बहुलीकरण और प्लास्टिक 3D | रसायन विज्ञान सिमुलेशन

इस सिमुलेशन के बारे में

बहुलीकरण और प्लास्टिक एक इंटरैक्टिव 3D सामग्री-रसायन विज्ञान सिमुलेशन है जो यह पता लगाता है कि मोनोमर संरचना और अंतर-श्रृंखला बंधन प्लास्टिक और रबर के यांत्रिक गुणों को कैसे नियंत्रित करते हैं। तीन समानांतर मैक्रोमोलेक्यूलर श्रृंखलाएं तन्य परीक्षण क्लैंप के बीच लंगर डाले हुए हैं। छात्र योग बहुलीकरण (C=C डबल बॉन्ड खोलकर बनाई गई पॉलीथीन श्रृंखलाएं), संघनन बहुलीकरण (वैकल्पिक को-मोनोमर नायलॉन श्रृंखलाएं जो H2O अणु जारी करती हैं), और सुनहरे सहसंयोजक डिसल्फाइड ब्रिज द्वारा जुड़े क्रॉस-लिंक्ड इलास्टोमर नेटवर्क के बीच स्विच कर सकते हैं। पुल क्लैंप को खींचने से कुंडलित श्रृंखलाएं बाहर की ओर खिंचती हैं; क्लैंप को छोड़ने से पता चलता है कि क्रॉस-लिंक इलास्टोमर श्रृंखलाओं को उनकी मूल लंबाई में कैसे वापस खींचते हैं जबकि गैर-क्रॉस-लिंक्ड थर्मोप्लास्टिक फिसल सकते हैं और विकृत हो सकते हैं।

विद्यार्थी क्या खोज सकते हैं

0 क्रॉस-लिंक के साथ योग (पॉलीथीन) का चयन करें, तापमान 400 K से ऊपर बढ़ाएं, और प्लास्टिक श्रृंखला पर्ची का निरीक्षण करने के लिए दाहिने पुल क्लैंप को बाहर की ओर खींचें।
6 क्रॉस-लिंक के साथ क्रॉस-लिंक्ड इलास्टोमर पर स्विच करें, नेटवर्क को खींचने के लिए पुल क्लैंप को खींचें, और तेजी से लोचदार रीकोइल देखने के लिए इसे छोड़ दें।
संघनन (नायलॉन) का चयन करें और लाल-और-सफेद H2O उप-उत्पाद अणुओं के साथ वैकल्पिक नीले और मैजेंटा को-मोनोमर इकाइयों का निरीक्षण करें।
कठोर थर्मोसेट नेटवर्क बनाने के लिए क्रॉस-लिंक घनत्व को सभी तरह से 10 ब्रिज तक बढ़ाएं और महसूस करें कि श्रृंखलाएं खींचने का कितना दृढ़ता से विरोध करती हैं।
डिसल्फाइड क्रॉस-लिंक ब्रिज जोड़ने और नेटवर्क को कसने देखने के लिए बहुलक श्रृंखलाओं के साथ किसी भी मोनोमर गोले पर सीधे क्लिक करें।

अधिगम उद्देश्य

1योग बहुलीकरण (एकल मोनोमर, कोई उप-उत्पाद नहीं) और संघनन बहुलीकरण (दो कार्यात्मक समूह, छोटा अणु समाप्त) के बीच अंतर करें।
2बताएं कि बहुलक श्रृंखलाओं के बीच सहसंयोजक क्रॉस-लिंक अपरिवर्तनीय फिसलने को कैसे रोकते हैं और वल्कनीकृत इलास्टोमर को उनकी लोचदार स्मृति देते हैं।
3थर्मोप्लास्टिक, इलास्टोमर और थर्मोसेट की आणविक संरचनाओं और थर्मल व्यवहारों की तुलना करें।
4वर्णन करें कि तनाव में खिंचने पर कुंडलित बहुलक श्रृंखलाएं कैसे खुलती हैं और एन्ट्रॉपी और क्रॉस-लिंक रीस्टोरिंग बलों के कारण कैसे सिकुड़ती हैं।

शिक्षकों के आम सवाल

योग और संघनन बहुलीकरण में क्या अंतर है?

योग बहुलीकरण में, असंतृप्त एल्कीन मोनोमर (जैसे एथीन) 100% परमाणु अर्थव्यवस्था और बिना किसी उप-उत्पाद के एक लंबी श्रृंखला में शामिल होने के लिए अपने कार्बन-कार्बन डबल बॉन्ड खोलते हैं। संघनन बहुलीकरण में, दो कार्यात्मक समूहों वाले मोनोमर प्रतिक्रिया करते हैं और प्रत्येक लिंकेज पर पानी (H2O) या HCl जैसे एक छोटे अणु को समाप्त करते हैं।

गर्म करने पर थर्मोप्लास्टिक क्यों पिघलते हैं जबकि थर्मोसेट नहीं?

थर्मोप्लास्टिक्स में अलग-अलग बहुलक श्रृंखलाएं होती हैं जो केवल कमजोर इंटरमॉलिक्यूलर बलों द्वारा एक साथ आयोजित की जाती हैं जो गर्म होने पर आसानी से दूर हो जाती हैं, जिससे श्रृंखलाएं एक-दूसरे से पिछले फिसल सकती हैं। थर्मोसेट में व्यापक सहसंयोजक क्रॉस-लिंक होते हैं जो सभी श्रृंखलाओं को एक विशाल 3D नेटवर्क में बांधते हैं जो सहसंयोजक बांडों को चार किए बिना पिघल नहीं सकता है।

वल्कनीकरण नरम रबर को मजबूत लोचदार सामग्री में कैसे बदलता है?

प्राकृतिक रबर में कुंडलित पॉलीसोप्रीन श्रृंखलाएं होती हैं जो गर्म खींचने पर एक-दूसरे से फिसल जाती हैं। सल्फर (वल्कनीकरण) के साथ रबर को गर्म करने से आसन्न श्रृंखलाओं के बीच सहसंयोजक डिसल्फाइड (-S-S-) क्रॉस-लिंक बनते हैं ताकि खिंचने पर श्रृंखलाएं खुल सकें लेकिन छोड़े जाने पर उनकी मूल स्थिति में वापस आ सकें।

बहुलीकरण की डिग्री (n) क्या है?

बहुलीकरण की डिग्री (n) एक औसत बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल में एक साथ जुड़े दोहराए जाने वाले मोनोमर इकाइयों की संख्या है, जो अक्सर वाणिज्यिक प्लास्टिक में सैकड़ों से दसियों हज़ारों तक होती है।

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