प्लॅस्टिक व उच्च बहुवारिके :प्लॅस्टिके हा बहुवारिकाचा एक वर्ग आहे. म्हणून प्रस्तुत नोंदीत प्रथम उच्च बहुवारिकांसंबंधी सर्वसाधारण माहिती दिलेली असून नंतर प्लॅस्टिकांसंबंधी विस्तृत विवरण दिलेले आहे.
उच्च बहुवारिके
ज्या संयुगांचे रेणुभार उच्च असून संरचना (रेणूतील अणू एकमेकांस जोडले जाण्याची पद्धत) अनेक लहान लहान अणुसमुच्चयरूपी एकेके (एकवारिके) एकमेकांस जोडली जाऊन, छोट्या दुव्यांपासून जशा लांब
CH2-CH2 |
—- |
CH2-CH2 |
– |
CH2-CH2 |
— |
CH2-CH2 |
सूत्र १. समावेशक बहुवारिकीकरण : पॉलिएथिलीन |
साखळ्या बनतात तशा साखळ्यांच्या स्वरूपाच्या असतात, त्यांना बहुवारिके ही संज्ञा लावतात. उदा., CH2 = CH2 या एथिलीन नावाच्या अनेक एककांपासून समावेशक विक्रियेने (रेणू एकमेकांत सामावले जाण्याच्या विक्रियेने) बनलेले सूत्र १ मधील संरचनेने पॉलिएथिलीन.
बहुवारिके बनण्याच्या या प्रकाराला समावेशक [→ बहुवारिकीकरण] म्हणतात. दुसऱ्या एका प्रकारानेही बहुवारिकेबनु शकतात. त्यात प्रत्येकात दोन विक्रियाशील गट असलेल्या संयुगांच्या रेणूंमध्ये संघनन विक्रिया (दोन व अधिक रेणूंचा संयोग होऊन H2O, NH3 यांसारखा साधा गट बाहेर पडण्याची विक्रिया) होऊन बहुवारिके बनतात. उदा., HO-R-COOH या तऱ्हेच्या दोन रेणुंमध्ये सूत्र २ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे संघनन होऊन एक नवा रेणू बनेल. त्यामध्येही दोन विक्रियाशील गट असल्यामुळे त्याची पुनःपुन्हा संघनन विक्रिया होईल व बहुवारिक तयार होईल.
बहुवारिकांच्या रेणूंच्या साखळ्या रेषाकृतीच (शाखा नसलेल्या) असतात असे नाही. त्यात शाखाही असू शकतात आणि दोन अथवा अधिक साखळ्या एकमेकींस जोडल्या गेल्यामुळे बनलेली त्रिमितीय जालकेही असू शकतात. साखळ्यांमध्ये असणाऱ्या एककांची संख्या व्यक्त करणाऱ्या अंकास ‘बहुवारिकीकरण कोटी’ म्हणतात. उच्च बहुवारिकांची बहुवारिकीकरण कोटी सु. १०० ते १०,००० असते त्यांचे रेणुभार सु. १०,००० ते १,००,००० यांच्या दरम्यान असतात. उच्च बहुवारिकांचा उल्लेख ‘महारेणू’, ‘बृहत् रेणू’‘प्रचंड रेणू’ किंवा नुसतेच ‘बहुवारिके’ असाही केला जातो. प्रस्तुत नोंदीत याच अर्थाने बहुवारिके हा शब्द वापरला आहे.
प्रकार: साखळीतील सर्व एकके समान असली, तर त्या बहुवारिकाला समबहुवारिक म्हणतात. उदा., वर उल्लेख केलेले पॉलिएथिलीन (सुत्र १) तसेच पॉलिस्टायरीन (सूत्र ३).
एकापेक्षा अधिक एककांपासून बनलेल्या बहुवारिकाला सहबहुवारिक म्हणतात. सहबहुवारिकामध्ये असणाऱ्या भिन्न एककांची जोडणी वेगवेगळ्या प्रकारे होऊ शकते. उदा., क व ख ही दोन एकके असून त्यांची जोडणी (१) इतस्ततः (अनियमित) झाली, तर सूत्र ४ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे किंवा यासारख्या अनियमित संरचनेचे बहुवारिक बनेल. अशा बहुवारिकाला यदृच्छ सहबहुवारिक म्हणतात. (२) क व ख यांची जोडणी दोन्ही एकके आलटून पालटून आल्याने झाली असेल, तर त्याला एकांतरित सहबहुवारिक (सूत्र ५) म्हणतात.
(३) एकके गटागटाने जोडली जाऊन जर साखळी बनली असेल, तर त्या बहुवारिकाला गट सहबहुवारिक (सूत्र ६) म्हणतात.
(४) एका एककाच्या साखळीवर दुसऱ्या एककाची कलमकेल्यासारखी जोडणी झाली असलेल्या प्रकाराला कलम सहबहुवारिक (सूत्र ७) ही संज्ञा लावतात.
असममित कार्बन अणू (ज्याला चार वेगवेगळे अणू अथवा अणुगट जोडलेले आहेत असा) असलेल्या संयुगांची दक्षिणवलनी (d) व वामवलनी (l) अशी दोन रूपे होतात [→ त्रिमितीय रसायनशास्त्र]. त्यामुळे बहुवारिकाची एकके जर असममित कार्बन अणुयुक्त असतील, तर त्यांच्या जोडण्या पुढीलप्रमाणे भिन्न प्रकारे होऊ शकतील.
(५) जोडणी जर सूत्र ८ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे असेल, तर तीपासून बनलेल्या सहबहुवारिकाला आयसोटॅक्टिक सहबहुवारिक, (६) एकाआड एक d व l अशी असेल,तर सिंडियोटॅक्टिक (सूत्र ९) व (७) यदृच्छ असेल, तर अटॅक्टिक सहबहुवारिक (सूत्र १०) ही नावे अनुक्रमे देतात.
………d-d-d-d-d-….. किंवा l-l-l-l-l…….
सूत्र ८. आयसोटॅक्टिक सहबहुवारिक
……….d-l-d-l-d-l……….
सूत्र.९. सिंडियोटॅक्टिक सहबहुवारिक
…..d-l-d-d-d-l-l-l-d-l-d-d-l-l……
सूत्र १०. अटॅक्टिक सहबहुवारिक
पॉलिप्रोपिलिनाचे उदाहरण घेऊन हे प्रकार पुढीलप्रमाणे दाखविता येतील.
(अ) आयसोटॅक्टिक : येथे सर्व मिथिल (CH3) गट कार्बन शृंखला प्रतलांच्या वर आहेत म्हणून हा आयसोटॅक्टिक प्रकार होय. सर्व मिथिल गट प्रतलाखाली असतील तरीही हाच प्रकार होतो.
सूत्र ११. पॉलिप्रोपिलीन : आयसोटॅक्टिक प्रकार
(आ) सिंडियोटॅक्टिक : येथे एकाआड एक मिथिल गट कार्बन शृंखला प्रतलाच्या वर किंवा खाली आहेत. हा सिंडियोट्रॅक्टिक प्रकार होय.
सूत्र १२. पॉलिप्रोपिलीन: सिंडियोटॅक्टिक प्रकार
(इ) अटॅक्टिक प्रकार : येथे मिथिल गटापैकी काही कार्बनशृंखला प्रतलाच्या वर व काही खाली अशी
सूत्र १३. पॉलिप्रोपिलीन: अटॅक्टिक प्रकार
ज्या बहुवारिकांत एकमेकांशेजारच्या साखळ्या पार्श्वबंधांनी जोडल्या गेलेल्या असतात, त्यांना पार्श्वसंबद्ध बहुवारिके म्हणतात. अनेक साखळ्या या प्रकारे जोडल्या गेल्या, तर त्रिमितीय जालके तयार होतात. अशा तऱ्हेच्या संरचना असलेल्या बहुवारिकांना जालक बहुवारिके असे म्हणतात. उदा., फिनॉलिक प्लॅस्टिके.
नामकरण: समावेशक विक्रियेने बनलेल्या बहुवारिकाचे नाव त्याच्या एककाच्या नावामागे ‘पॉलि’ हे उपपद लावून बनवितात. उदा., प्रोपिलिनापासून बनते ते पॉलिप्रोपिलीन, स्टायरिनापासून बनलेल्याला पॉलिस्टायरीन.
संघनन बहुवारिके दोन रासायनिक द्रव्यांचा रासायनिक संयोग होऊन बनतात. या बहुवारिकांची नावे त्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या संयुगांवरून, उदा., फिनॉल फॉर्माल्डिहाइड, मेलॅमीन फॉर्माल्डिहाइड किंवा त्या संयुगाच्या वर्गनामावरून, उदा., ॲमिनो, फिनॉलिक इ. किंवा रासायनिक क्रियेने बनणाऱ्या संयुगाच्या वर्गनामावरून, उदा., पॉलिअमाइडे, पॉलिएस्टरे इ. दिली जातात. काही बहुवारिके व्यापारी नावांनीही ओळखली जातात. उदा., बेकेलाइट.
उपस्थिती: निसर्गातील अनेक उपयुक्त पदार्थांचे घटक बहुवारिकांचे बनलेले आहेत. उदा., अन्नातील तांदूळ, गहू, बटाटे इत्यादींमधील पिष्टमय पदार्थ डाळी, दूध, अंडी, मांस यांतील प्रथिने व वस्त्रासाठी उपयुक्त असलेल्या कापूस, रेशीम, लोकर यांमधील मूलभूत घटक द्रव्ये इमारतीसाठी व कागदनिर्मितीसाठी आवश्यक असलेले लाकूड, तसेच डिंक व श्वेष्मल (बुळबुळीत) पदार्थ आणि ग्लायकोजेन, कायटिन इ. प्राणिज पदार्थ यांमध्ये बहुवारिके आहेत.
आधुनिक काळात साध्या रासायनिक पदार्थांपासून बहुवारिकीकरणाने प्लॅस्टिके, तंतुद्रव्ये [नायलॉन, पॉलिएस्टर इ. → तंतु, कृत्रिम], ⇨आसंजके व रबर-सदृश स्थितिस्थापक (ताणल्यानंतर वा दाब दिल्यानंतर मूळ स्थितीत पुन्हा येऊ शकणारी) बहुवारिके मानवाने बनविली आहेत. त्यांना संश्लिष्ट (रासायनिक विक्रियांनी बनविलेली) बहुवारिके म्हणतात.
कित्येक अकार्बनी बहुवारिकेही ज्ञात आहेत, उदा., सिलिकोन बहुवारिके [→सिलिकोने]. याशिवाय बहुवारिक सिलिकॉन डायसल्फाइड आणि अकार्बनी सहसंबद्ध बहुवारिके उपलब्ध झाली आहेत. पत्र्याच्या रूपातील अभ्रक व तंतुरूप ॲस्बेस्टस ही नैसर्गिक अकार्बनी सिलिकेट बहुवारिके सुपरिचित आहेत.
इतिहास:एकोणिसाव्या शतकाच्या प्रारंभापर्यंत ज्या पदार्थांचे रासायनिक ज्ञान झाले होते त्यांच्या रेणूतील अणूंची संख्या लहान होती, त्यांचे रेणुभार १००-२०० पेक्षा जास्त नव्हते आणि रेणूमध्ये असणाऱ्या अणूंच्या परस्पर प्रमाणावरून त्यांची रेणुसूत्रे (रेणूमध्ये असलेले अणू आणि त्यांच्या व्यक्त करणारी सूत्रे) निश्चित करतायेत पण कापूस, लोकर, रबर इ. कित्येक उपयोगी नैसर्गिक पदार्थांतील घटक अशा तऱ्हेचे नाहीत, हे दिसून आले होते. एकोणिसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात साध्या पदार्थांपासून रासायनिक विक्रियांनी बहुविध पदार्थ बनविण्यात आले. त्यांपैकी ज्याबद्दल निश्चित ज्ञान झाले होते ते स्फटिकी आकाराचे, काटेकोर वितळबिंदू, उकळबिंदू इ. गुणधर्म आणि निश्चित व मर्यादित रेणूभार असलेले होते. त्यांच्या संश्लेषणात त्यांच्या बरोबरच कित्येकदा अस्फटिकी व रेझिनासारखे पदार्थ निर्माण होत. त्याबद्दल निश्चित माहिती मिळत नव्हती. त्यांच्यासंबंधी त्या वेळी एक अशी समजूत होती की, या पदार्थाचे पुरेसे शुद्धीकरण करणे जर कधी काळी साध्य झाले, तर त्यातूनही निश्चित संघटनेचे व स्फटिकी पदार्थ वेगळे करता येतील. दुसऱ्या एका कल्पनेप्रमाणे या पदार्थांमध्ये साध्या संयुगांचे अनेक रेणू काही अज्ञात आंतररेणवीय बंधांनी एकत्र होऊन बनलेले समूह अस्तित्वात असावे, या पदार्थाचे रेणुभार १०,००० ते ४०,००० इतके जास्त असावेत, असा काही थोडा पुरावाही उपलब्ध होता. तथापि अशा प्रचंड रेणुभारांची संयुगे अस्तित्वात असू शकतील, ही कल्पनाच त्या काळी शास्त्रीय जगास पटत नव्हती. त्यानंतर सु. ५० वर्षांत झालेल्या संशोधनावरून, असा पुरावा मिळू लागला की, अशा पदार्थांपैकी निदान काही पदार्थ तरी काही विशिष्ट संरचना असलेल्या घटकावयवांपासून (एककांपासून) बनलेले असावेत परंतु ही एकके त्यांमध्ये कशी सामावली गेली असतील याबद्दल मात्र काहीच कल्पना नव्हती. उदा., रबरामध्ये
CH3 |
|
|||
। |
|
|
||
-CH2-C= CH-CH2 – |
|
हे एकक आणि स्टार्च व सेल्युलोज यांमध्ये C6H10O5 हे एकक असावे, असे दिसून आले होते. स्टार्च व सेल्युलोज यांच्या विघटनाने ग्लुकोज C6H12O6 हे C6H10O5 पेक्षा एक H2O ने जास्त असलेले संयुग बनते, हेही माहीत होते पण त्याची संगती कशी लावावी, हे स्पष्ट झाले नव्हते.
विसाव्या शतकांच्या सुरूवातीस एमील फिशर व रिखार्ट व्हिल्श्टेटर यांनी महारेणूंच्या अभ्यासास सुरूवात केली परंतु त्यांच्या संश्लेषणासाठी लागणारी मूलभूत तत्त्वे त्या काळी ज्ञात नव्हती. एल्. एच्. बेकलँड यांनी १९०६ च्या सुमारास साध्या रासायनिक द्रव्यापासून बेकेलाइट हे पहिले संश्लेषित प्लॅस्टिक बनविले परंतु महारेणूंबद्दल सैद्धांतिक ज्ञान त्या वेळीही फारसे नव्हते. यानंतर १९२० ते १९३० च्या दरम्यान वॉलिस कारदर्स यांनी बहुवारिकीकरणासंबंधी पद्धतशीर अभ्यासास सुरूवात केली. त्याच सुमारास हेर्मान स्टाउडिंगर, टेऑडॉर स्व्हेडबॅरी, मायर व कार्ल मारव्हेल यांनी अनेक तऱ्हेने प्रायोगिक व तांत्रिक ज्ञानात भर घातली. त्यांनी बहुवारिकीकरणाच्या यंत्रणेचा अभ्यास केला. बहुवारिकांचे गुणधर्म व वैशिष्ट्ये दर्शविण्यासाठी तषर्ण [→तर्षण], विसरण (साध्या औष्णिक क्षोभाद्वारे रेणू एकमेकांत मिसळण्याची क्रिया), अवसादन (द्रव व सूक्ष्म धन पदार्थ यांच्या मिश्रणातील धन पदार्थ वेगळे करण्याची क्रिया), प्रकाश प्रकीर्णन (विखुरला जाण्याची क्रिया), श्यानतामापन [दाटपणाचे मापन →श्यानता] इ. मार्गाचा उपयोग सुरू केला.
इ. स. १९५५ च्या सुमारास ⇨जूल्यो नॅता व ⇨ कार्ल त्सीग्लर यांनी विशेष गुणधर्माचे उत्प्रेरक (रासायनिक विक्रियेचा वेग बदलणारे पण शेवटी तसेच शिल्लक राहणारे पदार्थ) शोधून काढले. त्यांच्या उपयोगाने ज्यांच्या त्रिमितीय संरचना नियमित आहेत, अशी बहुवारिके बनविणे साध्या झाले. पूर्वी अशा संरचना बनविणे हा जणू काय निसर्गाचा मक्ता होता पण आता मानवासही तसे करणे साध्य झाले, हे या शोधाचे महत्त्व आहे.
रेणूभार : बहुवारिकांत सर्व रेणूंच्या साखळ्या सारख्या लांबीच्या नसतात. त्यामुळे बहुवारिकांचे रेणुभार सरासरी रेणुभार म्हणून व्यक्त केले जातात. त्यांचे दोन प्रकार आहेत.
(१) संख्या-सरासरी रेणुभार (Mn):एखाद्या बहुवारिकात n1 मोल (ग्रॅमध्ये व्यक्त केलेला रेणुभार) M1 या रेणुभाराचे, n2 इतके M2 रेणुभाराचे व n3 इतके M3 रेणुभाराचे मोल असतील, तर त्याचा संख्या-सरासरी रेणु-भार या सूत्राने काढता येतो.
Mn= |
n1M1 + n2M2 + n3M3 + … |
n1+n2+n3+… |
(२) भार-सरासरी रेणुभार (Mw) : वर दिलेल्या बहुवारिकाचा भार-सरासरी रेणुभार पुढील सूत्राने मिळतो.
Mw= |
n1M1² + n2M2³ + n3M3² +…. |
N1M1 + n2M2 + n3M3 + ….. |
रेणुभार काढण्याच्या पद्धती :बहुवारिकांचे रेणुभार फार मोठे असल्यामुळे रेणुभार काढण्याच्या पुढील पद्धतीच उपयोगी पडतात :(१) तर्षण दाब पद्धतीने, योग्य अर्धपार्य (ज्यांतून विद्रावक-विरघळविणारा द्रव पदार्थ-पार जाऊ शकतो पण त्यात विरघळलेला पदार्थ पार जाऊ शकत नाही अशी पटले) वापरून १५,००० पेक्षा जास्त रेणुभार असलेल्या बहुवारिकांचे संख्या-सरासरी रेणुभार काढता येतात. यासाठी वेगवेगळे विद्रावक वापरून-२०° से. ते १२०° से. या तापमान मर्यादेत मापन करता येईल असे विशेष प्रकारचे तर्षण दाबमापक उपलब्ध आहेत. (२) बहुवारिकाच्या विद्रावातून एकवर्णी प्रकाशकिरण जाऊ दिला म्हणजे होणारे प्रकाश प्रकीर्णन हे बहुवारिकाचे रेणू व विद्रावकाचे रेणू या दोहोंमुळे झालेले असते, या तत्त्वाचा उपयोग करून १०,००० पेक्षा जास्त रेणुभार असलेल्या बहुवारिकाचा भार-सरासरी रेणुभार काढता येतो. (३) एखाद्या द्रवात संधारित (लोंबकळत्या स्थितीत) असलेल्या कणांचे गुरूत्वाकर्षणाच्या परिणामाने होणारे लंबरूप वितरण त्यांच्या रेणुभारांच्या प्रमाणात असते. मोठे रेणुभार असलेल्या बहुवारिकांच्या रेणूंचे वितरण होण्यासाठी अतिकेंद्रोत्सारक यंत्र [द्रवात मिसळलेले घन पदार्थ वेगळे करण्यासाठी वापरण्यात येणारे व गुरूत्वाच्या १,००,००० पटींपेक्षा जास्त केंद्रात्सारक प्रेरणा निर्माण करणारे यंत्र →केंद्रोत्सारण] वापरून दोन्ही प्रकारचे रेणुभार काढता येतात. (४) द्रवरूप बहुवारिके आणि बहुवारिकांचे विद्राव यांच्या श्यानतेचे मापन करून त्याचप्रमाणे बहुवारिकांच्या टोकास असणाऱ्या संख्या मोजून रेणुभार काढण्याच्या पद्धतीही आवश्यकतेनुसार वापरल्या जातात. [→रेणुभार].
विशिष्ट समाकर्षक ऊर्जा: बहुवारिकांच्या साखळ्यांतील अणू एकमेकांना संयुजाबंधांनी (दोन अगर अधिक अणूंमधील इलेक्ट्रोनांमध्ये तयार होणाऱ्या बंधांनी) जोडलेले असतात. एकमेकांच्या शेजारच्या साखळ्यांमध्येही परस्परांबद्दल आकर्षण प्रेरणा असतात पण त्या वेगळ्या प्रकारच्या असतात. बहुवारिकाचा रेणू त्याच्या शेजारच्या रेणूपासून दूर नेण्यासाठी लागणाऱ्या ऊर्जेला समाकर्षक ऊर्जा म्हणतात. साखळ्यांमधील पसस्पर आकर्षणाचा एकंदरीत परिणाम समाकर्षक ऊर्जेने व्यक्त होतो. एक घन सेंटिमीटर घनफळास लागणाऱ्या ऊर्जेस विशिष्ट समाकर्षक ऊर्जा म्हणतात. कोष्टक क्र. १ मध्ये काही बहुवारिकांच्या विशिष्ट समाकर्षक ऊर्जा दिल्या आहेत. विशिष्ट समाकर्षक ऊर्जेचे मूल्य कमी असलेली बहुवारिके स्थितिस्थापक आणि उच्च मूल्ये असलेली तंतू बनविण्यास योग्य व बळकट असतात. प्लॅस्टिकांची ही मूल्ये या दोहींच्या मध्ये पडतात.
बहुवारिकांची विद्राव्यता (विरघळण्याची क्षमता), बाष्पनशीलता (बाष्परूपाने उडून जाण्याची क्षमता), पृष्ठताण, श्यानता इ. गुणधर्मांवर समाकर्षक ऊर्जेचा फार परिणाम घडतो,
कोष्टक क्र.१. काही बहुवारिकांच्या विशिष्ट समाकर्षक ऊर्जा
काही इतर गुणधर्म: स्फटिकता :बहुवारिकांच्या साखळ्या लांब केलेल्या, गुंडाळ्या गेलेल्या किंवा एकमेकींत गुंतलेल्या अशा अनेक अवस्थांत राहू शकतात. एकएकट्या साखळीचा विचार केला, तर तीमधील खंडांची प्रवृत्ती लांब केलेल्या रूपात राहण्याकडे असते. याचा परिणाम असा होतो की, कित्येक बहुवारिकांत रेषीय साखळ्यांची (किंवा त्यांच्या खंडांची) पद्धतशीर मांडणी झालेली आहे, असे काही विस्तृत विभाग बनतात. त्यांना स्फटिकी प्रदेश (किंवा ‘क्रिस्टलाइटे’) म्हणतात. लांब केलेल्या पूर्ण साखळीशी तुलना केली, तर हे प्रदेश बरेच लहान असतात बाकीचा भाग अस्फटिकी असतो.कोणतेही बहुवारिक संपूर्ण स्फटिकी नसते. सामान्यतः घनरूपात असलेली बहुवारिके स्फटिकी व अस्फटिकी विभागांची मिळून झालेली असतात. ज्या साखळ्यांच्या एककांत सममिती असते, त्यांमध्ये स्फटिकी प्रदेश बनण्याची शक्यता जास्त असते. साखळ्यांच्या पार्श्वशाखांमध्ये मोठमोठे अणुगट असतील, तर स्फटिकी प्रदेश बनणे अवघड होते कारण त्यामुळे साखळ्या एकमेकींच्या जवळ येणे कठीण असते. पॉलिअमाइडे व प्रथिने वर्गातील नियमित भूमितीय रचना असलेल्या साखळ्यांमध्ये द्विध्रुवी प्रेरणा (दोन ध्रुवीय रेणूंच्या विद्युत् द्विध्रुवीय परिबलांच्या परस्पर क्रियेमुळे निर्माण होणारी प्रेरणा विद्युत् भाराचे परिमाण व त्याच्या विरूद्ध भारापासूनचे त्याचे अंतर यांच्या गुणाकाराला विद्युत् द्विध्रुवी परिबल म्हणतात) किंवा हायड्रोजन बंध (एका रेणूतील एका अणूला जोडला गेलेला हायड्रोजन अणू आणखी त्याच वा दुसऱ्या रेणूतील दुसऱ्या अणूला जोडला जाऊन तयार होणारा बंध) यांच्यामुळे साखळ्यांमधील परस्परांच्या आकर्षणात भर पडते (सूत्र १४).
सूत्र १४. पॉलिअमाइड साखळ्यांमधील संभाव्य हायडोजन बंध
साखळ्यांची किंवा साखळ्यांच्या खंडांची चलनशीलता या गुणाचाही स्फटिकतेवर परिणाम होतो. CH2 सारखी लहान व सममित एकके असलेल्या साखळ्या सुकरतेने समरेषेत येऊ शकतात पण एकके मोठी व असममित असतील, तर तसे होत नाही व त्यामुळे त्यांपासून बनलेली बहुवारिके सुकरतेने स्फटिकी बनत नाहीत.
दिक्व्यवस्थापन: बाहेरून काही प्रेरणा लावलेली नसताना बहुवारिकाचे स्फटिकीकरण होऊ दिले, तर त्यात स्फटिकी प्रदेशांचे दिक्व्यवस्थापन यद्दच्छ होते. एकदिक् (एका दिशेने कार्य करणारी) प्रेरणा लावली, तर त्यांचे व्यवस्थापन होते व त्या प्रदेशांचे अन्वायाम (लांबीच्या दिशेतील) अक्ष प्रेरणेच्या दिशेशी समांतर होतात. स्फटिकता व स्फटिकी प्रदेशांचे दिक्व्यवस्थापन यांचा बहुवारिकाच्या गुणधर्मांवर परिणाम होतो उदा., ताणबल व कडकपणा हे गुणधर्म स्फटिकता वाढल्याने आणि दिक्व्यवस्थापन केल्याने वाढतात. दिक्व्यवस्थापनाने बहुवारिकाला विषमदिक्ता येते व त्याचे भौतिक गुमधर्म (उदा., स्थितिस्थापकता) निरनिराळ्या दिशांनी वेगवेगळी आढळतात. स्फटिकता असलेले बहुवारिक थंड असताना (तंतू वा अन्य आकार देण्यासाठी) खेचले म्हणजे त्यांतील स्फटिकी प्रदेशाचे दिक्व्यवस्थापन होते.
वितळबिंदू(Tm) : एकवारिकी (एककाची पुनरावृत्ती नसलेल्या) स्फटिकी घन पदार्थांचे वितळबिंदू रेखीव असतात परंतु अंशतः स्फटिकी बहुवारिके मर्यादित तापमानकक्षेत वितळतात. बहुवारिकाचा वितळबिंदू (Tm) म्हणजे ज्या तापमानाला त्याची सर्व स्फटिकी अवस्था नाहीशी होते ते तापमान होय. रेणुभार वाढेल तसतसा वितळबिंदू वाढत जातो. Tm चे मूल्य ठरविण्यासाठी बहुवारिकाची विशिष्ट घनफळमूल्ये (घनतेचे व्यस्तांक) आणि त्या त्या वेळची तापमाने यांचा आलेख काढतात. आलेल्याच्या वक्रात ज्या तापमानास आकस्मितविकार दिसून येईल ते तापमान म्हणजे Tm होय. बहुवारिक साखळ्यांच्या संरचनांचा या भौतिक गुणधर्मावर परिणाम घडतो. उदा., पॉलिॲक्रिलोनायट्राइलाचा वितळबिंदू ३००° से. आहे पण पॉलिमिथिल ॲक्रिलोनायट्राइलाचा ११५° से. आहे. पॉलिमिथिल ॲक्रिलोनायट्राइलामधील लोंबत्या मिथिल गटामुळे साखळ्यांमधील परस्पराकर्षण कमी होते व त्यामुळे येथेवितळबिंदूत घट होते. ॲलिफॅटिक पॉलिएस्टरांचे वितळबिंदू सामान्यतः १००° से. पेक्षा कमी असतात, याचे कारण –O–CO– व –O–CH2– या एककांमध्ये असणारा लवचिकपणा हे होय. पॉलिएथिलीन टेरेप्थॅलेटामध्ये बेंझीन वलय आहे त्यामुळे साखळीस आलेल्या ताठरपणामुळे त्याचा वितळबिंदू २६५° से. इतका चढला आहे. पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलिनाचा वितळबिंदू (३२७° से.) याच कारणामुळे पॉलिएथिलिनाच्या वितळबिंदूपेक्षा (१३५° से.) उच्च आहे.
काच-संक्रमण तापमान (Tg): नेहमीच्या तापमानास संपुंजित रूपात असलेली बहुवारिके (१) रबरासारखी स्थितिस्थापक, मऊ व लवचिक तरी असतात किंवा (२) काचेसारखी ठिसूळ व कठीण असतात. पहिल्या प्रकारची बहुवारिके क्रमशः थंड केली, तर असे एक तापमान येते की, त्या तापमानास त्यांचे मूळचे रबरसदृश गुण जाऊन त्यांना काचसदृश गुण येतात. तसेच दुसऱ्या प्रकारची बहुवारिके क्रमशः तापविली, तर एका ठराविक तापमानास ती स्थितिस्थापक, मऊ व लवचिक बनतात. ज्या तापमानाला हा गुणधर्मातील फरक घडून येतो त्याला काच-संक्रमण तापमान (Tg) म्हणतात. वितळबिंदू (Tm) प्रमाणेच विशिष्ट घनफळ आणि तापमान यांचा आलेख काढून काच-संक्रमण तापमान ठरविता येते. प्रणमनांक (प्रकाशाचा निर्वातातील वेग व त्याचा दिलेल्या माध्यमातील वेग यांचे गुणोत्तर), विशिष्ट उष्णता (दिलेल्या पदार्थाचे तापमान १° से. ने वाढविण्यास लागणारी उष्णता व तितक्याच वस्तुमानाच्या पाण्याचे तापमान १° से. ने वाढविण्यास लागणारी उष्णता यांचे गुणोत्तर) इ. भौतिक गुणधर्मही या कामी वापरता येतात. काच-संक्रमण तापमानाचा संबंध बहुवारिकातील अस्फटिकी प्रदेशाशी पोहोचतो. या तापमानास साखळ्यांच्या खंडांना सहसंबद्ध हालचाल करण्यास लागणारी औष्णिक ऊर्जा प्राप्त होते. या तापमानापेक्षा कमी तापमानास साखळ्यांतील अणू एखाद्या थिजलेल्या घन पदार्थातील अणूसारखे असतात व त्यामुळे बहुवारिक कठीण व काचसदृश बनते. Tg तापमानापेक्षा उच्च तापमानास साखळ्यांचे खंड सहसंबद्ध हालचाली करू शकतात व त्यामुळे बहुवारिकास रबराचे लाक्षणिक गुणधर्म येतात.
Tm प्रमाणेच Tg चे मूल्य साखळ्यांच्या परस्परांमधील प्रेरणा आणि ताठरपणा यांवर जवळजवळ सारख्याच प्रमाणात अवलंबून असते. त्यामुळे अंशतः स्फटिकी पदार्थाच्या बाबतीत Tm : Tg हे गुणोत्तर मूल्य जवळजवळ स्थिर असते. कमी रेणुभार असलेल्या साखळ्या लवचिक असल्यामुळे त्यांचे Tg मूल्य कमी असते. रेणुभार वाढल्यास ते वाढते. एखादा विद्रावक, ⇨ प्लॅस्टिकीकारक किंवा एकवारिक बहुवारिकात समाविष्ट असेल, तर साखळ्यांच्या परस्परांमधील प्रेरणांचा प्रभाव कमी होतो व त्यामुळे Tg चे मूल्यही घटते. बहुवारिकात असलेली स्फटिकता व पार्श्वबंधन यामध्ये वाढ झाल्यास Tg चे मूल्यही वाढते. Tg तापमान Tm तापमानाइतकी काटेकोर नसतात व काही बहुवारिकांना एकापेक्षा अधिक Tg तापमाने असतात.
स्थितिस्थापकता:हा गुणधर्म येण्यासाठी बहुवारिकातील साखळ्यांच्या खंडांची स्थानिक हालचाल मोठी पण एकत्रित हालचाल अल्प होईल अशी संरचना असली पाहिजे. अन्यथा साखळ्यांच्या अव्युत्क्रमी (उलटसुलट न होणाऱ्या) घसरण्यामुळे, दाब काढून घेतल्यावर वस्तू मूळचा आकार धारण करू शकणार नाही. साखळ्यांमध्ये एकमेकांपासून दूर असे पार्श्वबंध निर्माण करणे, हाही स्थितिस्थापकता आणण्याचा एक व्यवहार्य मार्ग आहे. त्यासाठी ज्यामध्ये पार्श्वबंध निर्माण होऊ शकतील अशी स्थाने साखळीत असली पाहिजेत. याशिवाय बहुवारिक अस्फटिकी असून त्याचे Tg मूल्यही कमी असले पाहिजे. कारण त्या तापमानाच्या वरच्या तापमानासच बहुवारिक वापरावयाचे असते.
तंतुक्षमता :पुरेशी बळकटी असलेले तंतू बनण्यासाठी बहुवारिकाची समाकर्षक ऊर्जा व स्फटिकता उच्च असल्या पाहिजेत. त्यासाठी साखळीतील एककात रेणवीय सममिती उच्च असणे, Tm मूल्य २००° से.पेक्षा जास्त असणे व Tg मूल्य फार उच्च नसणे या गोष्टींची आवश्यकता असते. कारण दिक्व्यवस्थापन होण्यासाठी Tg तापमानास किंवा त्यापेक्षा जास्त तापमानास खेचण्याची क्रिया करावी लागते. Tg मूल्य फार कमी असूनही चालत नाही कारण तसे असेल, तर त्या तंतूपासून विणलेल्या वस्त्राची घडी फार वेळ टिकणार नाही.
आकार्यता:(आकार धारण करण्याचा गुण). बहुवारिकाचा प्लस्टिक म्हणून उपयोग करावयाचा असल्यास या गुणाची आवश्यकता असते. प्लॅस्टिकांचे उपयोग बहुविध आहेत आणि वस्तू बनविण्याच्या प्रक्रियाही विविध आहेत. म्हणून योग्य ते सर्व गुणधर्म यावे यासाठी तडजोड करावी लागते. समाकर्षक प्रेरणेनुसार स्थितिस्थापक बहुवारिके आणि तंतू बनविण्यास योग्य बहुवारिके या दोहोंच्यामध्ये प्लॅस्टिकांचा वर्ग पडतो. बहुवारिकात प्लॅस्टिकीकारके, स्थिरकारके व वंगणे म्हणून उपयोगी पडतील अशी द्रव्ये मिसळणे, हाही या कामी उपयोगी पडणारा एक मार्ग आहे.
अकार्बनी बहुवारिके:निसर्गात असणारी काही सिलिकेटे बहुवारिकांच्या रूपात आहेत. अकार्बनी संश्लिष्ट बहुवारिकांचा प्रमुख वर्ग म्हणजे सिलिकोने. यातील संयुगात सूत्र १५ मध्ये दर्शविलेली
सूत्र १५. सिलिकोनांची एकके (R – अल्किल किंवा अन्य अणुगट)
एकके निरनिराळ्या प्रमाणात व निरनिराळ्या प्रकारे जोडली जाऊन नानाविध उपयोगी संयुगे बनली आहेत [→सिलिकोने].
सिलिकॉन डायसल्फाइड (सूत्र १६), पॅलॅडियम क्लोराइड (सूत्र १७) आणि सिल्व्हर थायोसायनेट (सूत्र १८) यांशिवाय समचतुर्भुजीफॉस्फरस पेंटॉक्साइड (सूत्र १९) आणि अँटिमनी ट्राय-ऑक्साइडाचा (सूत्र २०) एक प्रकार ही संयुगे बहुवारिकी आहेत.
सूत्र १६. सिलिकॉन डायसल्फाइड
सूत्र १७. पॅलॅडियम क्लोराइड
कमी रेणुभाराची बहुदंती बंधके (ग्राभण) व धातूंचे आयन (विद्युत् भारित अणू) यांपासून किंवा बहुदंती महारेणूंमध्ये धातूंचे आयन समाविष्ट करून अकार्बनी सहसंबद्ध बहुवारिके बनविता येतात (सूत्र २१).
बहुतेक सर्व अकार्बनी बहुवारिके संघनन विक्रियांनी बनविली जातात. कारण समावेशन विक्रियांसाठी लागणारी एकके उपलब्ध नसतात.
अकार्बनी बहुवारिके उच्च तापमानास, रॉकेट तंत्रविद्येमध्ये आढळणाऱ्या अतितीव्र परिस्थितीसारख्या
सूत्र १८. सिल्व्हर थायोसायनेट
सूत्र १९. समचतुर्भुजी फॉस्फरस पेंटॉक्साइड
सूत्र २०. अँटिमनी ट्राय-ऑक्साइड
सूत्र २१. अकार्बनी सहसंबद्ध बहुवारिके
परिस्थितीतही टिकतात, हे त्यांचे वैशिष्ट्य आहे. याशिवाय आसंजके, खते व कापड उद्योगात उपयोगी पडणारी अंतिम संस्करण द्रव्ये म्हणूनही त्यांचा उपयोग होण्याची शक्यता आहे.
प्लॅस्टिके
कार्बनी बहुवारिकांचा हा एक वर्ग आहे. ही बहुवारिके संपूर्ण मानवनिर्मित (साध्या संयुगांपासून बहुवारिकीकरणाने बनविलेली) असतात किंवा नैसर्गिक बहुवारिकांवर रासायनिक विक्रिया करून तयार केली जातात. उष्णतेने ती मऊ व प्रवाही बनतात व त्या अवस्थेत दाब देऊन साच्यांच्या योगाने त्यांना हवा तो आकार देता येतो. या बहुवारिकांचे रेणुभार सु. दहा हजार ते दहा लाख यांच्या दरम्यान असतात. प्लॅस्टिक ही संज्ञा ‘आकार धारण करण्याचा गुण’ या अर्थाच्या ग्रीक शब्दावरून आली आहे. तिची योजना येथे विशेषण म्हणून नव्हे, तर सामान्य नाम म्हणून केली आहे हे लक्षात यावे यासाठी या वर्गाचा उल्लेख प्लॅस्टिके (इंग्रजीत प्लॅस्टिक्स) असा केला जातो.
लाख, मेण, अस्फाल्ट इ. पदार्थांनाही उष्णता व दाब यांचा उपयोग करून आकार देता येतो परंतु व्याख्येप्रमाणे त्यांचा समावेश प्लॅस्टिकमध्ये होत नाही. हे पदार्थ प्लॅस्टिकी (आकार्य) आहेत, प्लॅस्टिके नव्हेत.
बहुतेक सर्व ठिकाणी ही बहुवारिके, त्यांमध्ये इतर पदार्थ मिसळून केलेल्या मिश्रणांच्या रूपात वापरली जातात. म्हणून जेथे केवळ त्या बहुवारिकाचा उल्लेख करावयाचा असेल तेथे तो ‘रेझीन’ या संज्ञेने केला जातो.
मुख्य प्रकार : उष्णतेने होणाऱ्या अंतिम परिणामानुसार प्लॅस्टिकांचे दोन मुख्य प्रकार पडतात ते म्हणजे (१) ऊष्मामृदू व (२) ऊष्मादृढ हे होत. तापविल्याने मऊ व प्रवाही बनणे व थंड झाल्यावर प्रवाहित्व नाहीसे होणे व कडकपणा येणे हा फरक ऊष्मामृदू प्लॅस्टिकांच्या बाबतीत पुनःपुन्हा अनेक वेळा घडवून आणता येतो. याच्या उलट ऊष्मादृढ प्लॅस्टिके प्रथम तापविल्याने मऊ व प्रवाही बनतात आणि साच्याप्रमाणे वस्तूचा आकार धारण करतात. त्यानंतर मात्र ती कायमची अप्रवाही व कडक होऊन राहतात. पुन्हा तापवून त्यांना मऊ व प्रवाही बनविता येत नाही.
ऊष्मामृदू प्लॅस्टिकांच्या संरचना कार्बन अणूंच्या लांबच लांब व सुट्या साखळ्यांच्या बनलेल्या असतात. उष्णता व दाब यांच्या योगाने त्या एकमेकींवरून सुलभतेने घसरू शकतात. त्यामुळेच ती प्लॅस्टिके उष्णतेने प्रवाही आणि मऊ बनतात.
ऊष्मादृढ प्लॅस्टिकांच्या संरचनाही कार्बन अणूंच्या लांब साखळ्यांनी युक्तच असतात व उष्णता दिल्यावर त्या प्रथम एकमेकींवरून घसरू शकतात परंतु त्यानंतर रासायनिक विक्रिया होऊन त्यांमधील एकमेकींशेजारच्या साखळ्या पार्श्वबंधांनी एकमेकींस जखडल्या जातात. त्यामुळे त्रिमितीय जालकांसारख्या रचना तयार होतात व हालचाल करण्यास साखळ्यांना मोकळीक राहत नाही. म्हणून पुन्हा उष्णता व दाब दिल्याने त्या एकमेकींवरून घसरू शकत नाहीत. त्यामुळेच ही प्लॅस्टिके एकदा कडक झाल्यावर पुन्हा मऊ व प्रवाही बनत नाहीत.
वैशिष्ट्ये व उपयोग : व्यवहारोपयोगी वस्तूंना आवश्यक तेवढी बळकटी, हलकेपणा, पारदर्शकता, क्षरणरोधकता (वातावरणाच्या वा अन्य द्रव्यांच्या रासायनिक क्रियेने झिजून न जाण्याचा गुण), चिवटपणा, विद्युत् विरोधकता, जलाभेद्यता, सांधेजोड करण्याची सुलभता,वाटेल तो रंग करण्याची पात्रता, साच्यांच्या योगाने सुकरतेने मोठ्या प्रमाणावर वस्तूंचे उत्पादन करण्याची क्षमता व ग्राहकास परवडेल अशी किंमत या गुणांमुळेच प्लॅस्टिकांच्या वस्तू सोयीस्कर, सुंदर व स्वस्त होऊ शकतात. त्यामुळे पूर्वी जेथे लाकूड, हस्तिदंत, शिंगे, लाख, चिनी माती, चामडी इ. नैसर्गिक पदार्थ वापरले जात अशा अनेक ठिकाणी आता योग्य प्लॅस्टिकांची योजना करणे फायदेशीर झाले आहे. रेझिनांमध्ये इतर पदार्थ मिसळल्याने किंवा त्यावर विविध संस्कार केल्याने वस्तूच्या गुणधर्मात इष्ट बदलही घडवून आणता येतात. या कारणांमुळेच आधुनिक काळात प्लॅस्टिकांच्या उपयोगाचे क्षेत्र फार विस्तृत झाले आहे. काही रेझिनांचे लेप संरक्षक, टिकाऊ आणि शोभादायक असतात. म्हणून त्यांचा उपयोग वस्तुलेपनासाठीही केला जातो [→रंगलेप]. काही रेझिने डिंक व सरस यांपेक्षाही जास्त चिकट व टिकाऊ असतात. ती वस्तू सांधण्यासाठी [→आसंजक] किंवा वस्तूंचे तक्ते एकावर एक याप्रमाणे रचून आणि सांधून स्तररचना बनविण्यासाठी फार उपयोगी पडून घरगुती वस्तू, खेळणी व क्रीडासाहित्य, रुग्णालयातील साधनसामग्री, तसेच संरक्षण, वाहतूक, वास्तुशिल्प, दूरसंदेशवहन यांमध्ये औषधे, पीडकनाशके, स्फोटके इत्यादींच्या उत्पादनात, कापड उद्योग, शेती इ. क्षेत्रांत प्लॅस्टिकांचा उपयोग केला जातो. धातूंच्या पृष्ठभागावर लेपन करून प्लॅस्टिकांचा पातळ थर देता येतो. अशा प्लॅस्टिक-लेपित पृष्ठभागांचा घर्षणांक [→घर्षण] कमी असतो व घर्षणाने होणारी त्यांची झीजही काम असते. त्यामुळे यंत्रांमधील एकमेकांवर फिरणारे भाग प्लॅस्टिक-लेपित केले, तर त्यांना वंगण घालावे लागणार नाही किंवा फारच थोडे घालावे लागेल आणि वंगणरहित म्हणजे कोरडे धारवे (फिरणारे दंड योग्य स्थितीत राहण्यासाठी त्यांना देण्यात येणारे आधार बेअरिंग्ज) साध्य होतील. या कामी नायलॉन- ६६, पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन व पॉलिओलेफिने उपयोगी पडण्यासारखी आहेत. प्रत्यक्ष व्यवहारातील यंत्रसामग्रीत त्यांचा उपयोग करण्याचे प्रयत्न चालू आहेत. अपघातात सापडलेल्या व्यक्तींत व संधिशोथ (हाडांच्या सांध्याची दाहयुक्त सूज) झालेल्या रुग्णांत हाडांच्या जागी बसविण्यासाठी प्लॅस्टिक-लेपित धातू पृष्ठभाग वापरण्यात आलेले आहेत.
रासायनिक संघटनांनुसार वर्गीकरण: रासायनिक संघटनांनुसार प्लॅस्टिकांचे अनेक वर्ग पडतात. त्यांपैकी प्रमुख वर्गांचे विवेचन येथे केले आहे.
सेल्युलोज प्लॅस्टिके: (अ) इ. स. १८५५-६५ च्या दरम्यान अलेक्झांडर पार्क्स या इंग्रज शास्त्रज्ञांनी कापसावर नायट्रिक अम्लाची विक्रिया करून सेल्युलोज नायट्रेट बनविले. त्यामध्ये कापूर मिसळला, तर त्या मिश्रणापासून वस्तू तयार करता येतात, असे त्यांना दिसून आले. याला त्यांनी ‘पार्कसाइन’ हे नाव दिले. याच सुमारास बिलियर्डचे चेंडू बनविण्यासाठी लागणाऱ्या हस्तिदंताचा तुटवडा भासत होता. जे.डब्ल्यू. हायट या अमेरिकन शास्त्रज्ञांनी १८६८ मध्ये सेल्युलोज नायट्रेट व कापूर यांचे मिश्रण त्या चेंडूसाठी हस्तिदंताऐवजी वापरता येते, असे दाखविले व त्यासंबंधीचे एकस्व (पेटंट) मिळविले. ‘सेल्युलॉइड’ या व्यापारी नावाने ओळखले जात असलेले हे पहिले प्लॅस्टिक होय. छायाचित्रणाची, विशेषतः चित्रपटासाठी वापरण्यात येणारी फिल्म, खेळणी इ. वस्तू बनविण्यासाठी हे अनेक वर्षे फार लोकप्रिय होते. कारण हे ऊष्मामृद् असून हव्या त्या रंगाच्या वस्तू यापासून बनविता येतात. तथापि याचे ताणबल आणि विद्रावकरोध बरोच कमी आहेत. चटकन पेट घेणे हाही याचा दोष असल्यामुळे याच्या वस्तू वापरताना आगीचा धोका असतो. त्यामुळे दुसरी बिनधोक प्लॅस्टिके उपलब्ध झाल्यावर हे मागे पडले.
(आ) सेल्युलोज अँसिटेट हे आगीचे भय नसलेले एक बिनधोक प्लॅस्टिक १९१७ च्या सुमारास प्रचारात आले. सरकीवरील आखूड तंतू किंवा लाकडाचा भुसा ॲसिटिक ॲनहायड्राइड, ॲसिटिक अम्ल व अल्प प्रमाणात सल्फ्यूरिक अम्ल यांचे मिश्रण नियंत्रित तापमानास तापवून हे तयार करतात. डायमिथिल थॅलेट, ट्रायफिनिल फॉस्फेट इ. संयुगे प्लॅस्टिकीकारके म्हणून व वस्तूला इष्ट रंग यावा म्हणून आवश्यक ती रंगद्रव्ये यांचे मिश्रण करून बनविलेली तयार मिश्रणे मिळतात. ती या प्लॅस्टिकाच्या वस्तू बनविण्यासाठी वापरतात.
छायाचित्रणात वापरण्यात येणारी सुरक्षित फिल्म, तसेच हत्यारांच्या मुठी, उद्योगधंद्यात उपयोगी पडणारे नेत्रसंरक्षक चष्मे इत्यादींसाठी हे वापरले जाते. चुंबकीय ध्वनिमुद्रणाच्या फितीसाठी हे वापरतात.
(इ) सेल्युलोज ॲसिटेट ब्युटिरेट हे या वर्गाचे प्लॅस्टिक १९३८ च्या सुमारास उपलब्ध झाले. वातावरण व उष्णता यांच्या अनिष्ट परिणामास विरोध करणे व आकार कायम टिकविणे या गुणांत हे सेल्युलोज ॲसिटेटापेक्षा सरस आहे. याची विद्युत् निरोधकताही अप्रतिम आहे. हे चित्रपटाच्या फिल्मसाठीही उपयोगी पडते.
(ई) एथिल सेल्युलोज हे प्लॅस्टिक सरकीवरील आखूड तंतू किंवा लाकडाचा भुसा, दाहक (कॉस्टिक) सोडा व एथिल क्लोराइड यांपासून बनवितात. त्यामध्ये डायमिथिल नॅप्थॅलीन, ट्रायफिनिल फॉस्फेट इ. प्लॅस्टिकीकारके मिसळून साचेकामासाठी वापरावयाची मिश्रणे बनविली जातात.
यांशिवाय सेल्युलोज प्रोपिऑनेट, कार्बॉक्सी मिथिल सेल्युलोज इ. सेल्युलोज संयुगेही प्लॅस्टिके म्हणून उपयोगी पडतात.
केसीन प्लॅस्टिक: इ. स. १९०० च्या सुमारास डब्ल्यू. क्रिशे आणि ए. श्पिटेलर यांनी दुधातील ⇨ केसीन या प्रथिनापासून बनणाऱ्या प्लॅस्टिकाचे एकस्व मिळविले. या प्लॅस्टिकाचा उपयोग करताना केसिनापासून साच्याच्या योगाने वस्तू बनवितात व नंतर ती फॉर्माल्डिहाइडामध्ये बुडवून ठेवतात त्यामुळे वस्तू कठीण बनते. पूर्वी याचा उपयोग गुंड्या, बकले, अलंकार इत्यादींसाठी मोठ्या प्रमाणात केला जाई पण आता हा प्रकार जवळजवळ नामशेष झाला आहे. कारण पाण्याच्या संपर्काने याच्या वस्तूंचा आकार बिघडतो, हा या प्लॅस्टिकाचा एक मोठा दोष आहे.
फिनॉलिक प्लॅस्टिके:बेकलँड यांनी १९०९ च्या सुमारास फिनॉल व फॉर्माल्डिहाइड यांच्या विक्रियेने बनणाऱ्या ’बेकेलाइट’ या प्लॅस्टिकाचा शोध लावला. मुळात बहुवारिकी संरचना नसलेल्या फिनॉल व फॉर्माल्डिहाइड या साध्या द्रव्यांपासून बनविलेले हे पहिले प्लॅस्टिक होय.
फिनॉले व आल्डिहाइडे यांच्या रासायनिक विक्रियांनी रेझिनासारखे पदार्थ बनतात, हे १८७२ पासून माहीत होते परंतु वस्तू बनविण्यासाठी त्याचा उपयोग करता येत नव्हता. बेकलँड यांनी या विक्रियांचे नियंत्रण करून वस्तू बनविण्यास योग्य अशा टप्प्यावर त्या कशा स्थगित कराव्यात व मिळालेले पदार्थ इष्ट कामासाठी कसे वापरावेत याचे तंत्र बसविले व त्यामुळेच या विक्रियांचा उपयोग प्लॅस्टिकांच्या क्षेत्रात करणे शक्य झाले. अशा रेझिने बनविण्याच्या वेगवेगळ्या कृती ज्ञात आहेत. (अ) एका कृतीत फिनॉल (१ मोल), फॉर्माल्डिहाइड (१-१·५ मोल) आणि सोडियम हायड्रॉक्साइड किंवा अमोनियम हायड्रॉक्साइड हे उत्प्रेरक यांचे मिश्रण नियंत्रित तापमानास तापवितात. विक्रियेमुळे तयार झालेले पाणी ऊर्ध्वपातनाने (उकळून व बाष्प थंड करून) काढून टाकतात व उरलेले रेझीन (नोव्होलॅक) काढून घेतात. हे विद्रावकात विरघळणारे असून लेपनासाठी तसेच कागद, लाकूड किंवा अन्य पदार्थाचे थर एकमेकांस चिकटून स्तररचना बनविण्यासाठीही वापरले जाते. नोव्होलॅक रेझिनात भरणद्रव्य (गुणधर्म व गुणवत्ता सुधारण्यासाठी मिसळावयाची द्रव्ये), रंगद्रव्य इ. पदार्थमिसळून बनविलेली मिश्रणे साचेकामाने वस्तू बनविण्यासाठीही उपयोगी पडतात.
नोव्होलॅक प्रकारच्या रेझिनात प्रथमतः फिनॉल व फॉर्माल्डिहाइड यांच्या विक्रियेने बनलेल्या लांब साखळ्यांच्या संरचनांची बहुवारिके असतात. त्यानंतर त्रिमितीय जालकरूप संरचना बनतात.
सूत्र २२. फिनॉल व फॉर्माल्डिहाइड यांच्या विक्रियेने बनणारे लांब साखळीचे बहुवारिक
(आ) दुसऱ्या एका कृतीत फिनॉल (१) मोल), फॉर्माल्डिहाइड (०·८ मोल) व सल्फ्यूरिक अम्ल हे उत्प्रेरक म्हणून वापरून वरीलप्रमाणे विक्रिया करतात व मिळणाऱ्या रेझिनात भरणद्रव्य, रंगद्रव्य आणि हेक्झॅमिथिलीन टेट्रोमाइन हे द्रव्य मिसळून साचेकामास उपयोगी मिश्रण बनवितात. हे मिश्रण साच्यात भरून तापविल्यावर उष्णतेने हेक्झॅमिथिलीन टेट्रामाइनाचे अपघटन होते (घटक अलग होतात) आणि फॉर्माल्डिहाइड आणि अमोनिया निर्माण होतात. त्यामुळे मूळच्या रेझिनाचे आणखी बहुवारिकीकरण होऊन त्रिमितीय जालकयुक्त उष्मादृढ प्लॅस्टिक बनते व त्यापासून वस्तू तयार होते.
(इ) फिनॉल (१ मोल), फॉर्माल्डिहाइड (१·५ ते २·५ मोल) व क्षारकीय (अम्लाशी विक्रिया झाल्यास लवण तयार होणारा) उत्प्रेरक वापरून बनविलेले रेझीन ओतकामाने बनविण्यास उपयोगी पडते.
साच्यांत ओतल्यावर ते नियंत्रित काल ठराविक तापमानात ठेवले म्हणजे रासायनिक विक्रिया पूर्ण होऊन वस्तू पक्क्या होतात व काढून घेता येतात.
बेकेलाइटाच्या वस्तूवर उष्णता, तेले, वातावरणातील आर्द्रता व अम्लधर्मी पदार्थ अनिष्ट परिणाम होत नाही. हे रेझीन उत्कृष्ट विद्युत् विरोधक व विद्युत् अपारक (ज्यात शक्तीचा किमान ऱ्हास होऊन विद्युत् क्षेत्र टिकवून ठेवता येत असे) आहे. वेगवेगळ्या उपयोगांसाठी वापरता येतील अशी या रेझिनापासून बनविलेली साचेकामास उपयोगी मिश्रणे उपलब्ध आहेत. पेट्या, डबे, विजेचे स्विच, दूरध्वनी उपकरणे, छत सोंगट्या (विद्युत् दिवे छतापासून लोंबकळत्या स्थितीत ठेवण्यासाठी छतावर बसविण्यात येणारी साधने), हत्यारांच्या मुठी इत्यादींसाठी हे वापरले जाते.
या रेझिनाने सांधलेले कागद, कापड इत्यादींचे बनविलेले थरयुक्त ठोकळे व तक्ते यांपासून दंतचक्रे, विमानाचे व रेडिओचे काही भाग, तबके, दरवाजे, पडद्या इ. बनविता येतात.
या रेझिनांपासून बनणाऱ्या वस्तू गडद रंगाच्या होतात. पांढऱ्या किंवा फिक्या रंगछटा असलेल्या वस्तू यांपासून बनविता येत नाहीत.
युरिया-फॉर्माल्डिहाइड प्लॅस्टिक:यूरिया व फॉर्माल्डिहाइड यांच्या विक्रियेने बनणारे यूरिया-फॉर्माल्डिहाइड हे रेझीन १९२६ च्या सुमारास इंग्लंडात उपलब्ध झाले. हे वर्णहीन, गंधहीन व रुचिहीन असून यावर हवेचा, तसेच अन्नातील अम्लाचा अनिष्ट परिणाम होत नाही. प्रकाशाचे अभिसरण (पसरविणे) करण्याचा गुणही याच्या अंगी आहे. प्रदीपन उद्योगात (विविध प्रकारच्या विजेच्या दिव्यांच्या साहाय्याने निरनिराळ्या प्रकारच्या जागांचे प्रकाशन करण्याच्या उद्योगात) विजेच्या दिव्यांच्या जोडीने लागणारे विविध भाग, त्याचप्रमाणे विद्युत् निरोधक म्हणून हे प्लॅस्टिक वापरले जाते. प्रकाश-परावर्तक, भिंगे, दांडे, मुठी, बाटल्या, डब्या व त्यांची झाकणे, गुंड्या, थाळ्या, खेळणी यांसाठी हे वापरले जाते. हे अनेक रंगात तयार करता येते. वस्तूच्या पृष्ठभागांवर टिकाऊ लेप देता येईल किंवा वस्तू चिटकविण्यासाठी वापरता येईल अशा रूपातही हे रेझीन उपलब्ध आहे.
मेलॅमीन-फॉर्माल्डिहाइड प्लॅस्टिक:मेलॅमीन व फॉर्माल्डिहाइड यांच्या विक्रियेने बनणारे मेलॅमीन-फॉर्माल्डिहाइड हे रेझीन अलीकडे प्रचारात आले आहे. हे उष्मादृढ रेझीन आहे. यूरिया-फॉर्माल्डिहाइड रेझिनापेक्षा हे वातावरण्यात जास्त टिकाऊ व उष्णतेचा परिणाम न होणारे असल्यामुळे विद्युत् उपकरणांचे अनेक भाग, तसेच भोजनाच्या थाळ्या, ताटे, वाट्या, वाडगे इत्यादींसाठी वापरले जाते.
लेपनासाठी व आसंजक म्हणूनही याचा उपयोग होतो. याने सांधलेले तक्तेही उपयोगी पडतात. या रेझिनाच्या विद्रावात भिजवून संस्कार केलेले कापड धुतल्यावर आटत नाही व वापरताना त्याला सुरकुत्या पडत नाहीत. तसेच याचा संस्कार केलेले लाकूड पाण्याने फुगत व कुजत नाही. म्हणून या दृष्टीनेही त्याचा उपयोग होतो.
यूरिया व मेलॅमीन रेझिनांचा अंतर्भाव करून बनविलेले कागद ओले झाले, तरी साध्या ओल्या कागदापेक्षा जास्त मजबूत असतात. म्हणून छायाचित्रणाचे आणि भिंतीस चिकटविण्याचे रंगीत व नक्षीचे कागद (वॉल पेपर्स) यांसाठी ते वापरतात.
पॉलिव्हिनिल प्लॅस्टिके:यामध्ये पॉलिव्हिनिल क्लोराइड, पॉलिव्हिनिल ॲसिटेट, पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉल व पॉलिव्हिनिल ॲसिटाल ही महत्त्वाची होत. (अ) पॉलिव्हिनिल क्लोराइड (पीव्हीसी) : पॉलिव्हिनिल प्लॅस्टिकांपैकी हे सर्वात महत्त्वाचे आहे. एथिलिनाचे क्लोरिनीकरण केल्याने मिळणाऱ्या डायक्लोरोएथेनातून हायड्रोजन क्लोराइड काढून टाकले म्हणजे व्हिनिल क्लोराइड हे पॉलिव्हिनिल क्लोराइडाचे एकवारिक मिळते (सूत्र २३). त्याचे बहुवारिकीकरण केले म्हणजे पॉलिव्हिनिल क्लोराइड मिळते. हे उष्मामृदू प्रकारचे प्लॅस्टिक आहे.
C2H4 |
+ |
Cl2 |
→ |
C2H4Cl2 |
एथिलीन |
क्लोरीन |
डायक्लोरोएथेन |
||
C2H4Cl2 |
→ |
C2H3Cl |
+ |
HCl |
डायक्लोरोएथेन |
व्हिनिल क्लोराइड |
डायड्रोक्लोरिक अम्ल
|
सूत्र २३. एथिलिनापासून व्हिनिल क्लोराइड तयार करण्यातील विक्रिया
साचेकामासाठी लागणाऱ्या तापमानाला याचे अपघटन होऊन डायड्रोक्लोरिक अम्ल बाहेर पडण्याचा संभव असतो म्हणून क्षार (अस्कली), ऑक्साइडे, कार्बोनेटे यांसारखे एखादे स्थिरकारक ऑक्टिल, नोनिल किंवा डेसिल थॅलेट यांसारखे एखादे प्लॅस्टिकीकारक आणि ज्वालाग्राहीपणा कमी करण्यासाठी एखादे फॉस्फेट व भरणद्रव्ये, वंगणे व रंगद्रव्ये मिसळून याची साचेकामाची मिश्रणे बनवितात. त्यापासून साच्यांच्या योगाने अनेक विद्युत् विरोधक भाग, गॅस्केटे (झिरपबंदीसाठी वापरण्यात येणारी साधने), भिंगे, खेळणी, गुंड्या,ध्वनिमुद्रिका इ. वस्तू बनविल्या जातात. बहिःसारण घडाईने (मिश्रण उष्णतेने मऊ करून एखाद्या छिद्रातून या विशिष्ट आकार देणाऱ्या मुद्रेतून दाबाने सारून वस्तू तयार करण्याच्या प्रक्रियेने) याच्या काही मिश्रणांपासून लहान मोठ्या नळ्या, विद्युत् वाहक तारांवरील निरोधक आवरण, तसेच पावसाळी कोटासाठी, अंथरण्यासाठी,वस्तु-आवेष्टनासाठी व गाद्यांच्या खोळींसाठी उपयोगी पडणारे कापडाचे प्रकार बनवितात. रुळांच्या योगाने लाटून याचे तक्तेही बनविले जातात. अंतःक्षेपण घडाईसाठीही (मिश्रण उष्णतेने मऊ करून नंतर थंड साच्यात दावाने भरून वस्तू तयार करण्याच्या प्रक्रियेसाठीही) याची मिश्रणे वापरली जातात. याच्या कलिलरूपाचा [→कलिल] जलविद्राव वस्तूवर आवरण देण्यासाठी वापरता येतो.
(आ) पॉलिव्हिनिल ॲसिटेट : ॲसिटिलिनावर ॲसिटिक अम्लाची विक्रिया केल्याने व्हिनिल ॲसिटेट बनते (सूत्र २४) आणि त्यापासून बहुवारिकीकरणाने पॉलिव्हिनिल ॲसिटेट मिळते. हे ऊष्मामृदू प्रकारचे प्लॅस्टिक आहे. व्हिनिल ॲसिटेट रेझिने दाण्यांच्या रूपात अगर कलिल
CH=CH |
+ |
HOOCH· CH3 |
→ |
CH2=CHOCOCH3 |
ॲसिटिलीन |
ॲसिटिक अम्ल |
व्हिनिल ॲसिटेट |
सूत्र २४. ॲसिटिलिनापासून व्हिनिल ॲसिटेट तयार करण्याची विक्रिया
रूपात उपलब्ध आहेत. त्यांचा उपयोग गरम वितळलेली आसंजके, लॅकर, रंगलेप व विलेपक द्रव्ये करतात.
(इ) पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉल : पॉलिव्हिनिल ॲसिटेटापासून पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉल बनवितात. हे ऊष्मामृद् आहे.
सूत्र २५. पॉलिव्हिनिल ॲसिटेटापासून पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉल बनविण्याची विक्रिया
साचेकाम व बहिःसारण पद्धतीने याच्यापासून वस्तू तयार करतात. या वस्तू चिवट व लवचिक असतात. ग्लिसरीन, एथिलीन ग्लायकॉल इ.प्लॅस्टिकीकारके मिश्र केलल्या पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉलापासून बनविलेल्या नळ्या, वंगण तेल, कार्बनी विद्रावयुक्त रंग कोरड्या धुलाईचे विद्रावक, तसेच आग विझविण्यासाठी आणि प्रशीतनाकरिता उपयोगी पडणारे कार्बनी द्रव पदार्थ यांच्या संपर्काने खराब होत नाहीत. याचे पातळ पापुद्रे पारदर्शक असून लवकर फाटत नाहीत म्हणून ते पिशव्या, कारखान्यात वापरावयाची संरक्षक वस्त्रे यांसाठी वापरले जाते.
(ई) पॉलिव्हनिल ॲसिटाले : पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉलापासून ॲसिटाल्डिहाइड अथवा इतर आल्डिहाइडांच्या विक्रियेने पॉलिव्हिनिल
सूत्र २६. पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉलापासून पॉलिव्हिनिल ॲसिटाले बनविण्याची क्रिया (R = CH3, C2H6 इ.)
ॲसिटाले बनवितात. ही ऊष्मामृद् रेझिने आहेत. ॲसिटाल्डिहाइडापासून बनविलेल्या पॉलिव्हिनिल ॲसिटालाचा उपयोग मुख्यतः आसंजक, विलेपन द्रव आणि अंतःप्रवेशक द्रव्य (वस्तूच्या अंतर्भागात शिरकाव करणारे) म्हणून आणि त्याचप्रमाणे तक्ते, दांडे, नळ्या, छायाचित्रणाची फिल्म इ. वस्तू बनविण्यासाठी केला जातो.
(ई१) पॉलिव्हिनिल ब्युटिराल : ब्युटिराल्डिहाइडाच्या विक्रियेने हे पॉलिव्हिनिल अल्कोहॉलापासून बनविता येते. हे लवचिक व दीर्घ तापमान मर्यादेत आघात-रोधक असून काच, धातू व फिनॉलिक प्लॅस्टिके यांना चांगले चिकटते. काचेचे तक्ते त्यामध्ये पॉलिव्हिनिल ब्युटिरालाचा (किंवा फॉर्माल्डिहाइडापासून बनविलेल्या पॉलिव्हिनिल फॉर्मालाचा) थर घालून एकमेकांस चिकटवून सुरक्षित काच बनवितात. अशी काच आघाताने फुटली, तरी तिचे तुकडे सभोवार उडत नाहीत व त्यामुळे इजा संभवत नाही. ‘बुटव्हार’ हे याचेच एक व्यापारी नाव आहे.
(उ) व्हिनिल क्लोराइड आणि व्हिनिलिडीन क्लोराइड (CH4=C·Cl2) यांच्यापासून बनणारे एक सहबहुवारिक ‘सरान’ या व्यापारी नावाने प्रसिद्ध आहे. ते मजबूत, लवचिक, टिकाऊ, रूचिहीन, गंधहीन व बिनविषारी आहे. कार्बनी विद्रावक, अम्ले व क्षारके यांचा त्यावर परिणाम होत नाही. या गुणांमुळे रासायनिक मिश्रणे व कार्बनी विद्रावक वाहून नेण्यासाठी याच्या नळ्या उपयोगी पडतात. याचे पातळ पापुद्रे खाद्यपदार्थ उद्योगात आवेष्टनासाठी वापरले जातात.
(ऊ) व्हिनिल क्लोराइड आणि व्हिनिल ॲसिटेट यांचे मिळून बनविलेले एक सहबहुवारिक १९२८ सालाच्या सुमारास प्रचारात आले. ते ग्रामोफोनच्या ध्वनिमुद्रिकांसाठी व विलेपन द्रव म्हणून वापरले जाते. पीव्हीसीपेक्षा हे अधिक लवचिक असून त्याचे विद्युत् गुणधर्म चांगले आहेत. ते आग लागल्यास आपोआप विझते आणि ते जलरोधकही आहे. विद्युत् केबलींचे व तारांचे निरोधक आवरण, फर्निचरच्या गाद्यांचे आवरण, प्रवासी साहित्य इत्यादींसाठी त्यांचा उपयोग करतात.
पॉलिस्टायरीन प्लॅस्टिक :(अ) यासाठी लागणारे एकवारिक म्हणजे स्टायरीन हे बेंझीन व एथिलीन यांच्या विक्रियेने दोन टप्यांत मिळविता येते (सूत्र २७). खनिज तेलापासून रसायने बनविण्याच्या प्रक्रियेतही ते तयार होते.
C6H6 |
+ |
CH2=CH2 |
→ |
C6H5– CH2– Ch3 |
बेंझीन |
एथिलीन |
एथिल बेंझीन |
||
C6H5-CH2-CH3 |
→ |
C6H5CH= CH2+H2 |
||
एथिल बेंझीन |
स्टायरीन हायड्रोजन |
सूत्र २७, स्टायरीन बनविण्याच्या विक्रियेतील दोन टप्पे
स्टायरिनाचे बहुवारिकीकरण करून पॉलिस्टायरीन बनवितात. हे ऊष्मामृदू प्रकारचे आहे. हे पारदर्शक, हलके व उष्णतेला टिकणारे असून वाटेल त्या रंगाचे, तसेच अपारदर्शकही बनविता येते. अम्लाचा अथवा जलविद्राव्य रासायनिक पदार्थाचा यावर अनिष्ट परिणाम होत नाही. खनिज तेल व कार्बन विद्रावकांच्या संपर्कात मात्र ते टिकत नाही. यापासून बनविलेल्या वस्तू वजनाने हलक्या, चवरहित आणि गंधरहित असतात. यापासून प्रशीतकातील (रेफ्रिजरेटरमधील) तबके आणि पेट्या, गृहोपयोगी साधने, खेळणी, विद्युत् दिव्यांनाजोडावयाची साधने इ. वस्तू बनविल्या जातात. याचा प्रणमनांक उच्च असल्यामुळे वळविलेल्या भागातून प्रकाश प्रेषण करण्याचा गुण याच्या अंगी आहे. या गुणाचा उपयोग रोषणाई, जाहिराती, वैद्यकीय उपकरणे (उदा., प्रकाश पाडून घसा तपासण्याचे उपकरण) इत्यादींमध्ये केला जातो. हे उत्कृष्ट विद्युत् विरोधकही आहे. अम्लांच्या बाटल्यांची टोपणे, चकचकीत खडे, लोलक, विद्युत् उपकरणांचे भाग व भिंगे यांसाठी हे वापरले जाते. फेसाच्या रूपातील पॉलिस्टायरीन इमारतींमध्ये औष्णिक विरोधक म्हणून वापरले जाते, तसेच शोभादायक, स्तर-रचनात्मक तक्त्यांसारख्या पृष्ठीय पदार्थांना जोडता येते. काचतंतू मिश्र केलेल्या या रेझिनांपासून यंत्रांसाठी संरक्षक झाकणे बनवितात.
(आ) ॲक्रिलोनायट्राइल, ब्युटाडाइन इत्यादींबरोबरही स्टायरिनाची सहबहुवारिके होतात.
ॲक्रिलोनायट्राइल-ब्युटाडाइन-स्टायरीन रेझिने (एबीएस) ही ॲक्रिलोनायट्राइल, ब्युटाडाइन व स्टायरीन यांच्या मिश्रणाचे बहुवारिकीकरण करून अलीकडे बनवितात. पूर्वी स्टायरीन, ॲक्रिलोनायट्राइल, रेझीन आणि ब्युटाडाइन ॲक्रिलोनायट्राइल रबरे यांचे पायसरूपात मिश्रण (एका द्रवाचे त्यात न मिसळणाऱ्या दुसऱ्या द्रवात केलेले कलिलरूपी (मिश्रण) करून ही बनवीत. बळकटी, उष्णतारोध व रसायनरोध हे गुण यांमध्ये असून ती बहिःसारण व अंतःक्षेपण साचेकामासाठी तसेच वस्तू बनविण्याकरिता उपयोगी पडणारे तक्ते करण्यासाठी वापरली जातात. पंख्याची पाती, संचायक विद्युत् घटमालांच्या पेट्या, चक्रे, नळ्या यांसाठीही यांचा उपयोग होतो.
ॲक्रिलिक प्लॅस्टिके : यामध्ये ॲक्रिलिक व मेथॅक्रिलिक अम्ले यांच्या एस्टरांची बहुवारिके आणि ॲक्रिलोनायट्राइलाबरोबर झालेली त्यांची सहबहुवारिके यांचा समावेश होतो.
बहुवारिकीकरणासाठी लागणारी ॲक्रिलिक एस्टरे (CH2=CH–COOR R-CH3,C2H5 इ.), ॲसिटिलीन (CH≡CH), एथिलीन (CH2=CH2) व प्रोपिलीन (CH3–CH=CH2) यांच्यापासून बनवितात. मेथॅक्रिलिक रेझिनांसाठी आवश्यक ती मेथॅक्रिलिक,
मिळविली जातात. त्यासाठीही प्रोपिलीन हे प्रारंभिक द्रव्य म्हणून वापरतात. ॲक्रिलोनायट्राइलाची (CH2=CH–CN) निर्मिती एथिलिनापासून प्रथम एथिलीन सायनोहायड्रीन बनवून त्यापासून किंवा ॲसिटिलीन अथवा प्रोपिलीन यांपासून केली जाते.
या वर्गाची कित्येक रेझिने, पारदर्शक, नितळ, पुरेशी कठीण, आकार कायम टिकणारी, उच्च प्रणमनांक असलेली आणि विद्युत् निरोधक आहेत. सौम्य क्षारके, खाद्य तेले, खनिज वंगणे यांचा त्यांवर अनिष्ट परिणाम होत नाही. साचेकाम, ओतकाम, बहिःसारण व अंतःक्षेपण या प्रक्रियांनी यांपासून वस्तू बनविता येतात.
प्रकाशीय उपकरणांत लागणारी भिंगे, लोलक, परावर्तक व स्पर्शभिंगे (काँटॅक्ट लेन्सेस) बनविण्यासाठी यांचा उपयोग केला जातो. यांचे तक्ते उपकरण-फलक, दिव्यांचे भाग, खिडक्यांची तावदाने यांसाठी, त्याचप्रमाणे मोटारीतील यंत्राचे, भाग, मुठी, दांडे, तसेच दातांच्या कवळ्या बनविण्यासाठी आणि जीवविज्ञानातील प्रदर्शनीय नमुने अवगुंठित करून ठेवण्यासाठी केला जातो.
ॲक्रिलाइट, ल्यूसाइट, प्लेक्सिग्लास ही त्यांची काही व्यापारी नावे आहेत.
पॉलिएस्टर प्लॅस्टिके : बहुक्षारकीय (ज्यांत दोन अगर अधिक H+आयन-विद्युत् भारित अणु – आहेत अशी) अम्ले व बहुहायड्रॉक्सी (ज्यांत तीन, चार वा अधिक हायड्रॉक्सिल-OH-गट आहेत अशी) अल्कोहॉल यांच्या रासायनिक विक्रियेने या वर्गाची रेझिने बनतात. त्यांसाठी वापरलेली अम्ले व अल्कोहॉले ही दोन्ही संतृप्त (ज्यांच्या संघटनेतील सर्व कार्बन अणू एकमेकांना दोन अथवा तीन संयुजाबंधांनी जोडलेले आहेत अशी) किंवा दोन्ही असंतृप्त (ज्यांच्या संघटनेतील काही कार्बन अणू एकमेकांना दोन अथवा तीन संयुजाबंधांनी जोडलेले आहेत अशी) अथवा त्यांपैकी एक संतृप्त व दुसरी असंतृप्त अशीही असू शकतात.
(अ) थॅलिक अँनहायड्राइड व ग्लिसरीन यांपासून बनणारे रेझीन हे संतृप्त अम्ल व संतृप्त अल्कोहॉल यांपासून बनलेल्या प्रकारचे एक उदाहरण होय. अशी रेझिने बनविताना त्यामध्ये एखादे संतृप्त वसाम्ल [→ वसाम्ले] समाविष्ट केले, तर रेझिनाचे मूळचे गुणधर्म बदलतात व ऊष्मादृढ रेझिनाऐवजी ऊष्मामृदू रेझीन मिळते. औद्योगिक प्रक्रियांत वसाम्लाऐवजी ते अम्ल असलेले नैसर्गिक तेल वापरून हा कार्यभाग साधतात. अशा रेझिनांचा उपयोग मुख्यतः वस्तूंच्या पृष्टावर टिकाऊ लेप देण्यासाठी केला जातो.
(आ) असंतृप्त घटकांपासून मिळणाऱ्या रेझिनांमध्ये, मॅलेइक अम्ल (सूत्र २८) व फ्यूमेरिक अम्ल (सूत्र २९) ह्या असंतृप्त अम्लांपैकी एक आणि एथिलीन ग्लायकॉल (सूत्र ३०) आणि प्रोपिलीन ग्लायकॉल
(सूत्र ३१) ह्या संतृप्त अल्कोहॉलांपैकी एक यांपासून मिळणाऱ्या रेझिनांचा समावेश होतो. स्टायरीन किंवा तत्सम असंतृप्त एकवारिकाबरोबर या रेझिनांची विक्रिया होते आणि शेवटी अविद्राव्य व न वितळणारी संयुगे बनतात. त्यामुळे ही रेझीने ऊष्मादृढ होतात. या गुणधर्माचा उपयोग करून अशा मिश्रणात चूर्णरूप चुनखडी किंवा भृत्तिका ही भरणद्रव्ये घालून साच्यांच्या योगाने विद्युत् उपकरणांतील कित्येक भाग बनविले जातात.
कॅल्शियम कार्बोनेट, ॲल्युमिनियम सिलिकेट, काचतंतू इ. द्रव्ये प्रबलके (मजबुती देणारे पदार्थ) म्हणून वापरून या रेझिनांच्या साहाय्याने शर्यतीच्या व इतर मोटारगाड्यांची बाह्यांगे, वल्हवण्याच्या व यांत्रिक नौका, स्नानाची टिपे, दूरध्वनिगृहांची छप्परे, संरक्षक शिरस्त्राणे, टाक्या, पन्हळी इ. उपयुक्त वस्तू बनविता येतात. याचे अर्धपारदर्शक व वेगवेगळ्या रंगांचे तक्ते, घरांची छप्परे, पडद्या इत्यादींसाठी वापरले जातात.
एपॉक्सी प्लॅस्टिके : एपिक्लोरोहायड्रीन व बिस्फिनॉल ए यांची क्षारकीय पदार्थाच्या उपस्थितीत रासायनिक विक्रिया घडविली म्हणजे या वर्गाचे रेझीन बनते (सूत्र ३२).
ही रेझिने दोन रूपांत उपलब्ध आहेत : (१) घनरूप व (२) द्रवरूप. घनरूप प्रकारात मूळ रेझिनांत अतृप्त वसाम्ले किंवा इतर रेझिने यांचा अंतर्भाव केलेला असतो. त्यामुळे त्यांना इष्ट गुणधर्म आलेले असतात. त्यांचा उपयोग पृष्ठ-लेपनासाठी केला जातो.
द्रवरूप प्रकारात मूळ रेझिनांमध्ये डायअमाइने, द्विअम्लीय ॲनहायड्राइडे इत्यादींचा समावेश असतो. त्यामुळे रासायनिक विक्रिया द्रवरूप प्रकारात मूळ रेझिनांमध्ये डायअमाइने, द्विअम्लीय ॲनहायड्राइडे इत्यादींचा समावेश असतो. त्यामुळे रासायनिक विक्रिया होऊन पार्श्वबंध निर्माण होतात. त्यामुळे या स्वरूपात ती ऊष्णदृढ असतात. आसंजन व वस्तुनिर्मिती यांसाठी यांचा उपयोग होतो.
सूत्र ३२. एपॉक्सी रेझीन बनविण्याची विक्रिया
काचतंतू हे प्रबलक वापरून द्रवरूप रेझिनांपासून अनेक वस्तू बनविता येतात. उदा., टाक्या, दाब सहन करणारे नळ, मालवाहतुकीच्या मोटारींची बाह्यांगे इत्यादी. पॉलिएस्टर वापरून बनविलेल्या वस्तूंपेक्षा बळकटी आणि रसायनरोध या गुणांत ही रेझिने वापरून तयार केलेल्या वस्तू सरस ठरल्या आहेत. खनिज भरणद्रव्य मिश्र केलेले द्रवरूप एपॉक्सी रेझीन खाद्यपदार्थ व रसायने बनविण्याच्या कारखान्यांतील जमिनीवर थर देण्यासाठी वापरतात.
एपॉक्सिलाइट, एपॉन, एपॉक्साले, मारासटे, टिपॉक्स इ. व्यापारी नावांनी ती ओळखली जातात.
पॉलिअमाइडे:द्विक्षारकीय अम्ले आणि द्विअमाइने (संघटनेत दोन ॲमिनो गट NH2 असलेली) यांपासून नायलॉन या नावाने प्रसिद्ध असलेल्या रेझिनांपैकी काही बनविली जातात. उदा., नायलॉन-६६ (सूत्र ३६) व नायलॉन-६१० (सूत्र ३७) ही हेक्झॅमिथिलीन डायअमाइन (सूत्र ३३) व अनुक्रमे ॲडिपिक अम्ल (सूत्र ३४) व सेबॅसिक अम्ल (सूत्र ३५) यांपासून मिळणाऱ्या संयुगांच्या बहुवारिकीकरणाने मिळतात.
H2N- (CH2)6 – NH2
सूत्र ३३. हेक्झॅमिथिलीन डाय अमाइन
HOOC – (CH2)4 – COOH
सूत्र ३४. ॲडिपिक अम्ल
HOOC – (CH2)8 – COOH
सूत्र ३५. सेबॅसिक अम्ल
सूत्र- नायलॉन-६६ किंवा पॉलिहेक्झॅमिथिलीन ॲडिपामाइड
सूत्र ३७. नायलॉन-६१० किंवा पॉलिहेक्झॅमिथिलीन सेबेसॅमाइड
नायलॉन-६ हे कॅप्रोलॅक्टमाच्या बहुवारिकीकरणाने (सूत्र ३८) तसेच नायलॉन-११ हे ११-ॲमिनोउंडेकॅनॉइक अम्लाच्या (सूत्र ३९) आणि नायलॉन-१२ हे १२- ॲमिनोडोडेकॅनॉइक अम्लाच्या (सूत्र ४०) बहुवारिकीकरणाने बनविले जाते.
नायलॉने ऊष्मामृदू असून तंतुद्रव्ये म्हणून त्यांचा जसा उपयोग होतो [→ तंतु, कृत्रिम] तसाच वस्तू बनविण्यासाठी होतो. अंतःक्षेपण व बहिःसारण प्रक्रिया आणि फुंक घडाईची (वितळलेल्या वा उष्णतेने मऊ केलेल्या द्रव्यात अंतर्गत दाब निर्माण करून त्याला साच्याचा पोकळ आकार देण्याची) पद्धत त्याकरिता वापरतात.
सूत्र ३८. कॅप्रोलॅक्टमची बहुवारिकीकरण विक्रिया
HOOC – (CH2)10 – NH2
सूत्र ३९. ११ – ॲमिनोउंडेकॅनॉइक अम्ल
HOOC – (CH2)11 – NH2
सूत्र ४०. १२ -ॲमिनोडोडेकॅनॉइक अम्ल
नायलॉने मजबूत, अपघर्षणरोधी व कमी घर्षणांकाची [→घर्षण] आहेत. क्षारके, खनिज तेल, वंगणे, कार्बनी विद्रावक व खनिज अम्लांचे विरल विद्राव यांचे त्यांवर अनिष्ट परिणाम होत नाहीत. या गुणधर्मामुळे दंतचक्रे, गतिमापकातील चाके व इतर यांत्रिक भाग, विद्युत् उपकरणांतील भाग इ. बनविण्यासाठी ती वापरली जातात. स्थिरकारकांचा अंतर्भाव करून त्यांचा उपयोग उच्च तापमान असलेल्या ठिकाणी वापरण्याच्या वस्तूंसाठीही करता येतो.
पॉलियूरेथेने : एखादे डाय-आयसोयायनेट व बहुहायड्रॉक्सी अल्कोहॉल यांच्या विक्रियेने मिळणाऱ्या संयुगाचे बहुवारिकीकरण केले म्हणजे ही रेझिने मिळतात. उदा., टॉलिलीनडाय-आयसोसायनेट व पॉलिएथिलीन ग्लायकॉल यांपासून या वर्गाचे एक रेझीन मिळते. या रेझिनांतील आयसोसायनेट गट एकमेकांशी अथवा पाणी, ग्लायकॉल इत्यादींशी विक्रिया करून उष्मादृढ द्रव्य तयार होते. या रेझिनांचा उपयोग पृष्ठ-लेपनासाठी होतो. टाक्यांची अस्तरे, शस्त्रक्रियेच्या वेळी वापरावयाचे हातमोजे, रूळ, दंतचक्रे इ. वस्तू यापासून बनवितात. पाणी व पॉलिहायड्राक्सी अल्कोहॉल (उदा., पॉलिएस्टरे, पॉलिईथरे) यांबरोबर विक्रिया करून या रेझिनांपासून लवचिक अगर दृढ सूक्ष्म छिद्रमय फेसाचे रूप असलेली प्लॅस्टिक बनविता येतात. लवचिक फेसांचा उपयोग गाद्यागिरद्या, प्रवासी साहित्य, कपडे इत्यादींसाठीकरण्यात येतो. दृढ फेसांचा उपयोग प्रशीतकात, दोन तक्त्यांच्या मधे तसेच वीटकामातील पोकळ जागांत औष्णिक निरोधक म्हणून करतात.
सूत्र ४१. पॉलियूरेथेन बनविण्याची एक विक्रिया
पॉलिओलेफिने : पॉलिएथिलीन (पॉलिथीन) व पॉलिप्रोपिलीन ही रेझिने या वर्गातील प्रमुख होत.
(अ) पॉलिएथिलीन : खनिज तेलापासून भंजन क्रियेने [→खनिज तेल] एथिलीन हा वायू मिळतो. त्याचे बहुवारिकीकरण दोन प्रकारांनी घडविता येते. एका प्रकारात उत्प्रेरक, उच्च उष्णता आणि उच्च दाब (१,०५० ते ३,१५० किग्रॅ/.सेंमी.२) वापरतात. या प्रकारे मिळणाऱ्या प्लॅस्टिकास नीच घनता (एलडी) पॉलिएथिलीन म्हणतात. दुसऱ्या प्रकारात उत्प्रेरक, कमी उष्णता व कमी दाब वापरतात. त्यामुळे उच्च घनता (एचडी) पॉलिएथिलीन हा प्रकार मिळतो.
पॉलिएथिलिनांच्या अंगी रसायनरोध हा एक महत्त्वाचा गुण आहे. ती बहुतेक सर्व कार्बनी विद्रावकांत अविद्राव्य असतात. खनिज अम्लांचाही त्यांवर परिणाम नाही. उच्च तापमानास, तसेच जंबुपार (दृश्य वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलीकडील अदृश्य) किरणांच्या योगाने त्यांचे थोडे ⇨ ऑक्सिडीभवन होते पण काजळीचा (कार्बन-ब्लॅकचा) समावेश करून त्यापासून बचाव करता येतो.
उच्च घनता प्रकाराची घनता ०·९४२ ते ०·९६५ ग्रॅ./सेंमी.३व नीच घनता प्रकाराची ०·९१० ते ०·९२५ ग्रॅ./सेंमी.३असते. उच्च घनता प्रकाराची बळकटी, कडकपणा व वितळबिंदू हे गुणधर्म नीच घनता प्रकाराच्या मानाने उच्च असतात.
अंतःक्षेपण, बहिःसारण व फुंक घडाई या प्रक्रियांनी या ऊष्मामृदू द्रव्यापासून अनेक घरगुती वस्तू (उदा., बादल्या, चाळण्या, पेले इ.), त्याप्रमाणे यंत्रातील विद्युत् निरोधक भाग, प्रयोगशाळेतील पात्रे, नळ्या, दोऱ्या तसेच खेळणी बनवितात. फुंक घडाईने त्यापासून लवचिक अथवा कडक बाटल्या व पिपे बनविली जातात. विद्युत् वाहक तारांवर याचे विद्युत् निरोधक आवरणही चढवितात. हृदयातील झडपांसाठी या वर्गाची प्लॅस्टिके उपयोगी पडतात. अल्काथीन, ॲलॅथॉन, पॉलिथीन इ. व्यापारी नावांनीही हे रेझीन ओळखले जाते.
(आ) पॉलिप्रोपिलीन : प्रोपिलिनाच्या (CH2=CH-CH3) बहुवारिकीकरणाने हे ऊष्मामृदू प्लॅस्टिक बनते. हे पॉलिएथिलिनासारखेच रसायनरोधी आहे. याचा वितळबिंदू उच्च घनता पॉलिएथिलिनापेक्षा जास्त आहे. हे अत्यंत हलके (घनता ०·९०५ ग्रॅ./सेंमी.३) असूनही बळकट व आकर्षक असल्यामुळे फार महत्त्वाचे आहे. उष्ण पाण्यासाठी नळ्या, निर्जंतुक करावयाची रूग्णालयातील साधनसामग्री, धुण्याच्या यंत्रांची पात्रे, गठ्ठे बांधण्यासाठी उपयोगी पडणारी बळकट पट्टी, आकर्षक व मजबूत वेष्टन आणि विणलेली पोती यांसाठी हे फार उपयोगी पडते. यापासून बनविलेल्या बिजागऱ्या, सुटे कागद एकत्र करण्याच्या फाइली व पेट्या यांसाठी वापरता येण्याजोग्या असतात, असे दिसून आले आहे. काच व ॲस्बेस्टसाचे तंतू प्रबलके म्हणून वापरून केलेल्या याच्या वस्तू उष्णतारोधी व ताठर असतात.
(इ) प्रोपिलीन व एथिलीन यांची सहबहुवारिकेही उपयुक्त आहेत.
पॉलिकार्बोनेट प्लॅस्टिके : दोन हायड्रॉक्सिल गट असलेली अल्कोहॉले किंवा फिनॉले (उदा., बिस्फिनॉल ए) आणि फॉस्जीन यांच्या रासायनिक संयोगाने मिळणाऱ्या संयुगाच्या बहुवारिकीकरणाने ही रेझिने बनतात.
आघातरोध (आघात केला असता टिकण्याचा गुण), उच्च तापमानरोध (उच्च तापमान सहन करण्याचा गुण), वस्तू तयार करण्याची सुकरता इ. गुणांत ही रेझिने फार सरस आहेत. त्यांची मजबुती धातूंच्या मजबुतीच्या जवळपास येते. ही ऊष्मामृदू असून अंतःक्षेपण, बहिःसारण व जोडकाम या पद्धतींनी यांच्या वस्तू बनविता येतात.
विद्युत् उपकरणांतील कित्येक भाग, संरक्षक शिरस्त्राणे दूध पाजण्याच्या बाटल्या, रुग्णालयातील दिव्यांची प्रकाश पसरविणारी भिंगे, रिव्हेट, खिळे, बोल्ट इ. वस्तू यांपासून बनविता येतात.
सूत्र ४२. पॉलिकार्बोनेट बनविण्याची विक्रिया
पॉलिफिनिलीन ऑक्साइड प्लॅस्टिके : अलीकडे (१९६४-६६) या वर्गाची काही बहुमोल प्लॅस्टिके उपलब्ध झाली आहेत. उदा., पॉलि (२ : ६ डायमिथिल फिनिलीन ऑक्साइड) ही क्षरणरोधक, उत्कृष्ट विद्युत् निरोधक, दाब व आर्द्रता यांना दाद न देणारी व उच्च तापमान सहन करणारी असून त्यांपासून वस्तूही सुलभतेने बनविता येतात. त्यावर धातुलेपन व रंगलेपनही करता येते. या गुणांमुळे पुनःपुन्हा वाफेने निर्जतुकीकरण कराव्या लागणाऱ्या शस्त्रक्रियेच्या उपकरणांसाठी व इतरत्र अनेक ठिकाणी ती उपयुक्त ठरली आहेत.
फ्ल्युओरोकार्बनी प्लॅस्टिके: पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन (पीटीएफई) व पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन-प्रोपिलीन (एफईपी) ही या वर्गाची प्रमुख रेझिने होत. (अ) पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन हे ‘टेफ्लॉन’ या व्यापारी नावानेही ओळखले जाते. ते टेट्राफ्ल्युओरोएथिलिनापासून (सुत्र ४३) बहुवारिकीकरणाने बनविले जाते.
F |
F |
|
। |
। |
|
C |
= |
C |
। |
। |
|
F |
F |
सूत्र ४३. टेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन
(आ) टेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन आणि हेक्झॅफ्ल्युओरोप्रोपिलीन
F |
F |
F |
|||
। |
। |
। |
|||
F_ |
C |
_ |
C |
= |
C |
। |
। |
। |
|||
F |
F |
F |
सूत्र ४४. हेक्झॅफ्ल्युओरोप्रोपिलीन
(सुत्र ४४) यांच्या सहबहुवारिकीकरणाने पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन-प्रोपिलीन बनते.
(इ) पॉलिट्रायफ्ल्युओरोक्लोरोएथिलीन हे केल-एफा (KEL-F) या व्यापारी नावाने प्रसिद्ध आहे.
या रेझिनांची उष्णता सहन करण्याची क्षमता अप्रतिम आहे. ती सु. २६०° से. तापमानास वापरता येतात. काही अपवादात्मक संयुगे (उदा., वितळलेले सोडियम व काही प्ल्युओरीन संयुगे) वगळली, तर इतर कोणत्याही रासायनिक पदार्थाचा त्यांवर परिणाम होत नाही. रासायनिक द्रव्यांशी संपर्क येणाऱ्या पात्रांना अस्तर देण्याकरिता उपयोगी तक्ते, नळ्या, विजेच्या तारांवरील विद्युत् निरोधक आवरण, गॅस्केटे इत्यादींसाठी ही वापरला जातात. धातू व कापड यांच्या विलेपनासाठीही यांचा उपयोग करतात. उष्णता मिळविण्यासाठी सौरऊर्जेचा उपयोग करण्याच्या उपकरणांत याची पटले (फिल्म्स) वापरतात कारण जंबुपार किरणांचा त्यावर अनिष्ट परिणाम होत नाही. शिवाय काचेपेक्षा जास्त सौरऊर्जा यातून पार जाऊ शकते.
(ई) व्हिनिलिडीन फ्ल्युओराइड व हेक्झॅफ्ल्युओरोप्रोपिलीन यांच्या सहबहुवारिकीकरणाने बनणारे एक बहुवारिक कार्बनी विद्रावकरोधी असून २०५° से. इतक्या उच्च तापमानास टिकते, असे दिसून आले आहे.
निकामी हाडांच्या जागी शरीरात बसविण्यासाठी या वर्गाची काही प्लॅस्टिके उपयोगी पडतात.
कार्बनी प्लॅस्टिकांच्या काही उणिवा :कार्बनी बहुवारिके सु. ३००° से. तापमानापेक्षा जास्त तापमान असेल, तर टिकत नाहीत ती वितळतात किंवा ऑक्सिडीभवनाने अपघटन होऊन त्यांपासून ज्वालाग्राही वायूही निर्माण होऊ शकतात. त्याचप्रमाणे उष्ण कार्बनी द्रव पदार्थाच्या (उदा., तेले) सान्निध्यात ती फुगतात वा विरघळतात. या दोषांमुळे कित्येक ठिकाणी त्यांचा वापर करता येत नाही पण आधुनिक संशोधनाने या उणिवा दूर करणे शक्य होत आहे.
सिलिकोन प्लॅस्टिके : या रेझिनांच्या संघटनेत सिलिकॉन व ऑक्सिजन यांचे अणू एकाआड एक जोडले जाऊन बनलेल्या साखळ्या असतात व सिलिकॉन अणूंना अल्किल गट जोडलेले असतात.
सूत्र ४५. सिलिकोन रेझीन (R = मिथिल, एथिल इ. अल्किल गट).
या वर्गाची रेझिने कार्बन अणूंच्या साखळ्या असलेल्या रेझिनांपेक्षा जास्त उच्च तापमान सहन करू शकतात. त्याचप्रमाणे आर्द्रता-रोध, रसायन-रोध आणि विद्युत् निरोधन या गुणांतही ती कार्बनी रेझिनांपेक्षा श्रेष्ठ आहेत [→सिलिकोने]. स्वयंपाकासाठी उपयोगी पडतील अशी साध्या आणि या वर्गाच्या प्लॅस्टिकांची भांडी बनविण्याचे प्रयत्न चालू आहेत.
अंतराळात संचार करणारी याने, कृत्रिम उपग्रह, रॉकेट यांच्या बांधणीमध्ये काही विशेष गुणांच्या बहुवारिकांची आवश्यकता असते. उच्च तापमान दीर्घकाल सहन करू शकणारी, परिमाण-स्थैर्य असलेली (आकारमान कायम ठेवू शकतील अशी), जंबुपार किरणांशी दीर्घकाल संपर्क येऊनही ज्यावर अनिष्ट परिणाम होणार नाही अशी ती असावी लागतात. या संबंधाने जे संशोधन चालू आहे त्यामुळे वरील गुण कमीजास्त प्रमाणात असलेली अनेक अकार्बनी संयुगे उपलब्ध झाली आहेत व उत्तरोत्तर आणखी उपलब्ध होतील.
प्रगतीच्या दिशा : आधुनिक कालातील विविध औद्योगिक व यांत्रिक घडामोडी, अंतराळ संशोधन इत्यादींमुळे पूर्वीपेक्षा जास्त बळकट, उच्च तापमान सहन करू शकतील आणि क्षरणकारी रासायनिक पदार्थाच्या सान्निध्यातही टिकू शकतील अशा बहुवारिकांची आवश्यकता निर्माण झाली आहे. बहुवारिकाचे यांत्रिक गुणधर्म आणि संरचना यांचा जो अन्योन्यसंबंध माहीत झाला आहे, त्याचा उपयोग करून अशा इष्ट गुणधर्माची कित्येक बहुवारिके बनविणे आता साध्य झाले आहे. अणुकेंद्रीय चुंबकीय अनुस्पंदन तंत्र [→अनुस्पंदन] व इतर शास्त्रीय प्रायोगिक साधनांच्या योगाने संरचनांचे ज्ञानही जास्त काटेकोरपणे होऊ लागले आहे व त्याचा या कामी फार उपयोग होतो.
रेणवीय संरचनेमध्ये बहुवारिकातील घटक मूलद्रव्ये, त्यांची जोडणी, सरासरी रेणुभार, त्याचे वितरण, पार्श्वशाखा, स्फटिकी व अस्फटिकी प्रदेश यांचा समावेश होतो. बहुवारिकाचे गुणधर्म रेणवीय अधिसंरचनेवरही अवलंबून असतात. ही अधिसंरचना वस्तूमध्ये झालेली बहुवारिक रेणूंची भूमितीय रचना आणि रेणूंमधील पार्श्वबंधन यांवर अवलंबून असते आणि ते बहुवारिकावर होणाऱ्या विविध प्रक्रियांनी सिद्ध होते. रेणवीय संरचना बहुवारिकांच्या निर्मितीत होणाऱ्या संश्लेषण विक्रियांनी ठरविली जाते.
संरचनेत हेतुपुरःसर फरक करून बनविलेल्या इष्ट गुणधर्माच्या बहुवारिकांची काही उदाहरणे पुढे दिली आहेत.
नायलॉन-६६ या बहुवारिकावर आर्द्रतेचा परिणाम होतो. त्याचे कारण त्यामध्ये अमाइड गट वारंवार येतात हे आहे. या बहुवारिकापासून बनविलेल्या वस्तूंचे ताणबल व चिवटपणा, परिसरातील आर्द्रतेचे प्रमाण वाढले म्हणजे कमी होतात व वस्तूंचे आकारमानही कायम राहत नाही परंतु बिस् (४-ॲमिनो सायक्लोहेक्झिल) मिथेन आणि डोडेकॅनडायॉयिक अम्ल यांपासून बनविलेले सूत्र ४६ (आ) मध्ये.
सूत्र ४६. (अ) नायलॉन – ६६, (आ) बिस् (४ – ॲमिनोसायक्लोहेक्झिल) मिथेन आणि डोडेकॅनडायॉयिक अम्ल यांचे बनविलेले बहुवारिक.
दाखविलेली संरचना असलेले बहुवारिक याबाबतीत जास्त समाधानकारक ठरते, असे दिसून आले आहे. याचे एक कारण त्यामध्ये आर्द्रताशोषणशील अमाइड गटांची वारंवारता नायलॉन-६६ मध्ये आहे, त्यापेक्षा कमी आहे आणि दुसरे म्हणजे यांतील सायक्लोहेक्झिल वलये नायलॉन-६६ मधील CH2 गटांपेक्षा मोठी असल्यामुळे त्यांची चलनशीलता कमी आहे. या कारणामुळे यांच्या धाग्यांच्या कापडाचे कपडे लवकर वाळतात आणि वाळल्यावर इस्त्री न करताही वापरता येतात.
संरचनेत ॲरोमॅटिक अमाइडे असलेली पॉलिअमाइडे उष्णतारोधक असतात. तशीच ज्वालाग्राहितारोधीही असतात परंतु त्यांचे वितळबिंदू फार उच्च असल्यामुळे ती वापरण्यास सोयीस्कर नसतात. हा दोष दूर करण्यासाठी पॉलि (m-फिनिलीनआयसोथॅलामाइड) ही बहुवारिके बनविण्यात आली आहेत. ती उष्णतेत टिकणारी ज्वालाग्राहिताहीन असून वस्तू बनविण्याच्या प्रक्रिया करण्यास सुलभ आहेत.
त्यांचा उपयोग संरक्षक कापड व विद्युत् उपकरणांतील कित्येक भाग बनविण्यासाठी आणि ॲस्बेस्टसाला पर्याय म्हणून केला जातो.
अशाच तत्त्वांचा उपयोग करून यथायोग्य संरचनेने अतिशय मजबूत व ताणले जाण्यास विरोध करणारे
सूत्र ४७. पॉलि (m – फिनिलीनआयसोथॅलामाइड)
बहुवारिक धागे बनविण्यात आले आहेत. त्यांपासून बनविलेले दोर पोलादी तारेच्या दोराइतके बळकट असूनही वजनात सु. १/५ भरतात. सागरीतळाचे छिद्रण करण्यासाठी वापरावयाचे तरते मंच (फलाट) ठाणबंद करण्यासाठी ते वापरले जातात.
बहुवारिकांत विशिष्ट संरचना निर्माण व्हावी यासाठी सहबहुवारिकीकरण तंत्राचाही उपयोग करता येतो.
टेट्राफ्ल्युओरोएथिलिनापासून बनलेल्या पॉलिटेट्राफ्ल्युओरोएथिलिनात रसायनरोध व उष्णता सहन करणे हे गुण अप्रतिम आहेत, तथापि त्याचा रेणुभार फार उच्च असतो व त्यापासून वस्तू बनविणे बरेच अवघड असते परंतु टेट्राफ्ल्युओरोएथिलीन व हेक्झॅफ्ल्युओरोप्रोपिलीन यांचे काही मर्यादित प्रमाण वापरून बनविलेले टेफ्लॉन-एफ ई पी हे सहबहुवारिक साचेकामासाठी वापरता येते. बहिःसारणाने त्याचे आवरण तारांवर सुलभतेने चढविताही येते.
क्लोरोट्रायफ्ल्युओरोएथिलिनाचे एथिलिनाबरोबर सहबहुवारिकीकरण केले असता बनणारी सहबहुवारिके रसायनरोधी, समाधानकारक विद्युत् गुणधर्म असलेली, घडाईस सोपी व ज्वालाग्राहिताहीन आहेत. ती जळालीच तरी निर्माण होणारे पदार्थ इतर विद्यूत् निरोधक पदार्थ जळाल्याने उत्पन्न होणाऱ्या पदार्थांसारखे क्षरणकारी नसतात, हेही त्यांचे वैशिष्ट्य आहे.
अधिरेणवीय संरचनेत फरक केल्याने गुणधर्मात कसा फरक घडवून आणता येतो याचे एक उदाहरण म्हणजे दिक्व्यस्थापनाने दिसून येणारा परिणाम. पॉलिस्टायरीन हे मूलतः अस्फटिकी आणि ठिसूळ असते. त्याचे दिक्व्यवस्थापन एका अक्षाच्या दिशेने केले, तर त्या अक्षाच्या दिशेत त मजबूत व चिवट बनते परंतु त्याच्या आडव्या दिशेत मात्र ते कमजोर व ठिसूळच राहते. दोन्ही अक्षांच्या दिशांनी दिक्व्यवस्थापन केले, तर दिक्व्यवस्थापनाच्या पातळीत सर्व दिशांनी ते बळकट व चिवट बनते.
अभियांत्रिकी प्लॅस्टिके:ज्या ठिकाणी परंपरागत धातूंचा उपयोग आतापावेतो करण्यात आलेला आहे, अशा अनेक ठिकाणी (उदा., घरबांधणीत, रासायनिक उद्योगधंद्यात व यंत्रसामग्रीमध्ये) प्लॅस्टिकांचा उपयोग करणे फायद्याचे असते, असे दिसून आले आहे. कारण प्लॅस्टिके धातूंपेक्षा वजनाने हलकी, क्षरणरोधात सरस आणि गुंतागुंतीचे भाग तयार करण्यात जास्त सोपी असतात व स्वस्तही पडतात. तथापि सामान्य प्लॅस्टिके पुरेशी बळकट नसतात व उच्च तापमान सहन करू शकत नाहीत. आधुनिक काळात उपलब्ध झालेली ॲरोमेटिक बहुवारिके याबाबतीत समाधानकारक ठरली आहेत उदा., ॲरोमॅटिक पॉलिएस्टरे (सूत्र ४८). यांच्या अंगी पॉलिकार्बोनेटांइतका रसायनरोध असून ती त्यांच्यापेक्षा सु.४०° से. उच्च तापमानासही वापरता येतात. ही १९७४ च्या सुमारास प्रचारात आली.
पॅरा-डायक्लोरोबेंझीन आणि सोडियम सल्फाइड यांच्या विक्रियेने बनणारे एक बहुवारिक २८८° से. तापमानापेक्षा जास्त तापमानासच वितळते व २००° से. तापमानापेक्षा कमी तापमान असेल, तर ते कोणत्याही विद्रावकात विरघळत नाही. ते २०४° से. तापमानात साडेसात महिने राहिले, तरी त्याच्या गुणधर्मात फारसा फरक पडत नाही.
सूत्र ४८. ॲरोमॅटिक पॉलिएस्टर
या गुणामुळे उच्च तापमान व क्षरणकारी परिसर असेल अशा ठिकाणी ते बहुमोल ठरते.
उच्च तापमान असताही गुणधर्म कायम राहवेत यासाठी ऊष्मादृढ प्लॅस्टिके बनविणे हाही एक पर्यायी मार्ग
सूत्र ४९. पॉलिइमाइड
आहे. पॉलिइमाइडे या दृष्टीने सोयीची आहेत परंतु त्यांवर वस्तू बनविण्याच्या प्रक्रिया करणे अवघड असते. ही अडचण दूर करण्याचा एक मार्ग म्हणजे या प्लॅस्टिकाचा बहुवारिकपूर्व व विद्राव्य असा पदार्थ बनवून प्रथम त्याचे पटल तयार करणे व त्याचा उपयोग करून रासायनिक पद्धतीने किंवा उष्णतेने पॉलिइमाइडात त्याचे रूपांतर करणे हा होय.
वेगवेगळी बहुवारिके एकत्र वापरूनही वस्तूमध्ये अवश्य ते गुणधर्म आणणे शक्य असते. यासंबंधीही अलीकडे बरेच सैद्धांतिक संशोधन झाले असून काही नवीन तंत्रही साध्य झाली आहेत.
बहुवारिकांच्या स्तर-रचना बनविल्या असता त्या रचनेचे गुणधर्म घटक बहुवारिके, त्यांच्या थरांची भृमितीय मांडणी आणि थरांमधील आंतरपृष्ठांची वैशिष्ट्ये यांवर अवलंबून असतात. हे गुणधर्म म्हणजे घटकांच्या गुणधर्मांची केवळ गोळाबेरीज किंवा सरासरी असते असे नाही. कित्येकदा गुणधर्म गोळाबेरजेपेक्षा जास्त किंवा वेगळे आणि कित्येक ठिकाणी अनन्यसाधारण असेही असतात.
पटलांच्या स्तरःरचना करण्याची एक कार्यक्षम पद्धत अलीकडे उपलब्ध झाली आहे. तीमध्ये स्तर-रचना बनविण्याची दोन अथवा अधिक बहुवारिके वितळलेल्या स्थितीत, एकावर दुसरे येईल अशा तऱ्हेने एकत्र करून त्याचे बहिःसारण करतात. या तऱ्हेने शेकडो पातळ थर असलेल्या स्तरःरचना बनविणे सुसाध्य झाले आहे.
दोन ऊष्मामृदू बहुवारिके वितळलेल्या स्थितीत मिसळली व थंड करून घनरूप होऊ दिली, तर सामान्यतः दोन वेगवेगळ्या प्रावस्था (घन, द्रव वा वायू स्थिती) असलेले संकर द्रव्य तयार होते. ते बहुधा निरूपयोगी असते. तथापि अशा काही बहुवारिकांच्या मिश्रणांचे गुणधर्म मात्र घटक द्रव्यांच्या गुणधर्माहून सरस असतात व त्यामुळे ती व्यवहारात उपयुक्त ठरतात, असे दिसून आले आहे. उदा., पॉलिस्टायरीन व पॉलिफिनिलीन ऑक्साइड यांपासून बनविलेली विशिष्ट मिश्रणे. त्यांना ‘नोरिल’ असे म्हणतात. पॉलिस्टायरीन (पीएस) हे कठीण, काचेसारखे पण ठिसूळ व संस्कारक्षम बहुवारिक आहे. पॉलिफिनिलीन ऑक्साइड (पीपीओ) हे एक चिवट व तापमानरोधी अभियांत्रिकी बहुवारिके आहे पण यावर वस्तू बनविण्याच्या प्रक्रिया करणे अवघड असते. या बहुवारिकांच्या मिश्रणाचे गुणधर्म फार उपयुक्त असतात. कारण त्यांच्यावर संस्कार करणे पीपीओ वर संस्कार करण्यापेक्षा सोपे असते आणि त्याचा चिवटपणा व तापमानरोध पीएस पेक्षा जास्त असतो.
मिश्रणीय नसणाऱ्या दोन बहुवारिकांची मिश्रणे, एखाद्या योग्य अशा तिसऱ्या पदार्थाचा उपयोग करून बनविता येतात. उदा., पॉलिस्टायरीन व पॉलिएथिलीन ही एकमेकांत मिसळत नाहीत, घनरूपात ती एकमेकांस चिकटतही नाहीत परंतु त्यांच्या एकवारिकापासून बनणारे कलम सहबहुवारिक वापरले असता वितळलेल्या स्थितीत ती मिसळता येतात. अशा मिश्रणाचे गुणधर्मही उपयुक्त असतात.
बहुवारिके ही सामान्यतः विद्युत् निरोधक आहेत असे समजले जाते तथापि १९७० सालानंतर झालेल्या संशोधनावरून काही बहुवारिके (उदा., पॉलिॲसिटिलीन) विद्युत् संवाहक गुणधर्म दर्शवितात, असे दिसून आले आहे. ही बहुवारिके अतिशय जटिल (गुंतागुंतीच्या) संरचनेची असून त्यांच्या विद्युत् संवहन पद्धतीसंबंधी अधिक संशोधन चालू आहे. ही बहुवारिके इलेक्ट्रॉनीय द्रव्ये म्हणून वापरता येतील व त्यांचा विद्युत् छायाचित्रणात मोठ्या प्रमाणात उपयोग होण्याची शक्यता आहे, असा शास्त्रज्ञांनी निष्कर्ष काढलेला आहे.
खनिज तेलाच्या किंमती सतत वाढत असल्यामुळे प्लॅस्टिकांसाठी लागणारा कच्चा माल स्वस्त किंमतीस कसा मिळेल हा प्रश्न तीव्रतेने जाणवू लागला आहे. कृषिक्षेत्रातील वाया जाणाऱ्या किंवा अतिरिक्त उत्पादन असलेल्या पदार्थाचा (उदा., पाने, कणसांचे बुडखे, उसाची चिपाडे इत्यादींचा) उपयोग यासाठी करता यावा या दृष्टीने संशोधन योजना करण्यात येत आहेत. वनस्पतींमधील सेल्युलोज हे द्रव्य वेगळे करावयाचे व नंतर सेल्युलेज या एंझाइमाने (जीवरासायनिक विक्रिया घडवून आणण्यास मदत करणाऱ्या प्रथिनाने) त्याचे सेलोडेक्स्ट्रीन या लहान रेणूमध्ये रूपांतर करून त्यापासून प्लॅस्टिकासाठी लागणारी द्रव्ये मिळवावी, अशी एक योजना आहे. तापमान व दाब वापरून प्लॅस्टिकांच्या वस्तू बनविता आल्या, तर ऊर्जेची बचत होईल म्हणून तशी तंत्रे शोधून काढण्याचे प्रयत्नही चालू आहेत.
साचेकामाची चूर्णे : प्लॅस्टिकांच्या वस्तू बनविण्यासाठी बहुतेक सर्व ठिकाणी दाणेदार चूर्णे वापरली जातात. ती बहुधा केवळ रेझिनांचीच नसतात, तर रेझिनांमध्ये काही पदार्थ समाविष्ट करून बनविलेल्या समांगी मिश्रणांची असतात. या पदार्थांपैकी काहींचा उपयोग वस्तू स्वस्त पडावी यासाठी होतो, काहींच्या योगाने वस्तूचा कठीणपणा, घनता निरोध इ. गुणांत सुधारणा होते, काहींच्यामुळे वस्तू बनविण्याची क्रिया सुकर होते, काहींमुळे वस्तूला आवश्यक तो रंग येतो, काहींचा उपयोग केल्याने वस्तूवर हवा, पाणी इत्यादींचे अनिष्ट परिणाम होणे टळते आणि काहींमुळे वस्तू साच्याला चिकटून बसत नाही व सहज काढून घेता येते, काहींचा उपयोग उत्प्रेरके म्हणून होतो. वस्तू बनत असताना जर एखादी रासायनिक विक्रिया घडून यावयाची असेल, तर (उदा., फिनॉल-फॉर्माल्डिहाइड प्लॅस्टिके) तिला त्यांच्यामुळे साहाय्य होते.
वस्तू बनविण्याच्या प्रक्रिया : प्लॅस्टिकांच्या वस्तू बनविण्यासाठी पुढील प्रक्रिया वापरल्या जातात.
संपीडन साचेकाम : (आ.१). यासाठी वापरावयाच्या साच्यांचे दोन भाग असतात : (१) खळगा असलेला व (२) खळग्यात बसेल असा उंचवटा असलेला. उंचवटा असलेला भाग खळग्याच्या भागात बसविला असता दोहोंच्यामध्ये थोडे अंतर राहते, ते बनविण्याच्या वस्तूच्या आकाराचे असते. वस्तू बनविण्याकरिता प्लॅस्टिक चूर्ण खळग्यात भरतात व उंचवट्याचा भाग त्यात बसवून इष्ट काल उष्णता व इष्ट तितका दाब देतात. दाब देण्यासाठी द्रवीय दाबयंत्रे, हवा दाबयंत्रे अथवा बाष्प दाबयंत्रे वापरली जातात [⟶ दाबयंत्रे]. उष्णता देण्यासाठी वीज किंवा पाण्याची वाफ यांचा उपयोग केला जातो. सामान्यतः साच्याचा खळगा असलेला भाग दाबयंत्राच्या खालच्या तळीला व उंचवट्याचा भाग वरच्या तळीला बसविलेला असतो. या तळ्या तापविण्याची योजना केलेली असते.
रेझीन ऊष्मादृढ असेल, तर इष्ट काल उष्णता व दाब दिल्यावर लगेच साचा उघडून वस्तू काढून घेता येते. रेझीन ऊष्मामृदू असेल, तर मात्र वस्तू बाहेर काढण्याच्या अगोदर साचा गार करावा लागतो.
स्थानांतरण साचेकाम किंवा घडाई : (आ.४). ज्या प्लॅस्टिक वस्तूमध्ये विशिष्ट ठिकाणी धातूंच्या पट्ट्या वा दांडे किंवा तत्सम भाग समाविष्ट करावयाचे असतात अशा ठिकाणी संपीडन साचेकाम पद्धत वापरली, तर ते जाग्यावरून हलण्याचा संभव असतो पण स्थानांतरण साचेकामाने तसे होत नाही. या साचेकामात प्लॅस्टिक चूर्ण खळग्यात भरत नाहीत, तर साच्याच्या वरच्या भागात असलेल्या पात्रात भरतात. तेथे ते गरम करून मऊ बनविले जाते. या पात्राच्या तळाशी एक भोक असून त्यातून मऊ केलेले मिश्रण साच्यात पोहोचेल अशी वाट असते. पात्रात बसेल असा एक दट्ट्या यात असतो. तो पात्रात उतरविला म्हणजे गरम व प्रवाही झालेले मिश्रण बंद साच्यात लोटले जाते. तेथे ते इष्ट तापमान व दाब देऊन योग्य तितका वेळ राहू देतात व नंतर साचा उघडून वस्तू काढून घेतात. वस्तू बाहेर काढणे सोपे व्हावे यासाठी वस्तूला बाहेर ढकलतील अशा दांड्यांची व्यवस्था साच्यात केलेली असते.
अंतःक्षेपण घडाई : (आ.५). ही पद्धत ऊष्मामृदू रेझिनांसाठी उपयोगी पडते. हिच्या योगाने थोड्या वेळात अनेक नग बनविता येतात. यासाठी जे यंत्र वापरतात त्यातील (१) या नरसाळ्यात प्लॅस्टिक चूर्ण भरले म्हणजे (२) या दट्ट्यामुळे वा स्क्रूसारख्या योजनेमुळे ते (३) या साचे जोडलेल्या भागाकडे ढकलले जाते व त्याच वेळी उष्णतेने मऊ व प्रवाही बनते. त्याचे प्रवाही रूप टिकावे यासाठी मार्गामध्ये (४) हा एक तापविलेला धातूचा तुकडा (टॉर्पेडो) ठेवलेला असतो. त्यावरून पुढे जाऊन प्रवाही मिश्रण साच्यात शिरते. नंतर साचा थंड करून वस्तू काढून घेतात.
बहिःसारण घडाई : (आ. ६). शेव किंवा चकली करण्यासाठी आपण वापरतो तो घरगुती सोऱ्या व बहिःसारण यंत्र यांत बरेच साम्य आहे. या यंत्रात ऊष्मामृदू प्लॅस्टिक चूर्ण भरल्यावर ते उष्णतेने मऊ बनते व स्क्रूसारख्या योजनेने पुढेपुढे ढकलले जाते. यंत्राच्या टोकाला एक मुद्रा (डाय) बसविलेली असते तिच्यातून ते अखेरीस बाहेर पडते. जी वस्तू बनवावयाची असेल तिच्या आडव्या छेदासारखी आकृती या मुद्रेमध्ये कापून काढलेली असते. गोलाकार किंवा इतर आकाराच्या छेदाच्या सळया किंवा रूळ, पट्टी, नळी इ. बनविण्यासाठी ही पद्धत फार उपयोगी पडते. बहिःसारणाने बनविता येणाऱ्या विविध आडव्या छेदांच्या अखंड पट्ट्यांचे काही नमुने आ. ७ मध्ये दाखविले आहेत.
मुखांगामध्ये कमीजास्त रुंदीची भेग कापून काढलेली असली म्हणजे बहिःसारण प्रक्रियेने कमीजास्त जाडीचे वितळलेल्या प्लॅस्टिक द्रव्याचे पातळ पटल बाहेर पडते व ते थंड झाले म्हणजे वापरण्यायोग्य होते. असे पटल जास्त पातळ बनवावयाचे असेल, तर बाहेर पडणाऱ्या प्लॅस्टिकावर गार होण्यापूर्वी हवेचा झोत सोडण्याची योजना केलेली असते. तिचा उपयोग करून पटलाची जाडी आवश्यकतेप्रमाणे कमी जास्त करता येते. (आ. ८).
विद्युत् वाहक तारांवर विद्युत् निरोधक ऊष्मामृदू प्लॅस्टिकाचे आवरण देण्यासाठीही अशाच एका यंत्र प्रकाराचा उपयोग केला जातो. त्यामध्ये आवरण द्यावयाचे प्लॅस्टिक मिश्रण बहिःसारित होत असतानाच त्यामध्ये तार समाविष्ट होईल अशी योजना असते. (आ. ९).
फुंक घडाई : (आ. १०). ऊष्मामृदू प्लॅस्टिकापासून बाटलीसारख्या पोकळ वस्तू बनविण्यासाठी ही पद्धत उपयोगी पडते. एका कृतीमध्ये बहिःसारणाने इष्ट प्लॅस्टिकाची प्रथम नळी बनवून घेतात व ती नंतर वस्तू बनविण्याच्या साच्यात पकडली जाते. पाठोपाठ तिच्या पोकळीतून संपीडित (दाबयुक्त) हवा किंवा वाफ सोडली जाते. त्यामुळे नळी फुगून रुंद होते व तिचा पृष्ठभाग साच्याच्या पृष्ठभागाला जाऊन भिडतो व वस्तूचा आकार धारण करतो. साचा थंड करून वस्तू काढून घेतात. प्लॅस्टिकाचा तक्ता वापरूनही या पद्धतीने वस्तू बनविण्यास उपयोगी पडणारे यंत्र प्रकार उपलब्ध आहेत.
निर्वातन घडाई व दाब घडाई : (आ.११). ऊष्मामृदू प्लॅस्टिकाच्या पातळ पत्र्यांना आकार देऊन वस्तू बनविण्यासाठी या पद्धती उपयोगी पडतात. यासाठी निर्वातन पद्धतीत जो साचा वापरतात त्याचा खालील बाजूचा भाग निर्वात करण्याची व्यवस्था असते. प्रथम पत्रा साच्याच्या तोंडावर बसवितात व गरम करतात. त्यामुळे तो नरम बनतो. नंतर खालील बाजूस निर्वात प्रदेश निर्माण केला म्हणजे पत्रा साच्याच्या पृष्ठाला भिडतो व आकार धारण करतो. साचा गार केल्यावर वस्तू काढून घेता येते.
दाब घडाईत गरम पत्र्यावर वरून दाब देण्याची योजना असते. त्यामुळे पत्रा वाकून साच्याच्या पृष्ठावर बसतो व त्याचा आकार धारण करतो.
कॅलेंडरिंग : (आ. १२). प्लॅस्टिकांचे कमी जास्त जाडीचे तक्ते बनविण्यासाठी ही पद्धत उपयोगी पडते. यासाठी वापरावयाच्या यंत्रांत तीन अथवा अधिक रूळ आडवे व एकावर एक येतील अशा तऱ्हेने बसविलेले असतात. तक्ता बनविण्याचे रेझीन प्रथम उष्णतेने नरम करून घेतात व दोन रुळांमधील फटीतून जाऊ देतात. रुळांमधून जाताना ते चांगले तिंबले जाते व अखेरच्या दोन रुळांमधील फटीतून तक्ता बाहेर पडतो. तो गार करतात. शेवटच्या दोन रुळांमधील फट जितकी रुंद असेल तितक्या रुंदीचा तक्ता तयार होतो. कागदाला अथवा कापडाला रेझिनाचा थर द्यावयाचा असेल, तर रेझिनाबरोबरच कापड अथवा कागद रुळावरून जाईल अशी योजना करतात. त्यामुळे रेझिनाचा कमीजास्त जाडीचा थर त्यावर बसतो.
ओतकाम : यासाठी वापरावयाची रेझीन मिश्रणे द्रवरूप किंवा अर्धघनरूप असतात. वस्तू बनविण्याचे साचे उघड्या तोंडाचे असून त्यामध्ये मिश्रण भरून ते गरम पेट्यांत किंवा दाबपात्रांत योग्य त्या तापमानास इष्ट काल ठेवतात व नंतर वस्तू काढून घेतात. ओतकामास योग्य असे फिनॉलिक रेझिनाचे प्रकार उपलब्ध आहेत. ॲक्रिलिक, एपॉक्सी व पॉलिएस्टर रेझिनेही यासाठी वापरली जातात.
पातळ पटले व कमीजास्त जाडीचे तक्तेही ओतकामाने बनविता येतात. त्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या एका उपकरणात इष्ट रेझिनाचा विद्राव धातूच्या अखंड पट्ट्यावर ओतला जातो व नियंत्रक पात्यांनी त्याच्या थराची जाडी इष्ट तेवढी राखली जाते. नंतर तो उष्ण केलेल्या भागातून पुढे जाईल अशी व्यवस्था केलेली असते. तेथे त्यामधील विद्रावक वाफ होऊन बाहेर पडतो व कोरडे पटल तयार होते, ते गुंडाळून साठविले जाते. अशाच प्रकारे कमीजास्त जाडीच्या लाद्याही बनविता येतात व त्यांचे काप करून पातळ पत्रे करतात. पॉलिएथिलीन, पॉलिव्हिनिल क्लोराइड, पॉलिस्टायरीन व ॲक्रिलिक या प्लॅस्टिकांचे तक्ते व पटले या प्रक्रियांनी बनवितात.
प्लॅस्टिक-फेस : (प्रसारित प्लॅस्टिके). रेझिनाचा योग्य विद्रावकात केलेला विद्राव किंवा संधारण (कलिल स्थितीतील सूक्ष्म कण तरंगत असलेला द्रव) घुसळून त्यात हवा अंतर्भूत होऊ दिली म्हणजे फेसलेला
परीक्षण : प्लॅस्टिक वस्तूंच्या अंगी व्यवहारोपयोगी अवश्य ते गुण यथायोग्य प्रमाणात आहेत याची खात्री करून घेण्यासाठी, त्याचप्रमाणे विशिष्ट कामासाठी एखादे प्लॅस्टिक कितपत समाधानकारक होईल हे ठरविण्यासाठी किंवा मागणीमध्ये उल्लेख केलेल्या गुणधर्माबरहुकूम ते आहेत किंवा नाहीत हे कळावे यासाठी प्लॅस्टिक वस्तूंच्या अनेक चाचण्या घेतल्या जातात. त्यांच्या योजना वस्तू ज्या परिस्थितीत वापरल्या जाणार आहेत त्यांना अनुसरून केलेल्या असतात. त्यामध्ये प्लॅस्टिकाच्या भौतिक गुणधर्माचे मापन, रासायनिक विश्लेषण इत्यादींचाही समावेश असतो. प्लॅस्टिक वस्तूवर घेतल्या जाणाऱ्या काही महत्त्वाच्या चाचण्या स्थूलरूपात येथे दिल्या आहेत.
(ई) चाचणी घेण्याच्या दुसऱ्या एका पद्धतीत चाचणी नमुन्यावर निरनिराळ्या कालावधीने एका लहान वजनाच्या साहाय्याने हातोड्याच्या घावासारखे घाव वस्तू भंग पावेपर्यंत घातले जातील, अशी योजना करता येते. या पद्धतीने सांधलेले तक्ते व तत्सम वस्तूंचा आघात-शीण ठरविता येतो.
काही समस्या व त्यांचे निराकरण : प्लॅस्टिकांच्या प्रसारामुळे काही समस्याही निर्माण झाल्या आहेत. प्लॅस्टिके वनस्पतिज व प्राणिज पदार्थांसारखी कुजून नष्ट होत नाहीत. त्यामुळे जुन्या टाकाऊ प्लॅस्टिक वस्तूंच्या कचऱ्यांचे ढीग साठून जागा अडते व मोकळी मैदाने, समुद्रकिनारे, वृक्षराजी यांची रम्यता नाहीशी होऊन त्यांना ओंगळ स्वरूप येते. म्हणून प्लॅस्टिकांच्या निकामी वस्तू पुरून टाकणे किंवा जाळून नष्ट करणे हे उपाय आतापर्यंत वापरण्यात येत परंतु अलीकडे जुन्या वस्तूंचा पुन्हा उपयोग करून घेण्याच्या दृष्टीने प्रयत्न करण्यात आले आहेत. त्यानुसार लवचिक पॉलिव्हिनिल क्लोराइडाच्या वस्तूंमधील प्लॅस्टिकीकारक रसायने परत मिळविणे, त्याचप्रमाणे पॉलिएथिलीन, पॉलिप्रोपिलीन व तत्सम काही प्लॅस्टिकांच्या वस्तूंचे चूर्ण करून त्याचा उपयोग बागेला पाणी देण्याच्या नळ्या, इमारतींमध्ये दालनांचे विभाग करण्यासाठी वापरता येतील असे तक्ते इ. वस्तू बनविण्यासाठी करण्यात येऊ लागला आहे. कोणत्याही ऊष्मामृदू प्लॅस्टिकांच्या टाकाऊ वस्तू वापरून त्यांचे तक्ते किंवा रूळ बनवितील अशी यंत्रेही निघाली आहेत. या तक्ते व रुळांपासून सुतारकामाच्या हत्यारांनी उपयुक्त वस्तू तयार करता येतात.
कोष्टक क्र. २. काही प्रमुख देशांतील प्लॅस्टिकांचे व रेझिनांचे उत्पादन (हजार मेट्रिक टनांत)
पॉलिएथिलीन ही सध्याची ऊष्ममृदू प्लॅस्टिके होत. अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत प्लॅस्टिकांचे उत्पादन सर्वांत जास्त असून जपान, पश्चिम जर्मनी व ग्रेट ब्रिटन यांचे क्रमांक त्यानंतर लागतात.
वरील आकडेवारीत नैसर्गिक कार्बनी पदार्थांपासून रासायनिक रूपांतरणाने वा रासायनिक संश्लेषणाने मिळविलेल्या ऊष्मामृदू व ऊष्मादृढ रेझिनांचा तसेच कोणत्याही रूपातील प्लॅस्टिक द्रव्यांचा समावेश आहे. यात व्हार्निश व रंगलेप, मेणे, संश्लेषित रबर, मानवनिर्मित तंतू व सरक (झिप) बंधकांकरिता खास आकार दिलेल्या प्लॅस्टिक द्रव्यांचा समावेश नाही. संघनन प्रकारात अल्किड रेझिने, ॲमिनोप्लास्ट्स, फेनोप्लास्ट्स, पॉलिअलिल एस्टरे व इतर असंतृप्त पॉलिएस्टरे, एपॉक्सी रेझिने, सिलिकोने इत्यादींचा समावेश आहे. अल्किड रेझिनांत पॉलिहायड्रॉक्सी अल्कोहॉलांची बहुक्षारकीय कार्बनी अम्ले व मॅलेइक अम्ले यांच्याबरोबर संघनन करून मिळणाऱ्या रेझिनांचा समावेश आहे. ॲमिनो प्लॅस्टिकांत अमाइने व अमाइडे यांचे फॉर्माल्डिहाइड, फुरफुराल्डिहाइड इत्यादींशी संघनन करून मिळणाऱ्या द्रव्यांचा समावेश आहे. फेनोप्लास्ट्समध्ये फिनॉल, क्रेसॉल, झायलिनॉल इत्यादींच्या आल्डिहाइडांबरोबरील संघननाने मिळणाऱ्या द्रव्यांचा समावेश आहे. बहुवारिकीकरण प्रकारात पॉलिएथिलीन, पॉलिप्रोपिलीन, पॉलिस्टायरीन, पॉलिव्हिनिल क्लोराइड, पॉलिआयसोब्युटिलीन, पॉलिॲक्रिलिक अनुजात इत्यादींचा समावेश आहे. इतर द्रव्यांत पुनर्जनित सेल्युलोज, कठीनीकरण केलेली प्रथिने तसेच संश्लेषित रेझिने, इतर उच्च बहुवारिके व कृत्रिम प्लॅस्टिक द्रव्ये यांनी संस्कारित केलेली नैसर्गिक रेझिने यांचा समावेश आहे. पुनर्जनित सेल्युलोजामध्ये पुनर्जनित सेल्युलोज, सेल्युलोज नायट्रेट, सेल्युलोज ॲसिटेट इ. सेल्युलोज अनुजातांचा समावेश आहे. सर्व वजने शुष्क द्रव्यांची वा रेझिनांची आहेत.
भारतीय उद्योग : प्लॅस्टिकांच्या वस्तू बनविण्याचा उद्योग भारतात १९२६ पासून सुरू झाला, त्या काळी नित्याच्या व्यवहारातील सामान्य वस्तूंचे उत्पादन होत असे पण त्यासाठी लागणारी रेझिने आयात केली जात.
कोष्टक क्र. ४. लघुउद्योग क्षेत्रातील प्लॅस्टिकाच्या कारखान्यांची प्रवेशवार विभागणी. |
|
प्रदेश |
कारखान्यांची संख्या |
मुंबई शहर, गोवा व महाराष्ट्र |
१,५४० |
गुजरात, मध्य प्रदेश, राजस्थान, दीव, दमण |
१,०२० |
जम्मू व काश्मीर, हरयाणा, हिमाचल प्रदेश, दिल्ली व उत्तर प्रदेश |
१,३५० |
बिहार, ओरिसा, प. बंगाल, आसाम व ईशान्य प्रांत |
१,२३० |
आंध्र प्रदेश, कर्नाटक, तमिळनाडू व केरळ |
१,३०० |
प्लॅस्टिक उद्योगात १९७५ मध्ये सु. ४०० कोटी रूपये भांडवल गुंतलेले होते व त्यापैकी सु. १७० कोटी मूलभूत प्लॅस्टिकांच्या उत्पादनात, १५० कोटी वस्तू बनविण्याच्या, १६ कोटी यंत्रसामग्री तयार करण्याच्या आणि ६४ कोटी साहाय्यक उद्योगात अशी विभागणी आढळते. प्लॅस्टिक उद्योगाने सु. ९ लाख लोकांना रोजगार उपलब्ध करून दिला आहे.
प्लॅस्टिकांच्या आतापर्यंतच्या सर्व उत्पादनासाठी नॅप्था हा कच्चा माल म्हणून वापरण्यात आलेला आहे. भविष्यकाळात तो पुरा पडणार नाही. म्हणून बाँम्बे हायमधून उपलब्ध होणार असलेल्या नैसर्गिक वायूतील एथेन व प्रोपेन हे घटक वापरणारे कारखाने काढणे आवश्यक होईल. खनिज तेल रसायनांप्रमाणेच दगडी कोळशाच्या कार्बनीकरण प्रक्रियेपासून (कोळशातील कार्बनाचे प्रमाण वाढविण्याच्या प्रक्रियेपासून) मिळणारे पदार्थ आणि ग्लिसरीन, एपिक्लोरोहायड्रीन, वसाम्ले, काजूच्या टरफलाचे तेल, बिब्याचे तेल, यूरिया, मेलॅमीन इ. पदार्थही या धंद्यात कच्चा माल म्हणून वापरले जातात. त्यांचे उत्पादन सध्या प्रारंभिक अवस्थेत आहे.
प्लॅस्टिकांच्या वस्तू बनविण्यासाठी लागणारे साचे अंतःक्षेपण, बहिःसारण व फुंक घडाई यांकरिता उपयोगी असणारी यंत्रसामग्रीही आता भारतात तयार होते. ही सामग्री परदेशी यंत्रांच्या तोडीची असून तिची निर्यातही होऊ लागली आहे. ऑस्ट्रेलिया, न्यूझीलंड, सिंगापूर, मलेशिया, थायलंड, हाँगकाँग, मध्यपूर्वेतील सर्व देश, पूर्व व पश्चिम आफ्रिका, तसेच ग्रेट ब्रिटन या देशांना अशी यंत्रे पुरविण्यात आली आहेत. यंत्रांचे सुटे भागही पुरविले जातात आणि यंत्रे खरेदीनंतर त्याची देखभाल करण्यासंबंधी सल्ला दिला जातो. इष्ट उत्पादनानुसार यंत्राची व साहाय्यक सामग्रीची निवड, साच्यांचा अभिकल्प (आराखडा) आणि कारखान्याची मांडणी यांसंबंधी सल्लाही दिला जाऊ लागला आहे.
महाराष्ट्रातील प्लॅस्टिक उद्योग मुख्यतः लघुउद्योग स्वरूपाचा आहे. त्यात मुख्यत्वे प्लॅस्टिकांच्या वस्तू बनविण्याऱ्या कारखान्यांचा समावेश होतो. १९७२ सालापूर्वी प्लॅस्टिकांच्या काही वस्तू छोटे व मोठे कारखाने बनवीत. त्यामुळे परस्परांत स्पर्धा होऊन लहान कारखान्यांना तोटा सहन करावा लागे. यावर एक उपाय म्हणून भारत सरकारने काही वस्तूंचे उत्पादन केवळ लघुउद्योगांसाठी राखून ठेवले आहे.
लघूउद्योगांसाठी राखून ठेवलेल्या काही वस्तू पुढीलप्रमाणे आहेत : पावसाळी कोट व उष्णतेने सांधलेले तत्सम साहित्य, पॉलिप्रोपिलिनाची पटले, काचतंतूंनी प्रबलित केलेल्या वस्तू, पॉलिप्रोपिलीन व गोणपाट किंवा कागद यांच्या स्तर-रचना, दातांचे ब्रश, फौंटन व बॉलपेने, फण्या, कंगवे, पीव्हीसी नळ्या, पॉलिप्रोपिलिनाची खोक्यांना बांधण्याची पट्टी, पॉलिप्रोपिलिनाचे तंतू, पॉलियूरेथेन फेस व त्याच्या वस्तू, तसेच पॉलिस्टायरीन फेस, पिनॉल-फॉर्माल्डिहाइड व यूरिया-फॉर्माल्डिहाइड यांपासून दाब घडाईने बनविलेल्या वस्तू इत्यादी. या संरक्षणामुळे महाराष्ट्रात या लघुउद्योगाची भरभराट होऊ लागली आहे. तिचे स्वरूप कोष्टक क्र. ५ वरून लक्षात येईल.
कोष्टक क्र. ५. प्लॅस्टिक लघुउद्योगांना संरक्षण दिल्यामुळे झालेली त्यांची वाढ. |
||||
|
संरक्षणक्षणपूर्व काल (१९७२) |
संरक्षणकाल (१९७४-७४) |
|
संरक्षणामुळे झालेली वाढ (%) |
कारखान्यांची संख्या |
४२५ |
८६८ |
|
१०४ |
उत्पादनक्षमता |
|
|
|
|
(अ) टनांत |
३९,२०६ |
८८,३२० |
} |
१२५ |
(आ) लक्ष रुपयांत |
६,५९५·३५ |
१४,८०९ |
||
उत्पादन : |
|
|
|
|
(अ) टनांत |
६,७४३ |
२०,७६८ |
|
२०८ |
(ब) लक्ष रुपयांत |
१,०७०·७५ |
४,३४८·५७ |
|
३०६ |
उत्पादनक्षमतेचा उपयोग (%) |
३४ |
४७ |
|
३८ |
यंत्रसामग्री व स्थावर मालमत्तेत भांडवल गुंतवणुक |
|
|
|
|
(लक्ष रुपये) |
१८५·०८ |
५३९·३९ |
|
१९१ |
रोजगार (माणसे) |
२,१३७ |
६,२९५ |
|
१९४ |
अगदीअलीकडे शासनाने आणखीही काही वस्तूंचे उत्पादन लघुउद्योगांसाठी संरक्षित केले आहे.
निर्यात : फौंटन पेने, बॉलपेने, बांगड्या इ. घरगुती वापरण्याच्या वस्तू व त्याचबरोबर उद्योगधंद्यांत उपयोगी उपकरणाचे भाग, त्याचप्रमाणे ग्रामोफोनच्या ध्वनीमुद्रिका, पीव्हीसी, कातड्यासारखे कापड, चादरी, विद्युत् उपकरणांतील विविध भाग, नळ्या, पॉलिएथिलिनाची विणलेली पोती, पॉलिएथिलिनाचे व पॉलिप्रोपिलिनाचे अती पातळ तक्ते, चष्म्यांच्या चौकटी, दंतवैद्यकात उपयोगी पदार्थ, प्रवासी पिशव्या व पीव्हीसीपासून बनविलेल्या इतर वस्तू, नकली जवाहीर इ. वस्तू निर्यात होतात.
अबू धाबी, दुबई, बांगला देश, कुवेत, इराक, मस्कत, सौदी अरेबिया, नायजेरिया, हंगेरी, ग्रेट ब्रिटन, रशिया व यूगोस्लाव्हिया या देशांत भारतीय माल जातो. निर्यात मालाच्या किंमतीची आकडेवारी कोष्टक क्र. ६ मध्ये दिली आहे.
कोष्टक क्र. ६. भारतीय प्लॅस्टिक मालाची निर्यात |
|||
वर्ष |
ठरविलेले लक्ष्य (कोटी रुपये) |
प्रत्यक्ष निर्यात (कोटी रुपये) |
वाढ टक्के |
१९७५-७६ |
१८·०० |
१९·०९ |
२० |
१९७६-७७ |
२२·०० |
२६·०४ |
४४ |
१९७७-७८ |
३५·०० |
२७·३० |
५ |
१९७८-७९ |
३५·०० |
३०·०९ |
९ |
१९७९-८० |
३५·०० |
३५·०० |
१६ |
देशात तयार होणारा कच्चा माल निर्यातसाठी वस्तू बनविण्यास पुरेसा नाही. आयात केलेला कच्चा माल जकातीमुळे महाग पडतो. निर्यात करण्यासाठी बनविण्याच्या वस्तूंकरिता कच्चा माल जकातमुक्त आयात केल्यास तैवान, द. कोरिया व हाँगकाँग येथील बाजारपेठांत माल खपविण्यासाठी इतर देशांबरोबर भारतास चढाओढ करणे शक्य होईल. नवीन बाजारपेठा शोधण्यासाठी आणि नवनवीन वस्तू बनवून खपविणे साध्य व्हावे या दृष्टीने तंत्रज्ञांना परदेशी पाठविण्याच्या योजना आखण्यात आलेल्या आहेत.
पहाः तंतू, कुत्रिम तंतु नैसर्गिक प्लॅस्टिकीकारक बहुवारिकीकरण रेझिने.
संदर्भ : 1. Alfrey,T. Gurnee, E. F. Organic Polymers, Englewood Cliffs, 1967.
2. Alfrey, T. Schrenk, W. J. MultipolymerSystems, Science, 23rd May, 1980.
3. Allen, J.A. An Outline of Polymer Chemistry, Edinburgh, 1968.
4. Anderson, B. C. Bartron, L. R. Collette, J. W. Trends in Polymer Development,
Science, 23rd May, 1980.
5. Arnold, L. K. Introduction to Plastics, London, 1969,
6. Brenner, W. Lum, D. Riley, M. W. High Temperature Plastics, London, 1964.
7. Greenwood, C.T. Banks. W. Synthetic High Polymers, Edinburgh, 1968.
8. Hunter, D. N. Inorganic Polymers, New York, 1964.
9. Mark, H. F. Gaylord, N. G., Ed., Encyclopedia of Polymer Science and Technology,
16 Vols., New York, 1969.
10. Miller, M. L.The Structure of Polymers, New York, 1966,
11. Reboul, P. Bruce, M. Plastics in Building Industry, London, 1968.
12. Ritchie, P. D. A Chemistry of Plastics and High Polymers, New York, 1949.
13. Simonds, H. R. Church, J. M. A Concise Guide to Plastics, London, 1963.
14. सहस्त्रबुद्धे, व. द. प्लॅस्टिक्सच्या जगात, पुणे, १९६८.
पुणतांबेकर, श्री. व्यं. केळकर, गो. रा.
आ.१०. फुंक घडाईतील टप्पे:(अ) उघड्या साच्यात प्लॅस्टिकाची नळी बहिःसारित केली जात आहे:(१) साच्याचा छेद, (२) बहिःसारित नळी(आ) साचा बंद करून नळीत दाबाने हवा सोडली जात आहे:(१) हवा(इ) नळी साच्याच्या आकाराप्र माणे फुगवली गेलेली आहे:(१) हवा, (२) फुगविली गेलेली नळी(ई) तयार झालेली बाटली साच्यातून बाहेर पडत आहे.
“