Polysulfone
پولی سلفون اعلی کارکردگی والے تھرموپلاسٹک کا ایک خاندان ہے۔ یہ پولیمر اعلی درجہ حرارت پر اپنی سختی اور استحکام کے لیے جانے جاتے ہیں۔ تکنیکی طور پر استعمال ہونے والے پولی سلفونز میں ایرل-ایس او 2-آرل سب یونٹ ہوتا ہے۔ خام مال اور پروسیسنگ کی زیادہ لاگت کی وجہ سے، پولی سلفون خاص ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں اور اکثر پولی کاربونیٹس کے لیے ایک اعلی متبادل ہوتے ہیں۔ صنعتی طور پر تین پولی سلفون استعمال کیے جاتے ہیں: پولی سلفون (پی ایس یو)، پولی ایتھرسلفون (پی ای ایس/پی ای ایس یو) اور پولی فینیلین سلفون (پی پی ایس یو)۔ انہیں-100 سے + 200 ڈگری سیلسیس تک درجہ حرارت کی حد میں استعمال کیا جا سکتا ہے اور برقی آلات، گاڑی کی تعمیر اور طبی ٹیکنالوجی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ وہ پیرا لنکڈ ارومیٹکس، سلفونیل گروپس اور ایتھر گروپس اور جزوی طور پر الکائل گروپس پر مشتمل ہوتے ہیں۔ پولی سلفونز میں حرارت اور آکسیکرن کے خلاف شاندار مزاحمت، آبی اور الکلین میڈیا کے خلاف ہائیڈرولیسس مزاحمت اور اچھی برقی خصوصیات ہوتی ہیں۔ نام "پولی سلفون" کی اصطلاح عام طور پر پولی آرلیتھرسلفونز (پی اے ای ایس) کے لیے استعمال ہوتی ہے، کیونکہ صرف خوشبودار پولی سلفون تجارتی طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ مزید برآں، چونکہ ان پولی سلفونز میں ایتھر گروپ ہمیشہ موجود رہتے ہیں، پی اے ای ایس کو پولی ایتھر سلفونز (پی ای ایس)، پولی (ایرلین سلفون) یا صرف پولی سلفون (پی ایس یو) بھی کہا جاتا ہے۔ سب سے آسان پولی سلفون پولی (فینیلین سلفون)، جسے 1960 کے اوائل میں جانا جاتا ہے، بینزین سلفونیل کلورائڈ سے فریڈل-کرافٹ کے رد عمل میں تیار کیا جاتا ہے: n C6H5SA2Cl → (C6H4SA2) n + n HCl 500°C سے زیادہ پگھلنے کے مقام کے ساتھ، مصنوعات پر عمل کرنا مشکل ہے۔ یہ پرکشش حرارت کی مزاحمت ظاہر کرتا ہے، لیکن اس کی مکینیکل خصوصیات کافی ناقص ہیں۔ پولی آرلیتھر سلفون (پی اے ای ایس) ایک مناسب متبادل کی نمائندگی کرتے ہیں۔ پی اے ای ایس کے لیے مناسب مصنوعی راستے تقریبا بیک وقت، اور ابھی تک آزادانہ طور پر، 3 ایم کارپوریشن، ریاستہائے متحدہ میں یونین کاربائڈ کارپوریشن، اور برطانیہ میں آئی سی آئی کے پلاسٹک ڈویژن سے تیار کیے گئے تھے۔ اس وقت پائے جانے والے پولیمر آج بھی استعمال ہوتے ہیں، لیکن ایک مختلف ترکیب کے عمل سے تیار ہوتے ہیں۔ پی اے ای ایس کی اصل ترکیب میں بینزین کے بیس (سلفونیل کلورائڈ) کے ساتھ ڈائریل ایتھر کا الیکٹروفیلک خوشبودار متبادل شامل تھا۔ رد عمل عام طور پر فریڈل-کرافٹ اتپریرک کا استعمال کرتے ہیں، جیسے کہ فیرک کلورائڈ یا اینٹیمنی پینٹاکلورائڈ: nO (C6H5) 2 + n SO2Cl2 → {[O (C6H4) 2] SO2} n + 2n HCl یہ راستہ پیرا-اور آرتھو-متبادل دونوں سے پیدا ہونے والے آئسومرز کی تشکیل سے پیچیدہ ہوتا ہے۔ مزید برآں، کراس لنکنگ کا مشاہدہ کیا گیا، جو پولیمر کی مکینیکل خصوصیات کو مضبوطی سے متاثر کرتا ہے۔ یہ طریقہ ترک کر دیا گیا ہے۔ عصری پیداوار کے طریقے پی اے ای ایس فی الحال ڈفین آکسائیڈ اور بیس (4-کلوروفینائل) سلفون (ڈی سی ڈی پی ایس) کے پولی کنڈینسیشن رد عمل کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں۔ سلفون گروپ کلورائڈ گروپوں کو متبادل کی طرف متحرک کرتا ہے۔ ڈفینول اور سوڈیم ہائڈروکسائڈ سے مطلوبہ ڈفینوکسائڈ پیدا ہوتا ہے۔ ٹولوین یا کلوروبینزین) کا استعمال کرتے ہوئے ایزوٹروپک آستین کے ذریعے کوجینریٹڈ پانی کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ پولیمرائزیشن 130-160 °C پر قطبی، غیر فعال سالوینٹ میں غیر فعال حالات میں کی جاتی ہے، مثال کے طور پر۔ ڈائی میتھائل سلفاکسائڈ، سوڈیم کلورائڈ کے خاتمے کے ساتھ ایک پولیتھر ہم آہنگ بناتا ہے: بیس (4-کلوروفینائل) سلفون کو بیس (4-کلوروفینائل) سلفون کی جگہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ڈفلوورائڈ ڈائکلورائڈ سے زیادہ رد عمل والا لیکن زیادہ مہنگا ہوتا ہے۔ چین ٹرمینیٹرز کے ذریعے (مثال کے طور پر۔ میتھائل کلورائڈ)، پگھلنے کی پروسیسنگ کے لیے زنجیر کی لمبائی کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ ڈفینول عام طور پر بسفینول-اے یا 1,4-ڈائی ہائیڈروکسی بینزین ہوتا ہے۔ اعلی سالماتی وزن کی مصنوعات کو یقینی بنانے کے لیے اس طرح کے اسٹیپ پولیمرائزیشنز کے لیے انتہائی خالص مونومر اور عین مطابق اسٹوچیومیٹری کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈی سی ڈی پی ایس پولیمر کا پیش خیمہ ہے جسے اوڈل (بسفینول اے سے)، پی ای ایس، اور ریڈیل آر کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اوڈل ایک اعلی کارکردگی والا بے ساختہ سلفون پولیمر ہے جسے مختلف شکلوں میں ڈھالا جا سکتا ہے۔ یہ سخت اور درجہ حرارت دونوں کے خلاف مزاحم ہے، اور اس میں پلمبنگ پائپوں سے لے کر پرنٹر کارتوس تک، آٹوموبائل فیوز تک ہر چیز میں استعمال ہوتا ہے۔ ڈی سی ڈی پی ایس پی ای ایس بنانے کے لیے بسفینول ایس کے ساتھ بھی رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ اوڈل کی طرح، پی ای ایس متعدد ایپلی کیشنز کے ساتھ ایک سخت اور تھرمل مزاحم مواد ہے۔ خصوصیات پولی سلفونز سخت، اعلی طاقت اور شفاف ہوتے ہیں۔ ان خصوصیات کو −100 °C اور 150 °C کے درمیان برقرار رکھتے ہوئے، ان کی خصوصیت اعلی طاقت اور سختی بھی ہے۔ پولی سلفونز کا شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت 190 اور 230 ڈگری سیلسیس کے درمیان ہوتا ہے۔ ان میں اعلی جہتی استحکام ہوتا ہے، ابلتے ہوئے پانی کے سامنے آنے پر سائز میں تبدیلی آتی ہے یا 150 ڈگری سیلسیس ہوا یا بھاپ عام طور پر 0.1 فیصد سے نیچے گر جاتی ہے۔ پولی سلفون معدنی ایسڈ، الکالی، اور الیکٹرولائٹس کے لیے انتہائی مزاحم ہے، پی ایچ میں 2 سے 13 تک۔ یہ آکسیڈائزنگ ایجنٹوں کے خلاف مزاحم ہے (حالانکہ پی ای ایس وقت کے ساتھ خراب ہو جائے گا)، اس لیے اسے بلیچ سے صاف کیا جا سکتا ہے۔ یہ سرفیکٹینٹس اور ہائیڈرو کاربن آئل کے خلاف بھی مزاحم ہے۔ یہ کم قطبی نامیاتی سالوینٹس کے خلاف مزاحم نہیں ہے (جیسے۔ کیٹون اور کلورینیٹڈ ہائیڈرو کاربن) اور خوشبودار ہائیڈرو کاربن۔ میکانکی طور پر، پولی سلفون میں زیادہ کمپکشن مزاحمت ہوتی ہے، جو زیادہ دباؤ میں اس کے استعمال کی سفارش کرتی ہے۔ یہ آبی ایسڈ اور بیس اور بہت سے غیر قطبی سالوینٹس میں بھی مستحکم ہے ؛ تاہم، یہ ڈائکلورومیتھین اور میتھائل پائرولیڈون میں گھلنشیل ہے۔ پولی سلفونز کو اعلی کارکردگی والے پلاسٹک میں شمار کیا جاتا ہے۔ ان پر عمل انجکشن مولڈنگ، اخراج یا گرم تشکیل کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔ ساخت اور جائیداد کا تعلق پولی (ایرل ایتھر سلفون) خوشبودار گروپوں، ایتھر گروپوں اور سلفونیل گروپوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ انفرادی اجزاء کی خصوصیات کے موازنہ کے لیے پولی (فینیلین سلفون) ایک مثال کے طور پر کام کر سکتا ہے، جو صرف سلفونیل اور فینائل گروپوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ چونکہ دونوں گروپ تھرمل طور پر بہت مستحکم ہیں، اس لیے پولی (فینیلین سلفون) کا پگھلنے کا درجہ حرارت انتہائی زیادہ (520 ڈگری سیلسیس) ہوتا ہے۔ تاہم، پولیمر کی زنجیراں بھی اتنی سخت ہوتی ہیں کہ پولی (فینیلین سلفون) (پی اے ایس) پگھلنے سے پہلے گل جاتی ہے اور اس طرح تھرموپلاسٹک طور پر اس پر کارروائی نہیں کی جا سکتی۔ لہذا، لچکدار عناصر کو زنجیروں میں شامل کیا جانا چاہیے، یہ ایتھر گروپوں کی شکل میں کیا جاتا ہے۔ ایتھر گروپ پولیمر زنجیروں کی آزاد گردش کی اجازت دیتے ہیں۔ اس سے پگھلنے کا نقطہ نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے اور اثر کی طاقت میں اضافہ کرکے میکانی خصوصیات کو بھی بہتر بناتا ہے۔ بیسفینول اے میں الکل گروپ ایک لچکدار عنصر کے طور پر بھی کام کرتے ہیں۔ پولیمر کے استحکام کو انفرادی ساختی عناصر سے بھی منسوب کیا جا سکتا ہے: سلفونیل گروپ (جس میں سلفر سب سے زیادہ ممکنہ آکسیکرن کی حالت میں ہوتا ہے) پڑوسی بینزین کے بجتوں سے الیکٹرانوں کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے، جس کی وجہ سے الیکٹران کی کمی ہوتی ہے۔ اس لیے پولیمر مزید الیکٹران کے نقصان کی مخالفت کرتا ہے، اس طرح اعلی آکسیکرن مزاحمت کو ثابت کرتا ہے۔ سلفونیل گروپ بھی میسومیرزم کے ذریعے خوشبودار نظام سے جڑا ہوا ہے اور اس لیے یہ بند میسومیرک توانائی سے مضبوط ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، حرارت یا تابکاری سے حاصل ہونے والی توانائی کی بڑی مقدار کو سالماتی ساخت کے ذریعے بغیر کسی رد عمل (سڑنا) کے جذب کیا جا سکتا ہے۔ میسومیرزم کا نتیجہ یہ ہے کہ ترتیب خاص طور پر سخت ہے۔ بائیفینائل سلفونیل گروپ کی بنیاد پر، پولیمر اس طرح پائیدار گرمی مزاحم، آکسیکرن مزاحم ہے اور اب بھی بلند درجہ حرارت پر بھی زیادہ سختی رکھتا ہے۔ ایتھر بانڈ (ایسٹرز کے برخلاف) ہائیڈرولیسس مزاحمت کے ساتھ ساتھ کچھ لچک بھی فراہم کرتا ہے، جو اثر کی طاقت کا باعث بنتا ہے۔ اس کے علاوہ، ایتھر بانڈ اچھی حرارت کی مزاحمت اور پگھلنے کے بہتر بہاؤ کا باعث بنتا ہے۔ ایپلی کیشنز پولی سلفون میں تمام پگھلنے والی پروسیسنگ کے قابل تھرموپلاسٹک میں سب سے زیادہ سروس درجہ حرارت ہوتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے خلاف اس کی مزاحمت اسے شعلہ روکنے والے کا کردار دیتی ہے، اس کی طاقت سے سمجھوتہ کیے بغیر جو عام طور پر شعلہ روکنے والے مادوں کے اضافے کا نتیجہ ہوتی ہے۔ اس کا اعلی ہائیڈرولائسیس استحکام طبی ایپلی کیشنز میں اس کے استعمال کی اجازت دیتا ہے جس میں آٹوکلیو اور بھاپ نسبندی کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، اس میں کچھ سالوینٹس کے خلاف کم مزاحمت ہوتی ہے اور موسمیاتی تبدیلی سے گزرتا ہے۔ اس موسمیاتی عدم استحکام کو پولیمر میں دیگر مواد شامل کرکے پورا کیا جا سکتا ہے۔ میمبرینز پولی سلفون جھلی کی آسان تیاری کی اجازت دیتا ہے، جس میں دوبارہ پیدا ہونے والی خصوصیات اور 40 نینو میٹر تک سوراخوں کے قابل کنٹرول سائز ہوتے ہیں۔ اس طرح کی جھلیوں کو ہیموڈیالیسس، گندے پانی کی بازیابی، خوراک اور مشروبات کی پروسیسنگ، اور گیس کی علیحدگی جیسی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ پولیمر آٹوموٹو اور الیکٹرانک صنعتوں میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔ پولی سلفون جھلی سے بنے فلٹر کارتوس نایلان یا پولی پروپیلین میڈیا کے مقابلے میں بہت کم تفریقی دباؤ پر انتہائی زیادہ بہاؤ کی شرح پیش کرتے ہیں۔ پولی سلفون کو فلٹر نس بندی میں فلٹریشن میڈیا کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مواد پولی سلفون کو شیشے کے ریشوں سے تقویت دی جا سکتی ہے۔ نتیجے میں بننے والے مرکب مواد میں تناؤ کی طاقت دوگنی ہوتی ہے اور اس کے ینگ ماڈیولس میں تین گنا اضافہ ہوتا ہے۔ فیول سیل پولی سلفون اکثر کوپولیمر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ حال ہی میں، ایندھن کے خلیوں میں انتہائی پائیدار پروٹون ایکسچینج جھلی کے لیے بہت سے دوسرے خوشبودار ہائیڈرو کاربن پر مبنی پولیمرز کے درمیان سلفونٹڈ پولی ایتھرسلفونز (ایس پی ای ایس) کا مطالعہ ایک امید افزا مواد کے امیدوار کے طور پر کیا گیا ہے۔ کئی جائزوں نے اس کام پر بہت سی رپورٹوں سے استحکام پر پیشرفت کی اطلاع دی ہے۔ ایندھن کے خلیوں میں ایس پی ای ایس کے استعمال کے لیے سب سے بڑا چیلنج اس کے کیمیائی استحکام کو بہتر بنانا ہے۔ آکسیڈیٹیو ماحول کے تحت، ایس پی ای ایس سلفونک گروپ کی علیحدگی اور مین چین سکشن سے گزر سکتا ہے۔ تاہم مؤخر الذکر زیادہ غالب ہے ؛ مڈل پوائنٹ سکشن اور ان زپ میکانزم کو پولیمر ریڑھ کی ہڈی کی طاقت کے لحاظ سے انحطاط کے طریقہ کار کے طور پر تجویز کیا گیا ہے۔ فوڈ سروس انڈسٹری پولی سلفون فوڈ پین کا استعمال کھانے کی اشیاء کو ذخیرہ کرنے، گرم کرنے اور پیش کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ پین گیسٹرونورم کے معیار کے مطابق بنائے جاتے ہیں اور پولی سلفون کے قدرتی شفاف امبر رنگ میں دستیاب ہوتے ہیں۔ - 40 ڈگری سیلسیس سے 190 ڈگری سیلسیس کی وسیع کام کرنے والی درجہ حرارت کی حد ان پینوں کو گہرے فریزر سے براہ راست بھاپ کی میز یا مائکروویو اوون تک جانے کی اجازت دیتی ہے۔ پولی سلفون کھانے کی کم سے کم بربادی اور آسان صفائی کے لیے ایک نان اسٹک سطح فراہم کرتا ہے۔ صنعتی طور پر متعلقہ پولی سلفون کچھ صنعتی طور پر متعلقہ پولی سلفون مندرجہ ذیل جدول میں درج ہیں: حوالہ جات پولیمر پلاسٹک تھرموپلاسٹک سلفون انجینئرنگ پلاسٹک