बिट्युमेन : निसर्गात आढळणाऱ्या व त्याचप्रमाणे कच्च्या अस्फाल्टयुक्त खनिज तेलाचे [⟶ खनिज तेल] ऊर्ध्वपातन केल्यावर उरणाऱ्या अवशेषातील गडद तपकिरी किंवा काळ्या रंगाच्या कार्बनी पदार्थांना ही संज्ञा लावतात. हे पदार्थ घन किंवा अर्धवट घनरूप व अस्फटिकी असून कठिनता व श्यानता (दाटपणा) या बाबतींत त्यांमध्ये विविधता आढळते. त्यांमध्ये मुख्यतः हायड्रोकार्बनी संयुगे असतात पण अत्यल्प प्रमाणात ऑक्सिजन, नायट्रोजन व गंधक यांची संयुगेही आढळतात. कार्बन डायसल्फाइडात हे विरघळतात.
खनिज पदार्थांबरोबर पूर्णपणे मिश्र झालेल्या रूपात असलेल्या बिट्युमेनाला अस्फाल्ट म्हणतात परंतु ‘अस्फाल्ट’ व ‘बिट्युमेन’ ह्या संज्ञांचा वापर काटेकोरपणे केला जात नाही [⟶ अस्फाल्ट].
जे हायड्रोकार्बनी पदार्थ तापविले असता बिट्युमिने तयार होतात, त्यांना पायरोबिट्युमिने म्हणतात.
इतिहास : इराण, इराक, सौदी अरेबिया व ईजिप्त यांसारख्या मध्यपूर्वेतील देशांत प्राचीन काळी भूपृष्ठावर आढळणाऱ्या निक्षेपातील (साचलेल्या पदार्थातील) अस्फाल्टिक बिट्युमेनाचा विविध प्रकारे उपयोग केला जात असे. त्याला स्लाइम, पिच, बिट्युमेन किंवा अस्फाल्ट म्हणत. रत्ने जडविणे, हत्यारे व उपकरणे मुठीत किंवा बैठकीत घट्ट बसविणे, जहाजांच्या भेगा बुजविणे आणि पदार्थांचा जोड घडवून आणणे यांसाठी संयोजक (सिमेंट) म्हणून ते वापरीत. ईजिप्तमधील लोकांनी प्रेते न कुजता टिकावी (ममी) यासाठी त्यांना गुंडाळावयाच्या वस्त्रात बिट्युमेनाचा अंतर्भाव केल्याचे आढळते. सुप्रसिद्ध बॅबलचा मनोरा बांधताना याचा उपयोग केल्याचा उल्लेख आहे. नैर्ऋत्य इराणात इ. स. पू. ४००० वर्षांपूर्वीपासून बिट्युमेनयुक्त पदार्थ वापरात होते. बिट्युमेनयुक्त वालुकाश्माच्या सुमेरियन कालीन कलाकृती अनेक संग्रहालयांत ठेवलेल्या आहेत.
उत्पत्ती : खनिज निक्षेपामध्ये इतस्ततः विखुरलेल्या बिट्युमेनयुक्त पदार्थाच्या रूपाने बिट्युमेन विस्तृत प्रमाणात विखुरलेले आहे. खनिज तेलांचे साठे व बिट्युमेनी निक्षेप यांचे साहचर्य आढळते व त्यावरून बिट्युमेन व खनिज तेल ही दोन्ही एकाच मूळ पदार्थापासून तयार झाली असावीत. खनिज तेलाचे शेल खडक [⟶ शेल] वगळून, अस्फाल्टे व अस्फाल्टिक पायरोबिट्युमिने ही सर्व वातावरणीय दाब-तापमानाच्या परिस्थितीत खनिज तेलाचे बाष्पीभवन होऊन किंवा अधिक खोलीवर तेलाचे रूपांतरण होऊन तयार झाली असावीत.
उत्पादन : निसर्गात असलेल्या काही खनिज साठ्यांमधून बिट्युमेन काढण्यात येते. गिल्सोनाइट हे नैसर्गिक बिट्युमेन काळे कुळकुळीत, कठीण व ठिसूळ असून ते उटा, कोलोरॅडो व टेक्सस या अमेरिकेतील राज्यांत ठिकठिकाणी सापडते. रॅफीलाइट अर्जेंटिनातील खाणीत व मॅन्जॅक, बार्बेडोस व त्रिनिदाद येथील खाणींतून मिळते. कॅनडातही बिट्युमेनाचा एक मोठा साठा सापडला आहे.
अस्फाल्टयुक्त खनिज तेलाचे ऊर्ध्वपातन (वाफ करून व ती थंड करुन मिश्रणातील घटक अलग करण्याची क्रिया) केल्यावर बिट्युमेन अवशेषरूपाने राहते. मेक्सिको, व्हेनेझुएला व कॅलिफोर्निया येथील खनिज तेल अशा प्रकारचे आहे. तापमान व दाब यांचे नियंत्रण करून कठीण, ठिसूळ आणि मऊ अशा निरनिराळ्या गुणधर्मांचे बिट्युमेनाचे प्रकार मिळविता येतात.अस्फाल्टीन तेले व रेझिने हे बिट्युमेनाचे मुख्य घटक होत. ते वेगळे काढून व यथोचित प्रमाणात मिश्र करून ‘संश्लेषित (कृत्रिम रीतीने घटकद्रव्यांपासून मिळविलेली) बिट्युमिने’ तयार करतात.
गुणधर्म व उपयोग : बिट्युमेनातील घटक बरेच रसायनरोधी (रासायनिक पदार्थांची विक्रिया न होणारे) आहेत तथापि हवा, उष्णता व काही विक्रियाकारके यांची त्यांवर विक्रिया होते. नेहमीच्या तापमानास व प्रकाशात बिट्युमेनाच्या पातळ थरांचे हवेने मंदपणे ⇨ऑक्सिडीभवन घडते परंतु ही क्रिया फार खोलवर पोहोचू शकत नाही कारण बिट्युमेनाच्या थरातून ऑक्सिजन फार सावकाश पार जाऊ शकतो. सु. ३०००सें. तापमानास बिट्युमेनातील काही घटकांचा हायड्रोजननिरास (संयुगातून हायड्रोजन निघून जाणे) होतो आणि त्यामुळे बनलेल्या संयुगांचे बहुवारिकीकरण (दोन वा अधिक रेणू संयोग पावून अधिक गुंतागुंतीच्या संरचनेच्या रेणूचे संयुग बनण्याची क्रिया) होते. त्याचप्रमाणे काही घटकांमध्ये हायड्रोजन समाविष्ट केला जातो. क्लोरिनाची विक्रिया सु. २००० सें. तापमानास घडते आणि सु. १५०० से. तापमानास वितळणारा पदार्थ बनतो.
द्रवरूप सल्फर डाय-ऑक्साइडात बिट्युमेनातील असंतृप्त (इतर अणूंचा वा अणुगटांचा अंतर्भाव करून घेण्याची प्रवृत्ती असलेले) घटक विरघळतात. संहत (विद्रावातील प्रमाण जास्त असलेल्या) सल्फ्यूरिक अम्लाने काही प्रमाणात सल्फोसंयुगे बनतात व काही प्रमाणात बहुवारिकीकरण घडते. संहत नायट्रिक अम्लाने नायट्रो अनुजात (त्यापासून बनलेली इतर संयुगे) बनतात. तसेच हायड्रोकार्बनांचे ऑक्सिडीकरणही होते. अम्लाची तीव्रता आणि तापमान यांवर या विक्रिया अवलंबून असतात.
वितळलेल्या बिट्युमेनातून २७०० से, तापमानास हवा प्रवाहित केल्यास बिट्युमेनाचे अनेक प्रकार मिळतात. अंतर्वेशन (पृष्ठभागाच्या आत शिरणे) आणि मृदूभवन बिंदू (तापमान) या गुणांत त्यांमध्ये विविधता असते. त्यांचा उपयोग रंगलेप बनविण्यासाठी होतो. शुष्कन (जलद वाळणारी) तेले, रेझिने व रंगद्रव्ये यांच्यासह किंवा केवळ बिट्युमेन कार्बनी विद्रावकात (विरघळविणाऱ्या पदार्थात ) विरघळवून विविध रंगलेप बनविले जातात. विद्रावक उडून गेल्यावर बिट्युमेनाचा पातळ व संरक्षक थर रंगलेपित वस्तूवर बसतो. त्याचे गुणधर्म तेले, रेझिने व रंगद्रव्ये यांना अनुसरून वेगवेगळे असतात. या रंगलेपांना नेहमीचे तापमान पुरते. सु. २०५०-२३०० सें. तापमानास वापरावयाचा एक ‘ब्लॅक जपान’ नावाचा रंग प्रकारही प्रचारात आहे.
बिट्युमेनाचे पाण्यामध्ये पायसरूप (एकमेकांत न मिसळणाऱ्या द्रव्यांपासून बनलेले दृढ मिश्रणरूप) केलेले रंगलेपही बनविता येतात. काहींमध्ये रंगद्रव्येही मिसळलेली असतात. त्यांचा उपयोग जलाभेद्यता (पाणी पार जाऊ न देण्याचा गुणधर्म) आणण्यासाठी केला जातो. रंगद्रव्ये नसलेले पायस रंग वस्तूला लावल्याने हवेतील दमटपणा व अनिष्ट परिणामकारक वायू यांपासून संरक्षण होते. अशी पायसे रस्ता दुरूस्ती आणि छप्परांसाठी वापरावयाचे आवरण यांकरिता उपयोगी पडतात.
2. Hoisberg, A. J., Ed. Bituminous Materials, Vol. I. New York, 1964.
3. Taylor, C. J. A, Marks, S, Ed., Solvents, Oils, Resins and Driers, London, 1951.