Polymer architecture
પોલિમર વિજ્ઞાનમાં પોલિમર આર્કિટેક્ચર શાખાઓ જે રીતે કડક રીતે રેખીય પોલિમર સાંકળમાંથી વિચલન તરફ દોરી જાય છે તેની સાથે સંબંધિત છે. શાખાઓ અવ્યવસ્થિત રીતે થઈ શકે છે અથવા પ્રતિક્રિયાઓ ડિઝાઇન કરી શકાય છે જેથી ચોક્કસ રચનાઓને લક્ષિત કરવામાં આવે. તે એક મહત્વપૂર્ણ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ લક્ષણ છે. પોલિમરની રચના તેના ઘણા ભૌતિક ગુણધર્મોને અસર કરે છે જેમાં દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા, ઓગળતી સ્નિગ્ધતા, વિવિધ દ્રાવકોમાં દ્રાવ્યતા, કાચ સંક્રમણ તાપમાન અને દ્રાવણમાં વ્યક્તિગત પોલિમર કોઇલનું કદ સામેલ છે. વિવિધ પોલિમર આર્કિટેક્ચર રેન્ડમ શાખા શાખાઓ ત્યારે રચાય છે જ્યારે પોલિમર અણુનો વધતો અંત (એ) પોતાની આસપાસ અથવા (બી) અન્ય પોલિમર સાંકળ પર પહોંચે છે, જે બંને, હાઇડ્રોજનના અમૂર્તતા દ્વારા, મધ્ય-સાંકળ વૃદ્ધિ સ્થળ બનાવી શકે છે. શાખા અનુક્રમણિકા દ્વારા શાખાઓનું પ્રમાણ નક્કી કરી શકાય છે. ક્રોસ લિંક્ડ પોલિમર શાખાઓ સાથે સંબંધિત અસર રાસાયણિક ક્રોસ લિંકિંગ છે-સાંકળો વચ્ચે સહસંયોજક બંધની રચના. ક્રોસ લિંકિંગ ટીજીમાં વધારો કરે છે અને તાકાત અને કઠિનતામાં વધારો કરે છે. અન્ય ઉપયોગોમાં, આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ વલ્કેનાઈઝેશન તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયામાં રબરને મજબૂત કરવા માટે થાય છે, જે સલ્ફર દ્વારા ક્રોસ-લિંકિંગ પર આધારિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, કારના ટાયર ટાયરમાંથી બહાર નીકળતી હવાને ઘટાડવા અને તેમની ટકાઉપણું મજબૂત કરવા માટે ખૂબ જ ક્રોસ-લિંક્ડ હોય છે. બીજી બાજુ, રબરને ફ્લેકિંગ થવા દેવા અને કાગળને નુકસાન થતું અટકાવવા માટે ઇરેઝર રબરને ક્રોસ-લિંક્ડ કરવામાં આવતું નથી. ઊંચા તાપમાને શુદ્ધ સલ્ફરનું પોલિમરાઇઝેશન એ પણ સમજાવે છે કે શા માટે સલ્ફર તેની પીગળેલી સ્થિતિમાં ઊંચા તાપમાને વધુ ચીકણું બને છે. ઉચ્ચ માત્રામાં ક્રોસ-લિંકિંગ ધરાવતા પોલિમર પરમાણુને પોલિમર નેટવર્ક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સાંકળ ગુણોત્તરમાં પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચી ક્રોસ લિંક કહેવાતા અનંત નેટવર્ક અથવા જેલની રચના તરફ દોરી શકે છે, જેમાં દરેક સાંકળ ઓછામાં ઓછી એક બીજા સાથે જોડાયેલી હોય છે. જટિલ આર્કિટેક્ચર જીવંત પોલિમરાઇઝેશનના સતત વિકાસ સાથે, ચોક્કસ આર્કિટેક્ચર સાથે પોલિમરનું સંશ્લેષણ વધુને વધુ સરળ બને છે. સ્ટાર પોલિમર, કોમ્બ પોલિમર, બ્રશ પોલિમર, ડેંડ્રોનાઇઝ્ડ પોલિમર, ડેંડ્રિમર અને રિંગ પોલિમર જેવા આર્કિટેક્ચર શક્ય છે. જટિલ આર્કિટેક્ચર પોલિમરનું સંશ્લેષણ કાં તો ખાસ તૈયાર કરેલા પ્રારંભિક સંયોજનોના ઉપયોગથી અથવા પહેલા રેખીય સાંકળોનું સંશ્લેષણ કરીને કરી શકાય છે, જે એકબીજા સાથે જોડાવા માટે વધુ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. ગાંઠવાળા પોલિમરમાં એક જ પોલિમર સાંકળમાં બહુવિધ ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર સાયક્લાઇઝેશન એકમોનો સમાવેશ થાય છે. રેખીય પોલિમર પણ ટોપોલોજિકલ સર્કિટમાં ફોલ્ડ થઈ શકે છે, જેને ઔપચારિક રીતે તેમના સંપર્ક ટોપોલોજી દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ભૌતિક ગુણધર્મો પર સ્થાપત્યની અસર સામાન્ય રીતે, શાખાનું પ્રમાણ જેટલું ઊંચું હોય છે, પોલિમર સાંકળ તેટલી જ સઘન હોય છે. શાખાઓ સાંકળ ગૂંચવણને પણ અસર કરે છે, સાંકળોની એકબીજાની પાછળ સરકી જવાની ક્ષમતા, બદલામાં જથ્થાબંધ ભૌતિક ગુણધર્મોને અસર કરે છે. લાંબી સાંકળની શાખાઓ સાંકળ દીઠ ગૂંચવણોની સંખ્યામાં વધારો થવાને કારણે પોલિમર તાકાત, કઠિનતા અને કાચ સંક્રમણ તાપમાન (Tg) માં વધારો કરી શકે છે. બીજી બાજુ, શાખાઓ વચ્ચેની અવ્યવસ્થિત અને ટૂંકી સાંકળની લંબાઈ, સાંકળોની એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની અથવા સ્ફટિકીકરણ કરવાની ક્ષમતામાં વિક્ષેપને કારણે પોલિમરની તાકાતમાં ઘટાડો કરી શકે છે. ભૌતિક ગુણધર્મો પર શાખાઓની અસરનું ઉદાહરણ પોલિઇથિલિનમાં મળી શકે છે. હાઇ-ડેન્સિટી પોલિઇથિલિન (એચ. ડી. પી. ઈ.) માં ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં શાખાઓ હોય છે, તે પ્રમાણમાં સખત હોય છે, અને તેનો ઉપયોગ બુલેટ-પ્રૂફ વેસ્ટ જેવા ઉપયોગોમાં થાય છે. બીજી બાજુ, લો-ડેન્સિટી પોલિઇથિલિન (એલ. ડી. પી. ઈ.), લાંબી અને ટૂંકી બંને શાખાઓની નોંધપાત્ર સંખ્યા ધરાવે છે, પ્રમાણમાં લવચીક છે, અને પ્લાસ્ટિકની ફિલ્મો જેવી એપ્લિકેશનોમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. ડેન્ડ્રીમર્સ એ શાખાવાળા પોલિમરનો એક ખાસ કેસ છે જ્યાં દરેક મોનોમર એકમ પણ એક શાખા બિંદુ છે. આ આંતરઆણ્વિક સાંકળ ગૂંચવણ અને સ્ફટિકીકરણને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. સંબંધિત સ્થાપત્ય, ડેંડ્રાઇટિક પોલિમર, સંપૂર્ણપણે શાખાઓ ધરાવતું નથી પરંતુ તેમના ઉચ્ચ સ્તરના શાખાને કારણે ડેંડ્રિમર જેવા સમાન ગુણધર્મો ધરાવે છે. પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન થતી શાખાની માત્રા ઉપયોગમાં લેવાતા મોનોમર્સની કાર્યક્ષમતાથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટાયરીનના મુક્ત આમૂલ પોલિમરાઇઝેશનમાં, ડિવિનિલબેન્ઝિનનો ઉમેરો, જે 2 ની કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે, તે શાખાવાળા પોલિમરની રચનામાં પરિણમશે. સર્કિટ ટોપોલોજી (રેખીય પોલિમરનું ફોલ્ડ આર્કિટેક્ચર) સંદર્ભો પોલિમર પણ જુઓ.