Polyoxetane
પોલિઓક્સેટેન (પીઓએક્સ) અથવા પોલી (ઓક્સેટેન) એ કૃત્રિમ કાર્બનિક હેટેરોએટોમિક થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમર છે જેનું મોલેક્યુલર સૂત્ર (-ઓસીએચ2સીએચ2-) એન છે. તે ઓક્સેટેન મોનોમરમાંથી પોલિમરાઇઝ થાય છે, જે ચાર સભ્યોવાળું ચક્રીય ઈથર છે. 1930 અને 1940ના દાયકામાં જરૂરી રસાયણશાસ્ત્રનું અવલોકન અને વિકાસ કરવામાં આવ્યો હતો. 1950ના દાયકા દરમિયાન પ્રથમ પોલિમરાઇઝ્ડ ઓક્સીટેન 3,3-બીસ (ક્લોરોમેથિલ) ઓક્સીટેન હતું, ત્યારબાદ અન્ય 3,3-ડિસબ્સ્ટિટ્યુટેડ ડેરિવેટિવ્ઝ હતા. બિન-અવેજી ઓક્સીટેનનું 1956માં પોલિમરાઇઝેશન કરવામાં આવ્યું હતું. મોનોમર્સ દસ ઓક્સીટેન વ્યુત્પન્નોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું છે અને તેમાંના ઘણા પોલિમરાઇઝ કરી શકાય તેવા છે. પોલિમરાઇઝ કરવામાં અસમર્થતાના કારણો વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે થતી વિવિધ મૂળભૂતતા અને રીંગ તાણ છે અને અવેજીઓની બલ્કનેસ પણ તેમની સ્થિતિ તરીકે છે. ઓક્સીટેન લેખમાં મુખ્ય 3-અવેજી અને 3,3-અવેજી મોનોમર્સનો સારાંશ આપવામાં આવ્યો છે. પોલિમરાઇઝેશન મિકેનિઝમ અનસબસ્ટિટ્યુટેડ ઓક્સેટેનનો રિંગ સ્ટ્રેન 107 kJ/mol છે. તે બિન-બહુપત્નીકરણીય છ સભ્યોવાળા ટેટ્રાહાયડ્રોપાયરેન કરતાં વીસ ગણું વધારે છે. ઓક્સીટેન કેશનિક, રિંગ-ઓપન મિકેનિઝમ દ્વારા પોલિમરાઇઝ થાય છે. વિશેષ ઓક્સીટેન અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા પોલિમરાઇઝ કરી શકાય છે. પ્રસાર કેન્દ્ર એ તૃતીય ઓક્સોનિયમ આયન છે, જે મુખ્યત્વે લેવિસ એસિડ, ટ્રાયલકિલ ઓક્સોનિયમ ક્ષાર, કાર્બોકેશનિક ક્ષાર અને અન્ય દ્વારા શરૂ થાય છે. મજબૂત એસિડ ગૌણ ઓક્સોનિયમ આયન ઉત્પન્ન કરે છે, જે પ્રતિક્રિયાશીલ નથી, તેથી તેઓ પ્રથમ પસંદગીના આરંભકર્તા નથી. બીજી બાજુ સુપર એસિડ (દા. ત.). એચ. એસ. ઓ. 3. એફ.) ઓક્સીટેન જેવા ચક્રીય ઈથર્સના કેટયોનિક પોલિમરાઇઝેશનના અસરકારક આરંભકર્તા છે. પ્રસાર કેન્દ્રની પૂરતી સ્થિરતા માટે, ઓછી ન્યુક્લિયોફિલિટીના કાઉન્ટરિયન X-ની જરૂર પડે છે, જેમ કે SbCl6-, PF6-, ASF6-અથવા SbF6-. પ્રથમ પોલિમરાઇઝેશન BF4-અથવા BF3OH-કાઉન્ટરિયન્સ ધરાવતા સંયોજનો સાથે હાથ ધરવામાં આવ્યાં હતાં. પ્રસાર ખૂબ જ ઝડપી છે અને આમ ઓછા પરમાણુ વજનના ઉત્પાદનો (ઇચ્છિત કાર્યાત્મક અંતિમ જૂથો સાથે પણ) ની તૈયારી આજ સુધી કરવામાં આવી ન હતી. આડઅસરો પ્રસાર કેન્દ્રના એક અથવા બંને આલ્ફા-કાર્બન પર હુમલો કરવાની ક્ષમતા અનુસાર અસમપ્રમાણતાવાળા ઓક્સીટન્સ પોલિમરાઇઝ થાય છે. બિન-અવેજી અને 3-અવેજી ડેરિવેટિવ્ઝ સપ્રમાણ રીતે પોલિમરાઇઝ થાય છે, પરંતુ 2-અવેજી ડેરિવેટિવ્ઝ કોઈપણ મૂળભૂત પ્રકારના પોલિમર સાંકળ જોડાણો (હેડ-ટુ-ટેલ, હેડ-ટુ-હેડ અને ટેલ-ટુ-ટેલ) બનાવી શકે છે. જો કે, યોગ્ય પરિસ્થિતિઓ અને દીક્ષા પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, એક રૂઢિચુસ્ત પ્રસાર પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. મુખ્ય સાંકળના ઓક્સિજન પરમાણુઓ ચક્રીય ઓલિગોમર્સ (સામાન્ય રીતે ટેટ્રામર્સ) બનાવવા અથવા ડિપોલિમરાઇઝ કરવા માટે ઓક્સોનિયમ પ્રસાર કેન્દ્ર પર હુમલો કરવા માટે પૂરતી પ્રતિક્રિયા ધરાવે છે. એક અણુમાં આ પ્રતિક્રિયાઓને બેકબિટિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. અવેજી વગરના ઓક્સીટેનના પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન, બે વધતી જતી સાંકળોનો પરસ્પર હુમલો, ખૂબ જ ઓછી સંખ્યામાં, એસાયક્લિક ઓક્સોનિયમ આયનો રચવા માટે થઈ શકે છે. આ પ્રક્રિયાને અસ્થાયી સમાપ્તિ કહેવામાં આવે છે. ઉલ્લેખિત આડઅસરો પ્રસાર સાથે ઝડપમાં સ્પર્ધા કરે છે. પ્રસરણ જેટલું ઝડપથી થાય છે, તેટલી ઓછી આડઅસરો થાય છે. પ્રસારની ઝડપ પોલિમરાઇઝ્ડ મોનોમર, ઉપયોગમાં લેવાતી દીક્ષા પ્રણાલી અને પોલિમરાઇઝેશન શરતો પર આધારિત છે. ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનનું ઉદાહરણ પોલિમરનું સસ્પેન્શન મેળવવા માટે મિથાઇલીન ક્લોરાઇડ અને પેટ્રોલના મિશ્રણમાં-25 ડિગ્રી સેલ્સિયસમાં 4 થી 8 કલાક માટે પોલિમરાઇઝેશન હાથ ધરવામાં આવે છે. ઉત્પ્રેરક પ્રણાલીમાં 1-2% BF3 અને 0,1-0,4 ટકા એપિક્લોરહાઇડ્રિન હોય છે જે કોકેટાલિસ્ટ તરીકે કામ કરે છે. અંતિમ સસ્પેન્શનને તટસ્થ કરવામાં આવે છે, પાણીની વરાળ દ્વારા છીનવી લેવામાં આવે છે, ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે, ધોવાઇ અને સૂકવવામાં આવે છે. અવેજી પોલિઓક્સેટન્સ અવેજી ઓક્સેટન્સની એક શ્રેણીનું સંશ્લેષણ અને પોલિમરાઇઝેશન કરવામાં આવ્યું છે. સૌથી પહેલું પોલિમરાઇઝ્ડ ઓક્સીટેન 3,3-bis (ક્લોરોમિથાઇલ) ઓક્સીટેન હતું. ગુણધર્મો પોલિઓક્સેટન્સ સ્ફટિકીયતા અને ગલન તાપમાનની ઉચ્ચ શ્રેણીવાળા પ્રવાહી અથવા ઘન પદાર્થો હોઈ શકે છે. અંતિમ ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓ અવેજની સમપ્રમાણતા, બલ્કનેસ અને ધ્રુવીયતા પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, પીઓએક્સનું ગલન તાપમાન 35 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે. સ્થિતિ 2 અથવા 3 માં એક મિથાઈલ અવેજી પોલિમીથાઇલોક્સેટેનની આકારહીન લાક્ષણિકતા સુનિશ્ચિત કરે છે. સમાન કાર્બન પર સમપ્રમાણતામાં દ્વિગુણિત ઓક્સીટેન, સ્ફટિકીય પોલિમર આપે છે, જેમ કે 3,3-ડાઇમિથાઇલ ઓક્સીટેન. પોલીનું ગલનબિંદુ (3,3-ડાઇમિથાઇલોક્સેટાઇન) 47 °સે. છે. હેલોજન ઓક્સીટેન પોલિમરના ગલનબિંદુમાં વધારો કરે છે. જેટલો મોટો હેલોજન અણુ, તેટલું ઊંચું ગલન તાપમાન છે. હેલોજેનેટેડ ઓક્સીટેનનું પીગળતું તાપમાન 135 થી 290 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી બદલાય છે. આકારહીન નીચા ઓગળતા ઓક્સીટેન સામાન્ય કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય હોય છે, બીજી તરફ સ્ફટિકીય નથી. પોલીમેરેનોલોજિકલ પ્રતિક્રિયા બ્યુટિલિથિયમનો ઉપયોગ હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) કાર્યાત્મક અંતિમ જૂથો સાથે પરમાણુ વજનના પીઓએક્સ ગ્લાયકોલ્સને ઘટાડવા માટે પોલિઓક્સેટાઇનને તોડવા માટે કરવામાં આવે છે. સમાન પરિણામ સાથે, ઓઝોન સાથે અધોગતિ પછી LiAlH4 દ્વારા ઘટાડાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પોલિઓક્સેટાઇન ગ્લાયકોલનો ઉપયોગ પોલીયુરેથીન નેટવર્કના ઉત્પાદન અને કોપોલિમર તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે. કોપોલિમર ઓક્સીટેનને કોપોલિમરાઇઝ કરવાના બે મુખ્ય કારણો સ્ફટિકીયતાનું સમાયોજન અને ભૌતિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર છે. પોલીયુરેથેન્સ (પીયુઆર), પોલિએથર્સ અને પોલિઆમાઇડ ઇલાસ્ટોમર્સના નરમ સેગમેન્ટ્સના અગ્રદૂત ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓક્સેટેનને મુખ્યત્વે ટેટ્રાહાઇડ્રોફુરન (ટીએચએફ) સાથે કોપોલિમરાઇઝ કરવામાં આવે છે. ખાસ કરીને બી. સી. એમ. ઓ. અને ટી. એચ. એફ. નું આંકડાકીય કોપોલિમર આકારહીન, ખડતલ રબર છે. ઓક્સીટેનના અનહોમોપોલીમેરિઝેબલ ડેરિવેટિવ્ઝ હોમોપોલીમેરિઝેબલ ઓક્સીટેન સાથે કોપોલિમેરિઝ કરવામાં સક્ષમ છે. કોપોલિમરાઇઝેશન પ્રોબ્લેમસ્ટિક્સમાં સૌથી વધુ અભ્યાસ કરાયેલ મોનોમર BCMO છે. થર્મોપ્લાસ્ટિક ઇલાસ્ટોમર વર્તણૂક સાથે કોપોલિમર પણ તૈયાર કરવામાં આવ્યા છે. એપ્લિકેશન્સ પોલિઓક્સેટન્સ એ ઇજનેરી પોલિમર છે. માત્ર એક ઓક્સીટેન પોલિમર, જે 3,3-bis (ક્લોરોમેથિલ) ઓક્સીટેન (BCMO) માંથી મેળવવામાં આવ્યું હતું, તેનો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ હતો. તે હર્ક્યુલસ, ઇન્ક. (યુએસએ) અને પેન્ટાપ્લાસ્ટ (રશિયા) દ્વારા ટ્રેડમાર્ક પેન્ટોન હેઠળ ઉપલબ્ધ હતું. પ્રમાણમાં ઊંચી ગરમી-વિકૃતિ તાપમાન અને ઓછું પાણી શોષણને કારણે મુખ્ય ઉપયોગ વંધ્યીકૃત માલ હતો. BCMO સ્વયં અગ્નિશામક છે (પોલિમર સાંકળમાં હાજર ક્લોરિન અણુઓને કારણે) અને અત્યંત રાસાયણિક રીતે પ્રતિરોધક છે. તે મોટાભાગના કાર્બનિક દ્રાવકો અને મજબૂત ક્ષાર સામે ટકી રહે છે. તે ગાઢ એચ. એન. ઓ. 3 અથવા એચ. 2. એસ. ઓ. 4 જેવા મજબૂત એસિડમાં ઓગળી જાય છે. એક લાક્ષણિક સંખ્યા-સરેરાશ પરમાણુ વજન 250,000 ના 350 000 ગ્રામ/મોલ વચ્ચે હોય છે. તેને પરંપરાગત રીતે ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ દ્વારા પ્રક્રિયા કરી શકાય છે. મોલ્ડેડ માલ સામાન્ય રીતે નીચા સંકોચન અને વિચિત્ર પરિમાણીય સ્થિરતા દર્શાવે છે. ખર્ચાળ પી. બી. સી. એમ. ઓ. થી બનાવી શકાય તેવા ભાગોના ઉદાહરણોમાં બેરિંગ્સ, વાલ્વ, ફિટિંગ કેબલ્સ માટેના ભાગો અને વિદ્યુત ભાગો વગેરે છે. તે રાસાયણિક ટાંકીઓ માટે મુખ્ય ઉપયોગ સાથે સડો કરતી સ્થિરતાની બાંયધરી સાથે ખૂબ જ સારું એન્ટી-સડો કરતી કોટિંગ છે. તે ડિસેલિનેશન પટલ માટે ઉત્તમ સામગ્રી છે. પરફ્લુઓરિનેટેડ ઓક્સીટેન (-CF2CF2CF2O-) n મહાન ઘર્ષણ ઘટાડવાના ગુણધર્મો દર્શાવે છે અને ગેસ અલગ પડદા માટે સંભવિત રીતે ઉપયોગી છે ઓક્સીટેનનો નોંધપાત્ર ભાગ પોલિઓક્સીટેન ગ્લાયકોલ્સ અને અન્ય પોલિમરીક સામગ્રીમાં ફેરવાય છે. ઊર્જાસભર પોલિમર ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ ધરાવતા જૂથો દ્વારા સ્થિતિ 3માં હાઇડ્રોજન (ઓ) ને બદલીને ઊર્જાસભર પોલિમર તૈયાર કરી શકાય છે. ઇચ્છનીય કાર્યાત્મક જૂથો ઇથાઇલ (CH3-CH2-), નાઇટ્રો (NO2-) અથવા 2-ઓક્સા-4,4-ડાઇનાઇટ્રોપેન્ટાઇલ (CH3-C (NO2) 2-CH2-O-CH2-) છે. સક્રિય પોલિમરનો ઉપયોગ વિસ્ફોટકો અને પ્રોપેલન્ટ્સ તરીકે થઈ શકે છે અથવા તેઓ ઉપર ઉલ્લેખિત ઉત્પાદન માટે અગ્રદૂત છે. તેઓ મોટા પ્રમાણમાં ધુમાડો સાથે બળી જાય છે. સંદર્ભો પોલિમર પોલિએથર્સ