प्रतिक्रियाशीलता अनुपात क्या हैं?

वे इस बात के अनुपात हैं कि प्रत्येक बढ़ती हुई श्रृंखला का सिरा अपने स्वयं के मोनोमर बनाम दूसरे मोनोमर को कितनी तेजी से जोड़ता है। साथ में वे कोपॉलीमर के संघटन और अनुक्रम की भविष्यवाणी करते हैं: शून्य के करीब मान प्रत्यावर्ती कोपॉलीमर देते हैं, एक के करीब यादृच्छिक कोपॉलीमर देते हैं, और बड़े मान ब्लॉकी संरचनाओं का पक्ष लेते हैं।

बैच अभिक्रिया के दौरान कोपॉलीमर संघटन क्यों बदलता है?

अधिक प्रतिक्रियाशील मोनोमर तेजी से शामिल होता है और जल्दी समाप्त हो जाता है, इसलिए पहले बनी श्रृंखलाएं इसमें अधिक समृद्ध होती हैं और बाद में बनी श्रृंखलाएं धीमे मोनोमर में अधिक समृद्ध होती हैं। इस संघटन बहाव को मोनोमर को लगातार खिलाकर या जीवित विधियों का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है।

कोपोलिमराइजेशन (Copolymerization)

कोपोलिमराइजेशन दो या दो से अधिक विभिन्न मोनोमरों को एक ही श्रृंखला में जोड़ता है, और प्रत्येक बढ़ती हुई श्रृंखला के सिरे के प्रति मोनोमरों की सापेक्ष प्रतिक्रियाशीलता यह निर्धारित करती है कि उत्पाद अनुक्रम में यादृच्छिक (random), प्रत्यावर्ती (alternating), प्रवणता (gradient) या ब्लॉकी (blocky) होगा।

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Definition

कोपोलिमराइजेशन दो या दो से अधिक रासायनिक रूप से भिन्न मोनोमरों का एक साथ या क्रमिक पॉलिमराइजेशन है, जिससे एक कोपॉलीमर बनता है, जो एक एकल मैक्रोमोलेक्यूल होता है जिसमें एक से अधिक प्रकार की दोहराई जाने वाली इकाइयाँ होती हैं।

Scope

यह विषय कोपॉलीमर के संश्लेषण और अनुक्रम नियंत्रण को शामिल करता है: कोपॉलीमर संघटन (मायो-लेविस) समीकरण, मोनोमर प्रतिक्रियाशीलता अनुपात और उनका मापन, कोपॉलीमर का सांख्यिकीय (statistical), प्रत्यावर्ती (alternating), प्रवणता (gradient), ब्लॉक (block) या ग्राफ्ट (graft) के रूप में वर्गीकरण, रूपांतरण के साथ संघटन बहाव (composition drift), और कैसे नियंत्रित और जीवित विधियों का उपयोग अच्छी तरह से परिभाषित ब्लॉक और ग्राफ्ट आर्किटेक्चर बनाने के लिए किया जाता है।

Core questions

प्रतिक्रियाशीलता अनुपात कोपॉलीमर के तात्कालिक संघटन को कैसे निर्धारित करते हैं?
कौन सी स्थितियाँ प्रत्यावर्ती (alternating), यादृच्छिक (random), प्रवणता (gradient) या ब्लॉकी (blocky) अनुक्रम उत्पन्न करती हैं?
रूपांतरण आगे बढ़ने पर कोपॉलीमर संघटन में बहाव क्यों होता है, और इसे कैसे नियंत्रित किया जाता है?
अच्छी तरह से परिभाषित ब्लॉक और ग्राफ्ट कोपॉलीमर कैसे संश्लेषित किए जाते हैं?

Key theories

मायो-लेविस कोपॉलीमर संघटन समीकरण: दो प्रतिक्रियाशीलता अनुपात, प्रत्येक एक श्रृंखला के सिरे की अपने स्वयं के मोनोमर बनाम कोमोनोमर को जोड़ने की दर की तुलना करते हुए, फीड के एक फलन के रूप में तात्कालिक कोपॉलीमर संघटन को ठीक करते हैं; उनके मान एज़ियोट्रोपिक संघटन, प्रत्यावर्ती प्रवृत्ति और रूपांतरण के साथ संघटन के बहाव की भविष्यवाणी करते हैं।
प्रतिक्रियाशीलता अनुपातों के माध्यम से अनुक्रम नियंत्रण: शून्य के करीब प्रतिक्रियाशीलता-अनुपात उत्पाद प्रत्यावर्ती कोपॉलीमर देते हैं, एक के करीब यादृच्छिक कोपॉलीमर देते हैं, और एक से बहुत अधिक होमोपॉलिमराइज़ या ब्लॉक करने की प्रवृत्ति देते हैं, इसलिए एक ही मोनोमर जोड़ी बहुत भिन्न सूक्ष्म संरचनाएं और गुण उत्पन्न कर सकती है।

Mechanisms

प्रत्येक प्रसार चरण में एक बढ़ती हुई श्रृंखला का सिरा अपनी प्रतिक्रियाशीलता अनुपात के अनुसार उपलब्ध मोनोमरों में से चुनता है, जो परिणामी रेडिकल या आयन की स्थिरता और स्टेरिक (steric) और ध्रुवीय (polar) प्रभावों द्वारा निर्धारित एक गतिज वरीयता है। अभिक्रिया के दौरान अधिक प्रतिक्रियाशील मोनोमर तेजी से खपत होता है, इसलिए फीड संघटन और इस प्रकार श्रृंखला संघटन में बहाव होता है जब तक कि मोनोमर की पुनःपूर्ति न हो। ब्लॉक कोपॉलीमर इसके बजाय जीवित या नियंत्रित विधियों द्वारा बनाए जाते हैं, जिसमें दूसरा मोनोमर पहले के समाप्त होने के बाद ही जोड़ा जाता है; ग्राफ्ट कोपॉलीमर एक बैकबोन पर प्रतिक्रियाशील स्थलों से शाखाओं को पॉलिमराइज़ करके बनाए जाते हैं।

Clinical relevance

कोपोलिमराइजेशन पॉलीमर गुणों को लगातार समायोजित करने का मुख्य तरीका है: स्टाइरीन-एक्रिलोनिट्राइल और एबीएस कठोरता के साथ मजबूती को जोड़ते हैं, एथिलीन-विनाइल एसीटेट लचीलेपन और आसंजन को समायोजित करता है, और स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन-स्टाइरीन जैसे ब्लॉक कोपॉलीमर थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स और नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री, झिल्ली और दवा वाहक के लिए स्व-संयोजन टेम्पलेट्स के रूप में कार्य करते हैं।

History

कोपोलिमराइजेशन का मात्रात्मक सिद्धांत 1940 के दशक में विकसित किया गया था जब मायो और लेविस ने कोपॉलीमर संघटन समीकरण व्युत्पन्न किया था और अल्फ्रे और प्राइस ने प्रतिक्रियाशीलता अनुपातों को तर्कसंगत बनाने के लिए Q-e योजना पेश की थी, जिससे रसायनज्ञों को कोपॉलीमर संघटन पर पूर्वानुमानित नियंत्रण मिला जिसने युद्ध के बाद सिंथेटिक कोपॉलीमर के विकास को आधार प्रदान किया।

Key figures

Frank Mayo
Frederick Lewis
Turner Alfrey
Cheves Walling

Seminal works

odian2004
young2011

Frequently asked questions

प्रतिक्रियाशीलता अनुपात क्या हैं?: वे इस बात के अनुपात हैं कि प्रत्येक बढ़ती हुई श्रृंखला का सिरा अपने स्वयं के मोनोमर बनाम दूसरे मोनोमर को कितनी तेजी से जोड़ता है। साथ में वे कोपॉलीमर के संघटन और अनुक्रम की भविष्यवाणी करते हैं: शून्य के करीब मान प्रत्यावर्ती कोपॉलीमर देते हैं, एक के करीब यादृच्छिक कोपॉलीमर देते हैं, और बड़े मान ब्लॉकी संरचनाओं का पक्ष लेते हैं।
बैच अभिक्रिया के दौरान कोपॉलीमर संघटन क्यों बदलता है?: अधिक प्रतिक्रियाशील मोनोमर तेजी से शामिल होता है और जल्दी समाप्त हो जाता है, इसलिए पहले बनी श्रृंखलाएं इसमें अधिक समृद्ध होती हैं और बाद में बनी श्रृंखलाएं धीमे मोनोमर में अधिक समृद्ध होती हैं। इस संघटन बहाव को मोनोमर को लगातार खिलाकर या जीवित विधियों का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है।