Polyphosphazene
પોલિફોસ્ફેઝિનમાં કરોડરજ્જુ પી. એન. પી. એન. પી. એન. સાથે સંખ્યાબંધ વિવિધ હાડપિંજરની રચનાઓ સાથે સંકર અકાર્બનિક-કાર્બનિક પોલિમરની વિશાળ શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે. લગભગ આ તમામ પદાર્થોમાં દરેક ફોસ્ફરસ કેન્દ્ર સાથે બે કાર્બનિક બાજુ જૂથો જોડાયેલા છે. રેખીય પોલિમરનું સૂત્ર (N = PR1R2) n છે, જ્યાં R1 અને R2 કાર્બનિક છે (ગ્રાફિક જુઓ). અન્ય રચનાઓ સાયક્લોલીનિયર અને સાયક્લોમેટ્રિક્સ પોલિમર છે જેમાં નાના ફોસ્ફેઝિન રિંગ્સ કાર્બનિક સાંકળ એકમો દ્વારા એક સાથે જોડાયેલા હોય છે. અન્ય આર્કિટેક્ચર ઉપલબ્ધ છે, જેમ કે બ્લોક કોપોલિમર, સ્ટાર, ડેંડ્રાઇટિક અથવા કોમ્બ-પ્રકારની રચનાઓ. 700 થી વધુ વિવિધ પોલિફોસ્ફેઝિન જાણીતા છે, જેમાં વિવિધ બાજુ જૂથો (આર) અને વિવિધ મોલેક્યુલર આર્કિટેક્ચર છે. આમાંના ઘણા પોલિમરનું પ્રથમ સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું અને હેરી આર. એલકોકના સંશોધન જૂથમાં તેનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. સંશ્લેષણ સંશ્લેષણની પદ્ધતિ પોલિફોસ્ફેઝિનના પ્રકાર પર આધારિત છે. રેખીય પોલિમર માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ બે તબક્કાની પ્રક્રિયા પર આધારિત છે. પ્રથમ તબક્કામાં, હેક્સાક્લોરોસાઇક્લોટ્રિફોસ્ફેઝિન (એન. પી. સી. એલ. 2) 3 ને સીલબંધ પ્રણાલીમાં 250 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી તેને સામાન્ય રીતે 15,000 કે તેથી વધુ પુનરાવર્તિત એકમો સાથે લાંબી સાંકળ રેખીય પોલિમરમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય. બીજા તબક્કામાં પોલિમરમાં ફોસ્ફરસ સાથે જોડાયેલા ક્લોરિન પરમાણુઓને એલ્કોક્સાઇડ, એરિલોક્સાઇડ, એમાઇન અથવા ઓર્ગેનોમેટાલિક રીએજન્ટ્સ સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા કાર્બનિક જૂથો દ્વારા બદલવામાં આવે છે. કારણ કે ઘણા જુદા જુદા રીએજન્ટ્સ આ મેક્રોમોલેક્યુલર અવેજી પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લઈ શકે છે, અને કારણ કે બે અથવા વધુ રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, મોટી સંખ્યામાં વિવિધ પોલિમર ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા બનાવેલ પોલી (ડાયક્લોરોફોસ્ફેઝિન) નો ઉપયોગ કરીને આ પ્રક્રિયામાં ફેરફારો શક્ય છે. અન્ય કૃત્રિમ પ્રક્રિયા સી. એલ. 3. પી. એન. એસ. આઈ. એમ. ઈ. 3 નો પુરોગામી તરીકે ઉપયોગ કરે છેઃ એન. સી. એલ. 3. પી. એન. એસ. આઈ. એમ. ઈ. 3--> [સી. એલ. 2. પી. એન.] એન. + સી. એલ. એસ. આઈ. એમ. ઈ. 3 કારણ કે આ પ્રક્રિયા જીવંત કેશનિક પોલિમરાઇઝેશન છે, બ્લોક કોપોલિમર અથવા કાંસકો, તારો અથવા ડેંડ્રાઇટિક આર્કિટેક્ચર શક્ય છે. અન્ય કૃત્રિમ પદ્ધતિઓમાં કાર્બનિક-અવેજી ફોસ્ફોરાનીમાઇન્સની ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. નાના પરમાણુ ફોસ્ફેઝિન રિંગ્સને એકસાથે જોડીને બનાવવામાં આવેલા સાયક્લોમેટ્રિક્સ પ્રકારનાં પોલિમર (NPCl2) 3 માં ક્લોરિન અણુઓને બદલવા માટે ડિફેંક્શનલ કાર્બનિક રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ કરે છે, અથવા એલિલ અથવા વિનાઇલ સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ્સની રજૂઆત કરે છે, જે પછી ફ્રી-રેડિકલ પદ્ધતિઓ દ્વારા પોલિમરાઇઝ થાય છે. આવા પોલિમર કોટિંગ્સ અથવા થર્મોસેટિંગ રેઝિન તરીકે ઉપયોગી હોઈ શકે છે, જે ઘણીવાર તેમની થર્મલ સ્થિરતા માટે મૂલ્યવાન હોય છે. ગુણધર્મો અને ઉપયોગો રેખીય ઉચ્ચ પોલિમરમાં ચિત્રમાં દર્શાવેલ ભૂમિતિ હોય છે. ઇ જૂથો]] અથવા વિવિધ બાજુ જૂથોના સંયોજનોને અનુરૂપ 700 થી વધુ વિવિધ મેક્રોમોલેક્યુલ્સ. આ પોલિમરમાં ગુણધર્મોને કરોડરજ્જુની ઉચ્ચ લવચીકતા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. અન્ય સંભવિત આકર્ષક ગુણધર્મોમાં કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને દૃશ્યમાન પારદર્શિતા અને તેના અગ્નિ પ્રતિકારનો સમાવેશ થાય છે. બાજુના જૂથો ગુણધર્મો પર સમાન અથવા તેનાથી પણ વધુ પ્રભાવ પાડે છે કારણ કે તેઓ પોલિમરને હાઇડ્રોફોબિસિટી, હાઇડ્રોફિલિસિટી, રંગ, બાયોએરોડિબિલિટી જેવા ઉપયોગી જૈવિક ગુણધર્મો અથવા આયન પરિવહન ગુણધર્મો જેવા ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે. આ પોલિમરના પ્રતિનિધિ ઉદાહરણો નીચે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ 1960ના દાયકાના મધ્યમાં એલ્કોક, કુગેલ અને વાલાન દ્વારા અલગ કરાયેલ પ્રથમ સ્થિર થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલી (ઓર્ગેનોફોસ્ફેઝીન), ટ્રાઇફ્લોરોએથોક્સી, ફીનોક્સી, મિથોક્સી, ઇથોક્સી અથવા વિવિધ એમિનો સાઇડ જૂથો ધરાવતા મેક્રોમોલેક્યુલ્સ હતા. આ પ્રારંભિક પ્રજાતિઓમાંથી, પોલી [બિસ (ટ્રાઇફ્લોરોએથોક્સીફોસ્ફેઝિન), [એન. પી. (ઓ. સી. એચ. 2સી. એફ. 3) 2] એન, તેની સ્ફટિકીયતા, ઉચ્ચ હાઇડ્રોફોબિસિટી, જૈવિક સુસંગતતા, અગ્નિ પ્રતિકાર, સામાન્ય કિરણોત્સર્ગ સ્થિરતા અને ફિલ્મો, માઇક્રોફાઇબર અને નેનોફાઇબરમાં બનાવટની સરળતાને કારણે તીવ્ર સંશોધનનો વિષય સાબિત થયો છે. તે જૈવિક એજન્ટોને સ્થિર કરવા માટે વિવિધ સપાટીની પ્રતિક્રિયાઓ માટે સબસ્ટ્રેટ પણ રહ્યું છે. ફીનોક્સી અથવા એમિનો સાઇડ જૂથોવાળા પોલિમરનો પણ વિગતવાર અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. ફોસ્ફેઝિન ઇલાસ્ટોમર્સ રેખીય પોલિફોસ્ફેઝિન માટેનો પ્રથમ મોટા પાયે વ્યાપારી ઉપયોગ ઉચ્ચ તકનીકી ઇલાસ્ટોમર્સના ક્ષેત્રમાં હતો, જેમાં ટ્રાઇફ્લોરોએથોક્સી અને લાંબી સાંકળ ફ્લોરોઆલ્કોક્સી જૂથોનું સંયોજન ધરાવતું એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ હતું. બે જુદા જુદા બાજુ જૂથોનું મિશ્રણ સિંગલ-સબસ્ટિટ્યુઅન્ટ પોલિમરમાં જોવા મળતી સ્ફટિકીકરણને દૂર કરે છે અને અંતર્ગત લવચીકતા અને સ્થિતિસ્થાપકતાને પ્રગટ થવાની મંજૂરી આપે છે. કાચનું સંક્રમણ તાપમાન-60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ જેટલું નીચું પ્રાપ્ય છે, અને તેલ-પ્રતિકાર અને હાઇડ્રોફોબિસિટી જેવા ગુણધર્મો જમીન વાહનો અને એરોસ્પેસ ઘટકોમાં તેમની ઉપયોગિતા માટે જવાબદાર છે. તેનો ઉપયોગ બાયોસ્ટેબલ બાયોમેડિકલ ઉપકરણોમાં પણ કરવામાં આવે છે. અન્ય બાજુના જૂથો, જેમ કે નોન-ફ્લોરીનેટેડ એલ્કોક્સી અથવા ઓલિગો-એલ્કિલ ઈથર એકમો,-100 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધીની વ્યાપક શ્રેણીમાં કાચ સંક્રમણો સાથે હાઇડ્રોફિલિક અથવા હાઇડ્રોફોબિક ઇલાસ્ટોમર્સ ઉત્પન્ન કરે છે. બે અલગ અલગ એરિલોક્સી બાજુના જૂથોવાળા પોલિમર પણ અગ્નિ-પ્રતિકાર તેમજ થર્મલ અને સાઉન્ડ ઇન્સ્યુલેશન કાર્યક્રમો માટે ઇલાસ્ટોમર્સ તરીકે વિકસાવવામાં આવ્યા છે. ઓલિગો-એથિલીનોક્સી બાજુની સાંકળો સાથે પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ લીનિયર પોલિફોસ્ફેઝીન એ ગુંદર છે જે લિથિયમ ટ્રાઇફ્લેટ જેવા ક્ષાર માટે સારા દ્રાવક છે. આ ઉકેલો લિથિયમ આયન પરિવહન માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ તરીકે કાર્ય કરે છે, અને તેમને અગ્નિ પ્રતિરોધક રિચાર્જ લિથિયમ-આયન પોલિમર બેટરીમાં સામેલ કરવામાં આવ્યા હતા. રંગ-સંવેદનશીલ સૌર કોષોમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટની જેમ જ પોલિમર પણ રસ ધરાવે છે. સલ્ફોનેટેડ એરિલોક્સી બાજુના જૂથો સાથેના અન્ય પોલિફોસ્ફેઝિન પ્રોટોન વિનિમય પટલ બળતણ કોષોના પટલમાં ઉપયોગ માટે રસ ધરાવતા પ્રોટોન વાહક છે. હાઇડ્રોજેલ્સ ઓલિગો-ઇથિલીનોક્સી બાજુની સાંકળો સાથે પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલી (ઓર્ગેનોફોસ્ફેઝીન) ને ગામા-વિકિરણ દ્વારા ક્રોસ-લિંક કરી શકાય છે. ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિમર પાણીને શોષીને હાઇડ્રોજેલ્સ બનાવે છે, જે તાપમાનના ફેરફારોને પ્રતિભાવ આપે છે, જે નિર્ણાયક દ્રાવણ તાપમાનની નીચે ક્રોસ-લિંક ઘનતા દ્વારા નિર્ધારિત મર્યાદા સુધી વિસ્તરે છે, પરંતુ તે તાપમાનથી ઉપર સંકોચાય છે. આ નિયંત્રિત પારગમ્યતા પટલનો આધાર છે. ઓલિગો-ઇથિલીનોક્સી અને કાર્બોક્સીફેનોક્સી બંને બાજુના જૂથો ધરાવતા અન્ય પોલિમર મોનોવેલન્ટ કેટાયનની હાજરીમાં વિસ્તરે છે પરંતુ ડી-અથવા ટ્રાઇ-વેલેન્ટ કેટાયનની હાજરીમાં સંકોચાય છે, જે આયનીય ક્રોસ-લિંક્સ બનાવે છે. ફોસ્ફેઝિન હાઇડ્રોજેલનો ઉપયોગ નિયંત્રિત દવાના પ્રકાશન અને અન્ય તબીબી ઉપયોગો માટે કરવામાં આવે છે. બાયોએરોડીબલ પોલિફોસ્ફેઝિન જે સરળતાથી ગુણધર્મોને નિયંત્રિત કરી શકાય છે અને પોલિફોસ્ફેઝિન સાંકળો સાથે વિવિધ બાજુ જૂથોના જોડાણ દ્વારા સારી રીતે ગોઠવી શકાય છે, તેણે આ પોલિમરનો ઉપયોગ કરીને બાયોમેડિકલ સામગ્રીના પડકારોને પહોંચી વળવા માટે મોટા પ્રયાસો કર્યા છે. વિવિધ પોલિમરનો અભ્યાસ મેક્રોમોલેક્યુલર ડ્રગ કેરિયર્સ તરીકે, દવાઓના નિયંત્રિત વિતરણ માટે પટલ તરીકે, બાયોસ્ટેબલ ઇલાસ્ટોમર્સ તરીકે અને ખાસ કરીને જીવંત હાડકાના પુનર્જીવન માટે અનુરૂપ બાયોએરોડીબલ સામગ્રી તરીકે કરવામાં આવ્યો છે. આ છેલ્લા ઉપયોગ માટેનો એક ફાયદો એ છે કે પોલી (ડાયક્લોરોફોસ્ફેઝિન) એમિનો એસિડ એથિલ એસ્ટર (જેમ કે ઇથાઇલ ગ્લાયસિનેટ અથવા અન્ય અસંખ્ય એમિનો એસિડના અનુરૂપ ઇથાઇલ એસ્ટર) સાથે એમિનો ટર્મિનસ દ્વારા એમિનો એસિડ એસ્ટર સાઇડ જૂથો સાથે પોલીફોસ્ફેઝિન રચવા માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ પોલિમર ધીમે ધીમે એમિનો એસિડ, ઇથેનોલ, ફોસ્ફેટ અને એમોનિયમ આયનના નજીકના તટસ્થ, પીએચ-બફર દ્રાવણમાં હાઇડ્રોલાઇઝ થાય છે. હાઇડ્રોલિસિસની ઝડપ એમિનો એસિડ એસ્ટર પર આધાર રાખે છે, જેમાં અર્ધ-જીવન એમિનો એસિડ એસ્ટરની રચનાના આધારે અઠવાડિયાથી મહિના સુધી બદલાય છે. નેનોફાઇબર્સ અને આ પોલિમરની છિદ્રાળુ રચનાઓ ઓસ્ટીઓબ્લાસ્ટ પ્રતિકૃતિને મદદ કરે છે અને પ્રાણીઓના નમૂના અભ્યાસોમાં હાડકાના સમારકામને વેગ આપે છે. વ્યવસાયિક પાસાઓ પોલીફોસ્ફેઝીન માટે કોઈ એપ્લિકેશનનું વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવતું નથી. ચક્રીય ટ્રીમર હેક્સાક્લોરોફોસ્ફેઝિન ((NPCl2) 3) વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ છે. તે મોટાભાગના વ્યાપારી વિકાસ માટે પ્રારંભિક બિંદુ છે. પીએન-એફ અથવા આઈપેલ-એફ તરીકે ઓળખાતા ઉચ્ચ પ્રદર્શન ધરાવતા ઇલાસ્ટોમર્સનું ઉત્પાદન સીલ, ઓ-રિંગ્સ અને દંત ઉપકરણો માટે કરવામાં આવે છે. થર્મલ અને સાઉન્ડ ઇન્સ્યુલેશન માટે આગ પ્રતિરોધક વિસ્તૃત ફીણ તરીકે એરિલોક્સી-અવેજી પોલિમર પણ વિકસાવવામાં આવ્યું છે. પેટન્ટ સાહિત્યમાં અગ્નિ પ્રતિરોધક સર્કિટ બોર્ડ અને સંબંધિત એપ્લિકેશનો માટે ક્રોસ-લિંક્ડ રેઝિનમાં સમાવિષ્ટ ચક્રીય ટ્રીમેરિક ફોસ્ફેઝીનમાંથી મેળવેલા સાયક્લોમેટ્રિક્સ પોલિમરના ઘણા સંદર્ભો છે. સંદર્ભો વધુ માહિતી અકાર્બનિક પોલિમર ફોસ્ફેઝીન