লাস্টিকাইজ করার জন্য কর্পূর ব্যবহার করেন। 1907 এল. বেকল্যান্ড প্রথম থার্মোসেটিং ফেনোলিক রজন সংশ্লেষণের কথা জানান, যা 1920-এর দশকে শিল্পায়িত হয়েছিল, প্রথম সিন্থেটিক প্লাস্টিক পণ্য। 1920 সালে, এইচ. স্ট্যান্ডিঙ্গার প্রস্তাব করেছিলেন যে পলিমারগুলি দীর্ঘ-শৃঙ্খল অণু যা সাধারণ সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে কাঠামোগত একক দ্বারা সংযুক্ত থাকে। এই উপসংহার আধুনিক পলিমার বিজ্ঞান প্রতিষ্ঠার ভিত্তি স্থাপন করে। পরবর্তীকালে, ক্যারোথার্স সিন্থেটিক পলিমারগুলিকে দুটি বিস্তৃত বিভাগে বিভক্ত করেন, যথা পলিকন্ডেন্সেশন বিক্রিয়া দ্বারা প্রাপ্ত একটি পলিকন্ডেন্সেট এবং একটি পলিঅ্যাডিশন বিক্রিয়া দ্বারা প্রাপ্ত একটি সংযোজন পলিমার। 1950-এর দশকে, কে. জিগলার এবং জি. নাট্টা একটি সমন্বয় পলিমারাইজেশন অনুঘটক আবিষ্কার করেন এবং স্টেরিওরেগুলার পলিমার সংশ্লেষণের যুগের পথপ্রদর্শক হন। ম্যাক্রোমলিকিউলের ধারণা প্রতিষ্ঠার পরের দশকগুলিতে, উচ্চ পলিমারের সংশ্লেষণ দ্রুত বিকাশ অর্জন করেছে এবং অনেক গুরুত্বপূর্ণ পলিমার একের পর এক শিল্পায়িত হয়েছে। শ্রেণীবিভাগ পলিমারের থার্মোপ্লাস্টিক, ইলাস্টোমার এবং থার্মোসেটে মৌলিক বিভাজন তাদের প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলি সংজ্ঞায়িত করতে সহায়তা করে। থার্মোপ্লাস্টিক বলতে এমন একটি প্লাস্টিককে বোঝায় যার তাপ নরম এবং শীতল শক্ত করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। আমাদের দৈনন্দিন জীবনে আমরা যে প্লাস্টিক ব্যবহার করি তার বেশিরভাগই এই বিভাগে পড়ে। এটি নরম হয়ে যায় এবং এমনকি উত্তপ্ত হলে প্রবাহিত হয় এবং শীতলকরণ কঠিন হয়ে যায়। এই প্রক্রিয়াটি বিপরীতমুখী এবং পুনরাবৃত্তি করা যেতে পারে। থার্মোপ্লাস্টিকের তুলনামূলকভাবে কম প্রসার্য মডুলি রয়েছে, তবে কম ঘনত্ব এবং স্বচ্ছতার মতো বৈশিষ্ট্যও রয়েছে যা এগুলিকে ভোক্তা পণ্য এবং চিকিৎসা পণ্যের জন্য আদর্শ করে তোলে। এগুলির মধ্যে রয়েছে পলিথিলিন, পলিপ্রোপিলিন, নাইলন, অ্যাসিটাল রজন, পলিকার্বোনেট এবং পিইটি, যার সবগুলিই ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত উপকরণ। ইলাস্টোমার্স একটি ইলাস্টোমার্স সাধারণত এমন একটি উপাদানকে বোঝায় যা একটি বাহ্যিক শক্তি অপসারণের পরে তার মূল অবস্থায় পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে, যেখানে স্থিতিস্থাপকতা সহ একটি উপাদান অপরিহার্যভাবে একটি ইলাস্টোমার্স নয়। ইলাস্টোমার শুধুমাত্র দুর্বল চাপের মধ্যে বিকৃত হয় এবং চাপটি দ্রুত মূল অবস্থা এবং আকারের কাছাকাছি একটি পলিমার উপাদানে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে। ইলাস্টোমার হল পলিমার যার মডুলি খুব কম এবং স্ট্রেন করার সময় বিপরীতমুখী এক্সটেনশন দেখায়, যা কম্পন শোষণ এবং স্যাঁতসেঁতে করার জন্য একটি মূল্যবান বৈশিষ্ট্য। এগুলি হয় থার্মোপ্লাস্টিক হতে পারে (এই ক্ষেত্রে এগুলি থার্মোপ্লাস্টিক ইলাস্টোমার নামে পরিচিত) বা ক্রসলিঙ্কড হতে পারে, যেমন বেশিরভাগ প্রচলিত রাবার পণ্য যেমন টায়ার। প্রচলিতভাবে ব্যবহৃত সাধারণ রাবারগুলির মধ্যে রয়েছে প্রাকৃতিক রাবার, নাইট্রিল রাবার, পলিক্লোরোপ্রেন, পলিবুটাডাইন, স্টাইরিন-বুটাডাইন এবং ফ্লোরিনযুক্ত রাবার। থার্মোসেট একটি থার্মোসেটিং রজন একটি প্রধান উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং একটি প্লাস্টিক যা একটি পণ্য গঠন করে তা বিভিন্ন প্রয়োজনীয় সংযোজনগুলির সংমিশ্রণে একটি ক্রস-লিঙ্কিং নিরাময় প্রক্রিয়া দ্বারা গঠিত হয়। এটি উৎপাদন বা ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়ার প্রাথমিক পর্যায়ে তরল, এবং নিরাময়ের পরে এটি অদ্রবণীয় এবং অদ্রবণীয়, এবং এটি আবার গলানো বা নরম করা যায় না। সাধারণ থার্মোসেটিং প্লাস্টিকগুলি হল ফেনোলিক প্লাস্টিক, ইপোক্সি প্লাস্টিক, অ্যামিনোপ্লাস্ট, অসম্পৃক্ত পলিয়েস্টার, অ্যালকাইড প্লাস্টিক এবং এর মতো। থার্মোসেট প্লাস্টিক এবং থার্মোপ্লাস্টিক একসঙ্গে সিন্থেটিক প্লাস্টিকের দুটি প্রধান উপাদান গঠন করে। থার্মোসেটিং প্লাস্টিককে দুই ভাগে ভাগ করা হয়ঃ ফর্মালডিহাইড ক্রস-লিঙ্কিং টাইপ এবং অন্যান্য ক্রস-লিঙ্কিং টাইপ। থার্মোসেটগুলির মধ্যে ফেনোলিক রজন, পলিয়েস্টার এবং ইপোক্সি রজন রয়েছে, যার সবগুলিই ফাইবারগ্লাস এবং আরামিডের মতো শক্ত তন্তু দিয়ে শক্তিশালী করা হলে যৌগিক উপকরণগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যেহেতু ক্রসলিংকিং এই উপকরণগুলির থার্মোসেট পলিমার ম্যাট্রিক্সকে স্থিতিশীল করে, তাই এগুলির শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি ইস্পাতের মতো ঐতিহ্যবাহী প্রকৌশল উপকরণের অনুরূপ। যাইহোক, ধাতুর তুলনায় তাদের খুব কম ঘনত্ব তাদের হালকা কাঠামোর জন্য আদর্শ করে তোলে। উপরন্তু, তারা ক্লান্তিতে কম ভুগছে, তাই নিরাপত্তা-সমালোচনামূলক অংশগুলির জন্য আদর্শ যা নিয়মিত পরিষেবাতে চাপ দেওয়া হয়। উপাদান প্লাস্টিক একটি পলিমার যৌগ যা পলিঅ্যাডিশন পলিমারাইজেশন এবং পলিকন্ডেন্সেশন দ্বারা পলিমারাইজড হয়। এটি রচনা এবং আকৃতি পরিবর্তন করতে বিনামূল্যে। এটি সিন্থেটিক রজন এবং ফিলার, প্লাস্টিকাইজার, স্টেবিলাইজার, লুব্রিকেন্ট, রঙিন এবং অন্যান্য সংযোজন দ্বারা গঠিত। প্লাস্টিকের প্রধান উপাদান হল রজন। রজন মানে হল যে পলিমার যৌগটি বিভিন্ন সংযোজনগুলির সাথে যোগ করা হয়নি। রজন শব্দটি মূলত রসিন এবং শেলাকের মতো উদ্ভিদ এবং প্রাণী থেকে তেল নিঃসরণের জন্য নামকরণ করা হয়েছিল। প্লাস্টিকের মোট ওজনের প্রায় 40%-100% হল রজন। প্লাস্টিকের মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি মূলত রজনটির প্রকৃতি দ্বারা নির্ধারিত হয়, তবে অ্যাডিটিভগুলিও একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। কিছু প্লাস্টিক মূলত প্লেক্সিগ্লাস, পলিস্টাইরিন ইত্যাদির মতো অ্যাডিটিভ সহ বা ছাড়াই সিন্থেটিক রজন দিয়ে তৈরি হয়। ফাইবার ফাইবার একটি পদার্থের অবিচ্ছিন্ন বা বিচ্ছিন্ন ফিলামেন্টকে বোঝায়। প্রাণী এবং উদ্ভিদ তন্তু কোষের রক্ষণাবেক্ষণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তন্তুগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং ভাল সুতা, সুতোর প্রান্ত এবং শিংয়ের দড়ি দিয়ে বোনা যেতে পারে। কাগজ বা ফিল তৈরি করার সময় এগুলি তন্তুযুক্ত স্তরে বোনা যেতে পারে। এগুলি সাধারণত সংমিশ্রণ গঠনের জন্য অন্যান্য উপকরণের সাথে অন্যান্য উপকরণ তৈরি করতেও ব্যবহৃত হয়। অতএব, এটি প্রাকৃতিক ফাইবার ফিলামেন্টাস উপাদান হোক বা সিন্থেটিক ফাইবার। আধুনিক জীবনে, ফাইবারের প্রয়োগ সর্বব্যাপী, এবং অনেক উচ্চ প্রযুক্তির পণ্য রয়েছে। রাবার রাবার অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক পলিমার উপকরণ এবং বিপরীতমুখী আকারকে বোঝায়। এটি ঘরের তাপমাত্রায় স্থিতিস্থাপক এবং একটি ছোট বাহ্যিক শক্তি দিয়ে বিকৃত করা যেতে পারে। বাহ্যিক শক্তি অপসারণের পর, এটি মূল অবস্থায় ফিরে আসতে পারে। রাবার একটি সম্পূর্ণরূপে নিরাকার পলিমার যার কাচের রূপান্তর তাপমাত্রা কম এবং একটি বড় আণবিক ওজন, প্রায়শই কয়েক লক্ষেরও বেশি। অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক পলিমার যৌগগুলিকে প্রাকৃতিক রাবার এবং সিন্থেটিক রাবারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। প্রাকৃতিক রাবার প্রক্রিয়াকরণ উদ্ভিদ থেকে মাড়ির রাবার এবং ঘাসের রাবার বের করে; সিন্থেটিক রাবার বিভিন্ন মনোমার দ্বারা পলিমারাইজ করা হয়। রাবার স্থিতিস্থাপক, অন্তরক, জল-প্রবেশযোগ্য বায়ু-প্রতিরোধী উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। পলিইথিলিন প্রয়োগ সাধারণত ব্যবহৃত পলিইথিলিনকে নিম্ন ঘনত্ব পলিইথিলিন (এলডিপিই), উচ্চ ঘনত্ব পলিইথিলিন (এইচডিপিই) এবং রৈখিক নিম্ন ঘনত্ব পলিইথিলিন (এলএলডিপিই)-এ শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। এগুলির মধ্যে, এইচ. ডি. পি. ই-এর আরও ভাল তাপ, বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, অন্যদিকে এল. ডি. পি. ই এবং এল. এল. ডি. পি. ই-এর আরও ভাল নমনীয়তা, প্রভাব বৈশিষ্ট্য এবং ফিল্ম গঠনের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এল. ডি. পি. ই এবং এল. এল. ডি. পি. ই মূলত প্লাস্টিকের ব্যাগ, প্লাস্টিকের মোড়ক, বোতল, পাইপ এবং পাত্রে ব্যবহৃত হয়; এইচ. ডি. পি. ই ফিল্ম, পাইপলাইন এবং দৈনন্দিন প্রয়োজনীয়তার মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি বিভিন্ন দ্রাবকগুলির বিরুদ্ধে প্রতিরোধ করে। পলিপ্রোপিলিন তার ভাল রাসায়নিক প্রতিরোধ এবং ঝালাইয়ের কারণে বিভিন্ন প্রয়োগে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। পণ্যদ্রব্য প্লাস্টিকের মধ্যে এর ঘনত্ব সবচেয়ে কম। এটি সাধারণত প্যাকেজিং অ্যাপ্লিকেশন, ভোগ্যপণ্য, স্বয়ংক্রিয় অ্যাপ্লিকেশন এবং চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। পলিপ্রোপিলিন শীটগুলি অ্যাসিড এবং রাসায়নিক ট্যাঙ্ক, শীট, পাইপ, রিটার্নেবল ট্রান্সপোর্ট প্যাকেজিং (আরটিপি) ইত্যাদি উৎপাদনের জন্য শিল্প খাতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ প্রসার্য শক্তি, উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধ এবং জারা প্রতিরোধের মতো এর বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে। কম্পোজিটের সাধারণ ব্যবহারগুলি হল মহাকাশ এবং অটোমোবাইলের জন্য মনোকোক কাঠামো, পাশাপাশি মাছ ধরার রড এবং সাইকেলের মতো আরও জাগতিক পণ্য। স্টিলথ বোমারু বিমানটি ছিল প্রথম সম্পূর্ণ যৌগিক বিমান, তবে এয়ারবাস এবং বোয়িং 787-এর মতো অনেক যাত্রীবাহী বিমান তাদের ফিউজলেজে হাইড্রোফোবিক মেলামাইন ফোম-এর মতো সংমিশ্রণের ক্রমবর্ধমান অনুপাত ব্যবহার করে। কম্পোজিটগুলির সম্পূর্ণ ভিন্ন শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি ডিজাইনারদের অংশগুলি গঠনে অনেক বেশি স্বাধীনতা দেয়, যে কারণে যৌগিক পণ্যগুলি প্রায়শই প্রচলিত পণ্যগুলির থেকে আলাদা দেখায়। অন্যদিকে, কিছু পণ্য যেমন ড্রাইভ শ্যাফ্ট, হেলিকপ্টার রটার ব্লেড এবং প্রপেলারগুলি এই ধরনের উপাদানগুলির মৌলিক কার্যকরী প্রয়োজনের কারণে ধাতব অগ্রদূতের অনুরূপ দেখায়। বায়োমেডিক্যাল অ্যাপ্লিকেশন বায়োডিগ্রেডেবল পলিমারগুলি অনেক বায়োমেডিক্যাল এবং ফার্মাসিউটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত উপকরণ। এই পলিমারগুলিকে নিয়ন্ত্রিত ওষুধ সরবরাহকারী যন্ত্রের জন্য খুব আশাব্যঞ্জক বলে মনে করা হয়। বায়োডিগ্রেডেবল পলিমারগুলি ক্ষত ব্যবস্থাপনা, অর্থোপেডিক ডিভাইস, ডেন্টাল অ্যাপ্লিকেশন এবং টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের জন্যও প্রচুর সম্ভাবনা সরবরাহ করে। নন-বায়োডিগ্রেডেবল পলিমারের মতো নয়, এগুলির শরীর থেকে অপসারণের দ্বিতীয় ধাপের প্রয়োজন হবে না। বায়োডিগ্রেডেবল পলিমারগুলি ভেঙে যাবে এবং তাদের উদ্দেশ্য পূরণের পরে শরীর দ্বারা শোষিত হবে। 1960 সাল থেকে, গ্লাইকোলিক অ্যাসিড এবং ল্যাকটিক অ্যাসিড থেকে প্রস্তুত পলিমারগুলি চিকিৎসা শিল্পে প্রচুর ব্যবহার খুঁজে পেয়েছে। পলিল্যাক্টেটস (পি. এল. এ) তাদের দ্রুত এবং সামঞ্জস্যযোগ্য অবক্ষয়ের হারের কারণে ওষুধ সরবরাহ ব্যবস্থার জন্য জনপ্রিয়। ঝিল্লি প্রযুক্তি ঝিল্লি কৌশলগুলি বছরের পর বছর ধরে তরল এবং গ্যাস ব্যবস্থায় পৃথকীকরণে সফলভাবে ব্যবহৃত হয় এবং পলিমারিক ঝিল্লিগুলি সাধারণত ব্যবহার করা হয় কারণ তাদের উত্পাদন করতে কম খরচ হয় এবং তাদের পৃষ্ঠকে সংশোধন করা সহজ, যা তাদের বিভিন্ন পৃথকীকরণ প্রক্রিয়াতে উপযুক্ত করে তোলে। পলিমারগুলি জৈবিক সক্রিয় যৌগগুলির পৃথকীকরণের প্রয়োগ, জ্বালানী কোষের জন্য প্রোটন বিনিময় ঝিল্লি এবং কার্বন ডাই অক্সাইড ক্যাপচার প্রক্রিয়ার জন্য ঝিল্লি ঠিকাদার সহ অনেক ক্ষেত্রে সহায়তা করে। সম্পর্কিত প্রধান পেট্রোলিয়াম/রাসায়নিক/খনিজ/ভূতত্ত্ব কাঁচামাল এবং প্রক্রিয়াকরণ নতুন শক্তি অটোমোবাইল এবং খুচরা যন্ত্রাংশ অন্যান্য শিল্প বৈদ্যুতিন প্রযুক্তি/সেমিকন্ডাক্টর/ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট যন্ত্রপাতি/সরঞ্জাম/ভারী শিল্প চিকিৎসা সরঞ্জাম/যন্ত্রপাতি আরও দেখুন প্লাস্টিক ইঞ্জিনিয়ারিং পলিমার বিজ্ঞান পলিমার মেডিকেল গ্রেড সিলিকনঃ বিষয়শ্রেণীঃ পলিমার বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলী রেফারেন্স গ্রন্থপঞ্জি লুইস, পিটার রাইস এবং গ্যাগ, সি, ফরেনসিক পলিমার ইঞ্জিনিয়ারিংঃ কেন পলিমার পণ্য পরিষেবাতে ব্যর্থ হয়, উডহেড/সিআরসি প্রেস (2010)। পলিমার ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগ