Polysulfone
পলিসালফোন হল উচ্চ কার্যকারিতা সম্পন্ন থার্মোপ্লাস্টিকের একটি পরিবার। এই পলিমারগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় তাদের দৃঢ়তা এবং স্থায়িত্বের জন্য পরিচিত। প্রযুক্তিগতভাবে ব্যবহৃত পলিসালফোনে একটি অ্যারিল-এস. ও2-অ্যারিল সাবইউনিট থাকে। কাঁচামাল এবং প্রক্রিয়াকরণের উচ্চ ব্যয়ের কারণে, পলিসালফোনগুলি বিশেষ প্রয়োগগুলিতে ব্যবহৃত হয় এবং প্রায়শই পলিকার্বনেটের জন্য একটি উচ্চতর প্রতিস্থাপন। শিল্পক্ষেত্রে তিনটি পলিসালফোন ব্যবহার করা হয়ঃ পলিসালফোন (পিএসইউ), পলিইথারসালফোন (পিইএস/পিইএসইউ) এবং পলিফেনিলিন সালফোন (পিপিএসইউ)। এগুলি-100 থেকে + 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রার মধ্যে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম, যানবাহন নির্মাণ এবং চিকিৎসা প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি প্যারা-লিঙ্কযুক্ত সুগন্ধি, সালফোনিল গ্রুপ এবং ইথার গ্রুপ এবং আংশিকভাবে অ্যালকাইল গ্রুপ নিয়ে গঠিত। পলিসালফোনগুলির তাপ এবং জারণের বিরুদ্ধে অসামান্য প্রতিরোধ, জলীয় এবং ক্ষারীয় মাধ্যমের প্রতি হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধ এবং ভাল বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। নামকরণ "পলিসালফোন" শব্দটি সাধারণত পলিয়ারিলেথারসালফোন (পি. এ. ই. এস)-এর জন্য ব্যবহৃত হয়, যেহেতু শুধুমাত্র সুগন্ধি পলিসালফোন বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, যেহেতু এই পলিসালফোনগুলিতে ইথার গ্রুপগুলি সর্বদা উপস্থিত থাকে, তাই পিএইএসগুলিকে পলিথার সালফোন (পিইএস), পলি (অ্যারিলিন সালফোন) বা কেবল পলিসালফোন (পিএসইউ) হিসাবেও উল্লেখ করা হয়। উৎপাদন ঐতিহাসিক 1960 সালের গোড়ার দিকে পরিচিত সবচেয়ে সহজ পলিসালফোন পলি (ফেনিলিন সালফোন) বেনজেনেসালফোনিল ক্লোরাইড থেকে ফ্রিডেল-ক্রাফ্ট বিক্রিয়ায় উৎপাদিত হয়ঃ এন সি 6 এইচ 5 এস ও 2 সি এল → (সি 6 এইচ 4 এস ও 2) এন + এন এইচ সি এল 500 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি গলনাঙ্ক সহ, পণ্যটি প্রক্রিয়া করা কঠিন। এটি আকর্ষণীয় তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে, তবে এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি তুলনামূলকভাবে দুর্বল। পলিয়ারিলিথার সালফোন (পিএইএস) একটি উপযুক্ত বিকল্পের প্রতিনিধিত্ব করে। 3এম কর্পোরেশন, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ইউনিয়ন কার্বাইড কর্পোরেশন এবং যুক্তরাজ্যের আই. সি. আই-এর প্লাস্টিক বিভাগ থেকে পিএইএস-এর জন্য উপযুক্ত সিন্থেটিক রুটগুলি প্রায় একই সময়ে এবং তবুও স্বাধীনভাবে তৈরি করা হয়েছিল। সেই সময়ে পাওয়া পলিমারগুলি আজও ব্যবহৃত হয়, তবে একটি ভিন্ন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয়। পিএইএস-এর মূল সংশ্লেষণে বেনজিনের বিস (সালফোনিল ক্লোরাইড)-এর সাথে একটি ডায়েরিল ইথারের ইলেক্ট্রোফিলিক সুগন্ধি প্রতিস্থাপন জড়িত ছিল। প্রতিক্রিয়া সাধারণত একটি ফ্রিডেল-ক্রাফ্ট অনুঘটক ব্যবহার করে, যেমন ফেরিক ক্লোরাইড বা অ্যান্টিমনি পেন্টাক্লোরাইডঃ nO (C6H5) 2 + n SO2Cl2 → {[O (C6H4) 2] SO2} n + 2n HCl এই পথটি প্যারা-এবং অর্থো-প্রতিস্থাপন উভয় থেকে উদ্ভূত আইসোমার গঠনের দ্বারা জটিল। উপরন্তু, ক্রস-লিঙ্কিং লক্ষ্য করা গেছে, যা পলিমারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে। এই পদ্ধতিটি পরিত্যাগ করা হয়েছে। সমসাময়িক উৎপাদন পদ্ধতি পিএইএস বর্তমানে ডাইফিনাক্সাইড এবং বিস (4-ক্লোরোফিনাইল) সালফোনের (ডিসিডিপিএস) বহু-ঘনীভবন প্রতিক্রিয়া দ্বারা প্রস্তুত করা হয়। সালফোন গ্রুপ ক্লোরাইড গ্রুপগুলিকে প্রতিস্থাপনের দিকে সক্রিয় করে। ডাইফেনল এবং সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড থেকে প্রয়োজনীয় ডাইফিনাক্সাইড উৎপন্ন হয়। টলুইন বা ক্লোরোবিনজিন ব্যবহার করে অ্যাজিওট্রপিক পাতন দ্বারা সহজাত জল অপসারণ করা হয়)। পলিমারাইজেশন একটি মেরু, অপ্রোটিক দ্রাবকের নিষ্ক্রিয় অবস্থার অধীনে 130-160 ডিগ্রি সেলসিয়াসে করা হয়, যেমন। ডাইমিথাইল সালফক্সাইড, সোডিয়াম ক্লোরাইড নির্মূলের সাথে একটি পলিথার সহগামী গঠন করেঃ বিস (4-ক্লোরোফিনাইল) সালফোনের জায়গায় বিস (4-ফ্লুরোফিনাইল) সালফোন ব্যবহার করা যেতে পারে। ডাইফ্লোরাইড ডাইক্লোরাইডের চেয়ে বেশি প্রতিক্রিয়াশীল কিন্তু বেশি ব্যয়বহুল। চেইন টার্মিনেটরের মাধ্যমে (যেমন। মিথাইল ক্লোরাইড), গলন-প্রক্রিয়াকরণের জন্য শৃঙ্খলের দৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। ডিফেনল সাধারণত বিসফেনল-এ বা 1,4-ডাইহাইড্রক্সিবেনজিন হয়। এই ধরনের ধাপে পলিমারাইজেশনের জন্য উচ্চ আণবিক ওজনের পণ্য নিশ্চিত করার জন্য অত্যন্ত বিশুদ্ধ মনোমার এবং সুনির্দিষ্ট স্টোইকিওমেট্রি প্রয়োজন। ডিসিডিপিএস হল ইউডেল (বিসফেনল এ থেকে), পিইএস এবং র্যাডেল আর নামে পরিচিত পলিমারের অগ্রদূত। ইউডেল হল একটি উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন নিরাকার সালফোন পলিমার যা বিভিন্ন আকারে তৈরি হতে পারে। এটি কঠোর এবং তাপমাত্রা-প্রতিরোধী উভয়ই, এবং প্লাম্বিং পাইপ, প্রিন্টার কার্তুজ থেকে শুরু করে অটোমোবাইল ফিউজ পর্যন্ত সবকিছুর ক্ষেত্রেই এর প্রয়োগ রয়েছে। ডিসিডিপিএস বিসফেনল এস-এর সাথেও বিক্রিয়া করে পিইএস গঠন করে। উডেলের মতো, পিইএস একটি অনমনীয় এবং তাপ-প্রতিরোধী উপাদান যার অসংখ্য প্রয়োগ রয়েছে। পলিসালফোনগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি অনমনীয়, উচ্চ-শক্তি এবং স্বচ্ছ। এগুলি উচ্চ শক্তি এবং কঠোরতা দ্বারাও চিহ্নিত করা হয়, এই বৈশিষ্ট্যগুলি-100 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে ধরে রাখে। পলিসালফোনের কাচের রূপান্তর তাপমাত্রা 190 থেকে 230 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে থাকে। এগুলির একটি উচ্চ মাত্রিক স্থায়িত্ব রয়েছে, ফুটন্ত জলের সংস্পর্শে আসার সময় আকার পরিবর্তন হয় বা 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস বায়ু বা বাষ্প সাধারণত 0.1 শতাংশের নিচে নেমে যায়। পলিসালফোন 2 থেকে 13 পর্যন্ত পিএইচ-এ খনিজ অ্যাসিড, ক্ষার এবং তড়িৎবিশ্লেষ্যের প্রতি অত্যন্ত প্রতিরোধী। এটি জারণকারী এজেন্টগুলির বিরুদ্ধে প্রতিরোধী (যদিও সময়ের সাথে সাথে পিইএস হ্রাস পাবে), তাই এটি ব্লিচ দ্বারা পরিষ্কার করা যেতে পারে। এটি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট এবং হাইড্রোকার্বন তেল প্রতিরোধী। এটি নিম্ন-মেরু জৈব দ্রাবকগুলির প্রতি প্রতিরোধী নয় (যেমন। কেটোন এবং ক্লোরিনযুক্ত হাইড্রোকার্বন) এবং সুগন্ধি হাইড্রোকার্বন। যান্ত্রিকভাবে, পলিসালফোনের উচ্চ সংকোচন প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, যা উচ্চ চাপে এর ব্যবহারের পরামর্শ দেয়। এটি জলীয় অ্যাসিড এবং ক্ষার এবং অনেক অ-মেরু দ্রাবকগুলিতেও স্থিতিশীল; তবে, এটি ডাইক্লোরোমিথেন এবং মিথাইলপাইরোলিডোনে দ্রবণীয়। উচ্চ কার্যকারিতা সম্পন্ন প্লাস্টিকের মধ্যে পলিসালফোনকে গণনা করা হয়। এগুলি ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ, এক্সট্রুশন বা গরম গঠনের মাধ্যমে প্রক্রিয়া করা যেতে পারে। কাঠামো-সম্পত্তি সম্পর্ক পলি (অ্যারিল ইথার সালফোন) সুগন্ধি গোষ্ঠী, ইথার গোষ্ঠী এবং সালফোনিল গোষ্ঠী নিয়ে গঠিত। পৃথক উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যের তুলনার জন্য পলি (ফেনিলিন সালফোন) একটি উদাহরণ হিসাবে কাজ করতে পারে, যা শুধুমাত্র সালফোনিল এবং ফেনিল গ্রুপ নিয়ে গঠিত। যেহেতু উভয় গ্রুপই তাপীয়ভাবে খুব স্থিতিশীল, তাই পলি (ফেনিলিন সালফোন)-এর অত্যন্ত উচ্চ গলন তাপমাত্রা (520 ডিগ্রি সেলসিয়াস) রয়েছে। যাইহোক, পলিমার চেইনগুলিও এতটাই অনমনীয় যে পলি (ফেনিলিন সালফোন) (পিএএস) গলে যাওয়ার আগে পচতে থাকে এবং তাই থার্মোপ্লাস্টিকভাবে প্রক্রিয়াজাত করা যায় না। অতএব, নমনীয় উপাদানগুলিকে অবশ্যই চেইনে অন্তর্ভুক্ত করতে হবে, এটি ইথার গ্রুপের আকারে করা হয়। ইথার গ্রুপগুলি পলিমার চেইনের একটি মুক্ত আবর্তনের অনুমতি দেয়। এটি উল্লেখযোগ্যভাবে গলনাঙ্ক হ্রাস করে এবং বর্ধিত প্রভাব শক্তি দ্বারা যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিও উন্নত করে। বিসফেনল এ-তে অ্যালকাইল গ্রুপগুলি একটি নমনীয় উপাদান হিসাবেও কাজ করে। পলিমারের স্থায়িত্ব পৃথক কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্যও দায়ী করা যেতে পারেঃ সালফোনিল গ্রুপ (যেখানে সালফার সর্বোচ্চ সম্ভাব্য জারণ অবস্থায় থাকে) পার্শ্ববর্তী বেনজিন বলয় থেকে ইলেকট্রন আকর্ষণ করে, যার ফলে ইলেক্ট্রনের ঘাটতি হয়। পলিমার তাই আরও ইলেক্ট্রন ক্ষয়ের বিরোধিতা করে, এইভাবে উচ্চ জারণ প্রতিরোধের প্রমাণ দেয়। সালফোনিল গ্রুপটি মেসোমেরিজম দ্বারা সুগন্ধি ব্যবস্থার সাথেও যুক্ত এবং তাই বন্ধনটি মেসোমেরিক শক্তি দ্বারা শক্তিশালী হয়। ফলস্বরূপ, তাপ বা বিকিরণ থেকে প্রচুর পরিমাণে শক্তি কোনও প্রতিক্রিয়া (পচন) সৃষ্টি না করেই আণবিক কাঠামো দ্বারা শোষিত হতে পারে। মেসোমেরিজমের ফলাফল হল যে বিন্যাসটি বিশেষভাবে অনমনীয়। বাইফিনাইলসালফোনিল গ্রুপের উপর ভিত্তি করে, পলিমারটি এইভাবে টেকসই তাপ প্রতিরোধী, জারণ প্রতিরোধী এবং এখনও উচ্চতর তাপমাত্রায় উচ্চ কঠোরতা রয়েছে। ইথার বন্ড (এস্টারগুলির বিপরীতে) হাইড্রোলাইসিস প্রতিরোধের পাশাপাশি কিছু নমনীয়তা প্রদান করে, যা প্রভাব শক্তির দিকে পরিচালিত করে। উপরন্তু, ইথার বন্ধন ভাল তাপ প্রতিরোধ এবং গলনের আরও ভাল প্রবাহের দিকে পরিচালিত করে। সমস্ত গলিত-প্রক্রিয়াকরণযোগ্য থার্মোপ্লাস্টিকের মধ্যে পলিসালফোনের সর্বোচ্চ পরিষেবা তাপমাত্রা রয়েছে। উচ্চ তাপমাত্রার প্রতি এর প্রতিরোধ ক্ষমতা এটিকে একটি শিখা প্রতিরোধক হিসাবে কাজ করে, যা সাধারণত শিখা প্রতিরোধক যুক্ত করার ফলে তার শক্তির সাথে আপস করে না। এর উচ্চ হাইড্রোলাইসিস স্থায়িত্ব অটোক্লেভ এবং বাষ্প জীবাণুমুক্তকরণের প্রয়োজনীয় চিকিৎসা প্রয়োগগুলিতে এর ব্যবহারের অনুমতি দেয়। যাইহোক, এটির কিছু দ্রাবকের প্রতি কম প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং আবহাওয়ার মধ্যে দিয়ে যায়; পলিমারের মধ্যে অন্যান্য উপকরণ যোগ করে এই আবহাওয়ার অস্থিতিশীলতা দূর করা যেতে পারে। ঝিল্লি পলিসালফোন 40 ন্যানোমিটার পর্যন্ত পুনরুত্পাদনযোগ্য বৈশিষ্ট্য এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য আকারের ছিদ্র সহ ঝিল্লির সহজ উত্পাদন করতে দেয়। এই ধরনের ঝিল্লি হেমোডায়ালাইসিস, বর্জ্য জল পুনরুদ্ধার, খাদ্য ও পানীয় প্রক্রিয়াকরণ এবং গ্যাস পৃথকীকরণের মতো প্রয়োগগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই পলিমারগুলি মোটরগাড়ি এবং বৈদ্যুতিন শিল্পেও ব্যবহৃত হয়। পলিসালফোন ঝিল্লি থেকে তৈরি ফিল্টার কার্তুজগুলি নাইলন বা পলিপ্রোপিলিন মিডিয়ার তুলনায় খুব কম ডিফারেনশিয়াল চাপে অত্যন্ত উচ্চ প্রবাহের হার প্রদান করে। ফিল্টার জীবাণুমুক্তকরণে পরিস্রাবণ মাধ্যম হিসাবে পলিসালফোন ব্যবহার করা যেতে পারে। উপাদান পলিসালফোন কাচের তন্তু দিয়ে শক্তিশালী করা যেতে পারে। ফলস্বরূপ যৌগিক উপাদানটির প্রসার্য শক্তি তার ইয়ং-এর মডুলাসের দ্বিগুণ এবং তিনগুণ বৃদ্ধি পায়। জ্বালানী কোষ পলিসালফোন প্রায়শই কপোলিমার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। সম্প্রতি, জ্বালানী কোষে অত্যন্ত টেকসই প্রোটন-বিনিময় ঝিল্লির জন্য অন্যান্য সুগন্ধযুক্ত হাইড্রোকার্বন-ভিত্তিক পলিমারের মধ্যে সালফোনেটেড পলিইথারসালফোন (এস. পি. ই. এস) একটি আশাব্যঞ্জক উপাদান হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। বেশ কয়েকটি পর্যালোচনা এই কাজের উপর অনেক প্রতিবেদন থেকে স্থায়িত্বের অগ্রগতির কথা জানিয়েছে। জ্বালানি কোষে এস. পি. ই. এস প্রয়োগের জন্য সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ হল এর রাসায়নিক স্থায়িত্ব উন্নত করা। জারণশীল পরিবেশে, এস. পি. ই. এস সালফোনিক গ্রুপ বিচ্ছিন্নতা এবং প্রধান চেইন স্কিশনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। তবে পরেরটি আরও প্রভাবশালী; পলিমার মেরুদণ্ডের শক্তির উপর নির্ভর করে মধ্যবিন্দু ছিদ্র এবং আনজিপ প্রক্রিয়াটিকে অবক্ষয় প্রক্রিয়া হিসাবে প্রস্তাব করা হয়েছে। খাদ্য পরিষেবা শিল্প পলিসালফোন ফুড প্যানগুলি খাদ্য সংরক্ষণ, গরম করার এবং পরিবেশন করার জন্য ব্যবহৃত হয়। প্যানগুলি গ্যাস্ট্রোনর্ম মান অনুযায়ী তৈরি করা হয় এবং পলিসালফোনের প্রাকৃতিক স্বচ্ছ অ্যাম্বার রঙে পাওয়া যায়। - 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 190 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বিস্তৃত কাজের তাপমাত্রার পরিসীমা এই প্যানগুলিকে গভীর ফ্রিজার থেকে সরাসরি বাষ্প টেবিল বা মাইক্রোওয়েভ ওভেনে যেতে দেয়। পলিসালফোন ন্যূনতম খাদ্য অপচয় এবং সহজে পরিষ্কার করার জন্য একটি নন-স্টিক পৃষ্ঠ সরবরাহ করে। শিল্প সম্পর্কিত প্রাসঙ্গিক পলিসালফোন কিছু শিল্প সম্পর্কিত প্রাসঙ্গিক পলিসালফোন নিম্নলিখিত সারণিতে তালিকাভুক্ত করা হয়েছেঃ তথ্যসূত্র পলিমার প্লাস্টিক থার্মোপ্লাস্টিক সালফোন ইঞ্জিনিয়ারিং প্লাস্টিক