સિન્થેટિક આઇસોપ્રિન રબર કેવી રીતે થાય છે

કુદરતી રબરમાં ઘણાં એનાલોગ હોય છે, અને આઇસોટોપિન રબરને સૌથી વધારે ટનનીજ ગણવામાં આવે છે. ઉદ્યોગો આ પ્રોડક્ટના વિવિધ પ્રકારોનું ઉત્પાદન કરે છે, બંને ગુણધર્મ અને ઉપયોગમાં લેવાતા ઉત્પ્રેરકનો પ્રકાર - લિથિયમ, જટિલ અને જેમ

રબરનું ઉત્પાદન કેવી રીતે થાય છે?

ઇસોપ્રિન રબર સિન્થેટિક છે, તે સ્ટોરિએરેગ્યુલર છે, અને તે આઇસોપ્રિનના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, જટિલ ઉદ્દીપક સાથે નિષ્ક્રિય દ્રાવક માધ્યમમાં મૂકવામાં આવે છે. આ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, SKI-3 ઉકેલમાં આઇસોપ્રિનનું પોલિમરાઇઝેશન સતત હોવું જોઈએ, આ માટે, ચાર થી છ પોલિમેરાઇઝર્સની બેટરીઓ છે જે લવણ દ્વારા ઠંડુ થાય છે.

ચાર્જમાં મોનોમર બારથી પંદર ટકા જેટલું કેન્દ્રિત છે, પછી પરિવર્તનની માત્રા નેવું-પાંચ ટકા સુધી પહોંચી જશે અને તાપમાન બે-ત્રણ કલાક શૂન્યથી દસ ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી હશે. જો તે ઉચ્ચ પરમાણુ વજન ઇસોટોપિન રબર મેળવવા માટે જરૂરી છે, પોલિમરાઇઝેશનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા રીએજન્ટ્સની શુદ્ધતા ખૂબ વધારે છે.

સ્થિરીકરણ અને સૂકવણી

ઓક્સિડેશનથી પોલિમરનું રક્ષણ કરવા માટે તેને ફિનીલેએડાઇનિન અને નેઓઝોનનું મિશ્રણ સાથે સ્થિર થવું જોઈએ, જે ઉકેલ અથવા જલીય સસ્પેન્શન તરીકે પોલિમરમાં દાખલ થવા જોઈએ. એક નાનો ટુકડો બટકું તરીકે પોલિમરથી આઇસોપ્રિન રબરને અલગ પાડવા માટે, પોલિમરને વરાળ અને પાણી સાથે ભેળવવું જોઇએ, પછી ઍડિટેવ્સ ઉમેરો કે જે મિશ્રણને અટકાવે છે (ક્લમ્પિંગ). આ પછી, દ્રાવકને દૂર કરવા જરૂરી છે. હવે તે degassing પ્રક્રિયાઓ, પાણી ના crumbs અલગ અને કૃમિ મશીનો અને બેલ્ટ dryers માં સૂકવણી માટે જરૂરી છે. આ પ્રક્રિયાના અંતમાં, ઇસોટોપિન રબરની તૈયારી પૂર્ણ થઈ શકે છે.

હવે પ્રેસ હેઠળ સ્વચાલિત એકમો પર બ્રિકેટ કરવામાં આવે છે. SKI-3 બ્રાન્ડ સિન્થેટિક આઇસોપ્રિન રબર છે, જે દરેક ત્રીસ કિલોગ્રામના બ્રિકેટ્સમાં બનાવવામાં આવે છે. આ બ્રિકેટ એક પોલિઇથિલિન ફિલ્મમાં લપેટીને ચાર-સ્તરની પેપર બેગમાં મૂકવામાં આવે છે. આ ફિલ્મ સાથોસાથ સાથોસાથ પ્રોસેસ કરવામાં આવે છે, જે આઇસોટોપિન રબર છે, મિશ્રણ તાપમાનની તેની મિલકતો સંપૂર્ણપણે પોલિલિથાઈલને મિકસરમાં બલ્ક સાથે સોફ્ટ કરવા અને મિશ્રણ કરવાની પરવાનગી આપે છે.

માળખું

દરેક રબર, જે ઉદ્યોગ દ્વારા ઉત્પાદિત થાય છે, તેની પોતાની લાક્ષણિકતા અને સહજ છે આ ગુણધર્મોની વિવિધતામાં કેટલાક રબબર્સને સારી યાંત્રિક તાકાત હોય છે, અન્યમાં રાસાયણિક પ્રતિકાર અથવા ગેસ અભેદ્યતા હોય છે, જ્યારે અન્યને તાપમાનના ફેરફારોનો ડર નથી અને તેથી વધુ. વ્યક્તિગત સિન્થેટીક રબર્સના ગુણધર્મો અનેક રીતે અને ઘણી વખત કુદરતી રીતે વધી જાય છે. માત્ર કુદરતી રબરની સ્થિતિસ્થાપકતા હજુ સુધી વટાવી શક્યું નથી, અને આ ઉડ્ડયન અથવા ઓટોમોબાઇલ ટાયર જેવા ઉત્પાદનો માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ મિલકત છે.

ઓપરેશન દરમિયાન, તેઓ હંમેશા વિશાળ વિરૂપતા અનુભવે છે - બંને તણાવ અને કમ્પ્રેશન, જે આંતર-મૌખિક ઘર્ષણ, ગરમી અને ગુણવત્તાના નુકશાનનું કારણ બને છે. એટલે કે, રબરની સ્થિતિસ્થાપકતા વધુ છે, ઉત્પાદન વધુ ટકાઉ છે. તે આ કારણસર છે કે કુદરતી રબર હજુ ઉપયોગ બહાર નથી આવ્યો, અને તેનો ઉપયોગ હાઇ સ્પીડ અને હેવી ડ્યૂટી એરક્રાફ્ટ અને કારના ટાયરનું ઉત્પાદન કરવા માટે થાય છે. કુદરતી રબર એક આઇસોપેરેન પોલિમર છે, એટલે જ વૈજ્ઞાનિકોનું કામ એટલું મહાન છે કે આઇસોફ્રીન રબર કુદરતી રબરનું એનાલોગ બની જાય છે.

ફોર્મ્યુલા

કુદરતી રબરના નિકાલના સાધનો ખૂબ જ મર્યાદિત છે. પ્રકૃતિમાં મેળવેલા સામાન્ય રબરમાં ફોર્મ્યુલા સી ₅ એચ _{8 હોય છે} , જે બહાર આવ્યું છે, તે આઇસોપ્રિનના મોલેક્યુલર સૂત્રને એકસરખા સમાન છે, જે રબરની ગરમીના તાપમાં રચાય છે, તેના વિઘટનના ઉત્પાદનોમાં. કાર્ય એકદમ સુલભ પદ્ધતિ શોધવાનું છે. એક ઇસોપ્રિન રબર પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે, અને આ પ્રતિક્રિયાના પ્રવાહને યોગ્ય રીતે બનાવવામાં મહત્વનું છે. પોલિમરાઇઝેશન નીચે મુજબ છે: nCH ₂ = C (CH ₃ ) -CH = CH ₂ ----> (-CH ₂ -C (CH ₃ ) = CH-CH ₂ ) n.

અત્યાર સુધીનો સૌથી આશાસ્પદ પદ્ધતિ એ આયોપંટેનાના ઉત્પ્રેરક ડિહાઇડ્રોજેનાઇઝેશનની પદ્ધતિ છે, જે પેટ્રોલીયમ ગેસમાંથી છોડવામાં આવે છે. આઈસોપ્રિનની તૈયારી માટેની શરૂઆતની સામગ્રી પણ પેન્ટેન હોઇ શકે છે: સીએચ _3- સી _2- સી _2- સી _2- સી ₃ , કારણ કે જ્યારે ગરમ થાય છે અને ઉત્પ્રેરક સાથે તે પણ આઇસોપેન્ટેનમાં રૂપાંતરિત થાય છે. એક પોલિમરાઇઝેશન પદ્ધતિ પણ છે, જેમાં આઇસોફીન રબર મેળવવા માટેની પ્રતિક્રિયા ગોઠવવામાં આવે છે જેથી રબર મેળવી શકાય છે જે કુદરતી રીતે માળખામાં ખૂબ જ સમાન હોય છે અને તેથી તે જ ઉત્તમ ગુણધર્મો ધરાવે છે.

આઇસોપ્રિન

ઇસોઓપ્રીન એક અસંતૃપ્ત હાઈડ્રોકાર્બન છે જે ડીએનએ સિરીઝની છે. તે અસ્થિર રંગહીન પ્રવાહી છે. ગંધ ખૂબ લાક્ષણિકતા છે. ઇસોપ્રિન રબર એ એક કુદરતી મોનોમર છે, કારણ કે તેના બાકીના અણુ ઘણા અન્ય કુદરતી સંયોજનોમાં પ્રવેશ્યા છે - આઇસોપ્રિનોઇડ્સ, ટેર્પેનોઈડ્સ અને જેમ. કાર્બનિક સોલવન્ટમાં તે ઓગળી જાય છે ઇથિલ આલ્કોહોલ સાથે, ઉદાહરણ તરીકે, કોઈપણ ગુણોત્તરમાં મિશ્રિત થઈ શકે છે. પરંતુ પાણીમાં તે ખરાબ રીતે વિસર્જન કરે છે.

પરંતુ પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન તે સરળતાથી આઇસોફીન રબરનું માળખાકીય એકમ બનાવે છે, જેના પરિણામે આઇસોફ્રેન ગુટ્ટા-પર્ચા અને રબર્સ થાય છે. વધુમાં, આઇસોપ્રિન કોપોલીમરાઇઝેશન દરમિયાન વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓમાં દાખલ થઈ શકે છે. ઉદ્યોગમાં, તે અનિવાર્ય છે, કારણ કે તેની સહાયથી રબબર્સ, તબીબી તૈયારીઓ અને કેટલાક સુગંધી પદાર્થોનું સંશ્લેષણ પણ છે. આપણા દેશમાં, સિન્થેટિક આઇસોપ્રિન રબરનું ઉત્પાદન લાંબા સમયથી વિકસિત થઈ રહ્યું છે, અને વિશ્વનું ઉત્પાદન લગભગ 24 ટકા જેટલું છે.

ઇતિહાસ

સૌપ્રથમ ઇસોટોપિન 1860 માં કુદરતી રબરમાંથી પાયરોલિસિસ દ્વારા મેળવી હતી. ઓક્સિજનની અછતની પરિસ્થિતિઓમાં ઘણા અકાર્બનિક અને ઓર્ગેનિક સંયોજનોની થર્મલ (ઊંચા તાપમાને) વિઘટન છે. બાદમાં, એક ઇસોઓપ્રીન દીવોની શોધ થઈ - ઇલેક્ટ્રિક, ગરમ સર્પાકાર સાથે, જેની મદદથી થર્મલ ટોર્પેન્ટાઇન તેલ પ્રયોગશાળાઓમાં ઉષ્મીય રીતે ઊતરે છે.

બીજા વિશ્વયુદ્ધમાં આઇસોફીન રબબર્સની વિશાળ જરૂરિયાત ઉભી થઈ હતી અને તેથી તે લિમોનેનના પાયરોલીસિસ દ્વારા ઔદ્યોગિક સ્કેલ પર આઇસોપ્રિન બહાર કાઢવાનું શીખ્યા. અને હજુ સુધી, કૃત્રિમ રબરના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે આઇસોપ્રિન ખૂબ ખર્ચાળ છે. તેલમાંથી મેળવવાની પદ્ધતિ મળી ત્યારે પરિસ્થિતિ બદલાઈ ગઈ. પછી, આઇસોપ્રિનના પોલિમરાઇઝેશન માટેની તકનીકોએ ઉત્સાહપૂર્વક વિકાસ કરવાનું શરૂ કર્યું.

અર્થતંત્રમાં ભૂમિકા

આઈસોફીન રબર જેવી ઉત્પાદનના ઉત્પાદનની સૌથી મહત્વની વસ્તુ એ સ્થાનની યોગ્ય પસંદગી છે, કારણ કે ક્રેકીંગના કેટલાક સાહસોમાંથી તમારે સી ₅ ના અપૂર્ણાંકોને અંતિમ મુકામ આપવો પડશે. મહત્વના બીજા સ્થાન પર બાકીના હાઇડ્રોકાર્બન્સના ઉપયોગની જગ્યાએ સી 5 અપૂર્ણાંકની યોજનામાં રજિસ્ટ્રેશન છે.

વીસમી સદીની શરૂઆતના દાયકાના પ્રારંભમાં, પશ્ચિમ યુરોપમાં લગભગ 5000 ટન સી ₅ ડીએનએનું ઉત્પાદન થયું હતું, જેમાં ચાળીસ હજાર ટન ચક્રવૃતાવાડેડિએન અને 23 હજાર ટન - ઇસોપ્રિન બાકીના - આશરે પંદર હજાર ટન - પાઇપરીલીનસ હતા. દસ વર્ષ પછી, વિશ્વની ઇસોઓપ્રીનનું ઉત્પાદન વાર્ષિક ધોરણે આઠસો અને પચાસ હજાર ટન થયું.

ગુણધર્મો

પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, આઇસપોરેન, પહેલેથી જ ઉલ્લેખિત છે, પાણીમાં લગભગ અદ્રાવ્ય, અસ્થિર રંગહીન પ્રવાહી છે, પરંતુ ડાઇથોલિક આલ્કોહોલ, ઇથેનોલ, બેન્ઝીન, એસેટોન સાથે કોઇપણ પ્રમાણમાં મિશ્રણ. ઇસોપ્રિન વિવિધ સજીવ દ્રાવકો સાથે એઝોટ્રોપીક મિશ્રણ બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક અભ્યાસોના ડેટાને ધ્યાનમાં લેતાં, તે સ્પષ્ટ છે કે પચાસ ડિગ્રી સેલ્શિયસમાં ઇસોઓપ્રીનનો મોટાભાગના અણુ સ્થિર એસ-ટ્રાન્સ કમ્પોનેશન લે છે, ફક્ત પંદર ટકા અણુઓ એસ-સીઆઈએસ-કન્ફોર્મેશનમાં છે. આ રાજ્યો વચ્ચે, ઊર્જા તફાવત 6.3 કેજે છે.

ઇસોઓપ્રીનની રાસાયણિક ગુણધર્મો તેને એક વિશિષ્ટ સંયોગિત બિંદુ તરીકે રજૂ કરે છે, જે અવેજીની પ્રતિક્રિયાઓ, વધુમાં, જટિલતા, સાયક્લીકરણ, ટેલોમિરાઇઝેશનમાં પ્રવેશે છે. તે ઇલેક્ટ્રોફાઈલ્સ અને ડિનોફોલ્સ સાથે પ્રતિક્રિયામાં સક્રિય છે.

એપ્લિકેશન

ઇસોઓપ્રીનનો જથ્થો, જે હાલમાં ઉત્પાદિત થયો છે, તેનો ઉપયોગ ઇસોપ્રિન રબરના સંશ્લેષણમાં વપરાય છે, જે કુદરતી રબરના માળખા અને ગુણધર્મોમાં સમાન છે. તેનો ઉપયોગ ખાસ કરીને ટાયર ઉત્પાદન માટે થાય છે. ઇસોપ્રીન, પોલિઇઓસોફીનનું અન્ય પોલિમરાઇઝેશન પ્રોડક્ટ છે, જેનો ઘણી ઓછી ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેની પાસે ગુટ્ટા-પીર્ચા ગુણધર્મો છે. તેમાંથી, ઉદાહરણ તરીકે, ઓગળી જવામાં નિષ્ફળતા અને ગોલ્ફ બોલમાં માટે ઇન્સ્યુલેશન કરવામાં આવે છે. ઇસોપ્રિન રબરનો ઉપયોગ રબર પ્રોડક્ટ્સના તમામ પ્રકારના ઉત્પાદન માટે કરવામાં આવે છે, જ્યાં કુદરતી અને અન્ય સિન્થેટીક રબબર્સ સંયુક્ત છે.

ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટીકીનેસ ઘટાડવા માટે, બ્યુટાડિએન-મેથિલીસ્ટેરીન રબબર્સ ઉમેરવામાં આવે છે, અને જો વિરૂપતા બહુવિધ હોય તો થાકની પ્રતિકાર વધારો થાય છે. નાઈટ્રાઇટ્સ ઓઝોન પ્રતિકાર અને થર્મલ વૃદ્ધત્વ માટે પ્રતિકાર આમ, તકનીકી ગુણધર્મોના સંકુલને જોતા, ઇસોઓપ્રીન રબબર્સ, પગરખાં, તબીબી અને અન્ય ઉત્પાદનોના ઉત્પાદનમાં મશીન શૅફ્ટની લાઇનિંગ માટે કન્વેયર બેલ્ટ્સ, સક્શન અથવા પ્રેશર હોસીઝના ઉપયોગથી સારી રીતે બતાવે છે.

પર્યાવરણીય સંકટ

ઇસોપ્રીન સરળતાથી વિસ્ફોટ અને સળગે છે. શરીરમાં ઉચ્ચ પ્રમાણમાં પક્ષઘાત અને મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે. મૂળભૂત રીતે, આ વાતાવરણીય સંતૃપ્તિમાં થાય છે, અને તેથી ચયાપચય શ્વસનતંત્રમાં જાય છે, જ્યારે આઇસોપ્રિન એપોક્સાઇડ્સ અને ડાયોલ્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

એક ઉચ્ચ એકાગ્રતાને ઘન મીટર દીઠ 40 મિલીગ્રામ ગણવામાં આવે છે - આ મહત્તમ માત્રા છે. હવામાં આઇસોપ્રિનના નાના પ્રમાણમાં વ્યક્તિ પર માદક દ્રવ્ય હોઇ શકે છે, આંખો, ચામડી, શ્વસન માર્ગ અને મ્યુકોસ મેમ્બ્રેનનું બળતરા થાય છે.

જીવવિજ્ઞાન

આધુનિક વૈજ્ઞાનિકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે વાતાવરણમાં લગભગ તમામ છોડને આઇસોફેરેનની રીલીઝ કરે છે. ફાયટેજેનિક આઇસોપ્રિનનું વૈશ્વિક કદ આશરે અંદાજ છે (180-450) ^_. 10 ¹² ગ્રામ કાર્બન પ્રતિ વર્ષ જો હવાનું તાપમાન ત્રીસ ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચે તો આ પ્રક્રિયા ઝડપી બને છે, અને જો સોલર કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા વધુ હોય તો પ્રકાશસંશ્લેષણ સંપૂર્ણપણે પહેલાથી જ સંતૃપ્ત થાય છે. આઇસોપ્રિનનું બાયોસેંથેસિસ ફોસ્મિડોમોસીન અને સંખ્યાબંધ સ્ટેટિન્સ દ્વારા સંકળાયેલું છે. આ શા માટે છોડ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાયું નથી. કદાચ, ઇસોઓપ્રીન તેમને ઓવરહિટીંગ માટે વધારાના પ્રતિકાર આપે છે. વધુમાં, તે ક્રાંતિકારીનો એક કેચ છે, જેનો અર્થ છે કે તે છોડને ઓક્સિજનના સક્રિય સ્વરૂપો અને ઓઝોનની અસરોમાંથી રક્ષણ કરી શકે છે.

ઉપરાંત, વૈજ્ઞાનિકો સૂચવે છે કે આઇસોપેનિઅન દળોના સંશ્લેષણ સતત એનએડીપીએચ અને એટીપીના પરમાણુઓનો ખર્ચ કરે છે, જે પ્લાન્ટ પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન પેદા કરે છે. આથી, ઇસોઓપ્રીનનો અલગતા ફોટો-ઓક્સિડેટીવ ડિગ્રેડેશન સામે રક્ષણ આપે છે અને જો પ્રકાશ વધુ પડતો હોય તો ફરી ઘટાડો. આ સંરક્ષણ પદ્ધતિનો ગેરલાભ એ એક હોઈ શકે છે: કાર્બન, જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયામાં મુશ્કેલીથી કાઢવામાં આવે છે, આઈસોપ્રિનના અલગતા પર વિતાવે છે. છોડ પર, વૈજ્ઞાનિકો બંધ ન હતા અને માનવ શરીર પણ ડીએનએન હાઈડ્રોકાર્બન્સ ઉત્પન્ન કરી શકે છે તે જાણવા મળ્યું નહોતું, અને તેમની વચ્ચેનો આઇસોપ્રિન સૌથી સામાન્ય છે.