പോളിമർ ലായനി

പോളിമർ ശൃംഖലകളെക്കുറിച്ചുളള കൂലങ്കഷമായ പഠനങ്ങൾക്കും, മറ്റു ചില സാങ്കേതിക ഉപയോഗങ്ങൾക്കും, പോളിമർ ലായനികൾ ആവശ്യമാണ്. ലഘുതന്മാത്രകളെപ്പോലെ ലായകത്തിലിട്ട് ഇളക്കിയാൽ എളുപ്പത്തിൽ ലയിക്കുന്നവയല്ല ശൃംഖലാ തന്മാത്രകൾ. അവയുടെ വലിപ്പം തന്നെയാണ് ഇതിനു തടസ്സമായി നിൽക്കുന്നത്. പോരാത്തതിന് രാസഘടന, ശൃംഖലാഘടന എന്നിവയും വിലയനപ്രക്രിയയെ ഏറെ സ്വാധീനിക്കുന്നു. വെളളത്തിൽ നിഷ്പ്രയാസം ലയിക്കുന്ന ഗ്ലുക്കോസിന്റെ തന്നെ പോളിമറുകളായ സ്റ്റാർച്ചും സെല്ലുലോസും ഇതിനു പറ്റിയ ഉദാഹരണമാണ്.

വിലയന പ്രക്രിയ

ഇതിന് രണ്ടു വ്യക്തമായ ഘട്ടങ്ങളുണ്ട്.

വിലയന പ്രക്രിയ

ഒന്നാം ഘട്ടം: വീർക്കൽ ((swelling)

അനുകൂലമായ ലായകത്തിലിടുമ്പോൾ ആദ്യം, പോളിമർ ലായകത്തെ ഉൾക്കൊണ്ട്(absorb)ചീർക്കുന്നു(swelling). ഈ ഘട്ടം വളരെ പതുക്കെയേ പുരോഗമിക്കൂ. ഇളക്കുന്നതുകൊണ്ട് വേഗം കൂട്ടാനാവില്ല. ലായകത്തെ ആഗിരണം ചെയ്ത് കുതിർന്നു ചീർത്ത വഴുവഴുത്ത, അതീവ മൃദുപിണ്ഡമാണ് പോളിമർ ജെൽ. ലായകം ജലമാണെങ്കിൽ ഹൈഡ്രോജെൽ എന്നു പറയുന്നു. കുരുക്കുകളുളള പോളിമറാണെങ്കിൽ (crosslinked polymer) പ്രക്രിയ ഇവിടെ സമാപ്തം. അവക്ക് വിലയനമില്ല. ശൃംഖലകൾക്ക് വേറിട്ടു പോകാനാകാത്തത് കൊണ്ടാണ് വിലയനം അസാദ്ധ്യമാവുന്നത്.

രണ്ടാം ഘട്ടം: വിലയനം

വഴുവഴുത്ത മൃദുപിണ്ഡത്തെ ലായകത്തിലിട്ട് ശക്തിയായി ഇളക്കുമ്പോൾ അത് ചെറുകണികകളായി മാറുകയും ക്രമേണ ശൃംഖലകൾ വേർപെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതും പെട്ടെന്നു നടക്കുന്നതല്ലെങ്കിലും ഇളക്കൽ സഹായകമാവും. പരസ്പരം വേറിടുന്നതോടെ ശൃംഖലകൾക്ക് ചലനസ്വാതന്ത്ര്യം (mobility)കൈ വരികയും ലായക തന്മാത്രകളുമായി കൂടുതൽ ഇടപെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ ശൃംഖലാ-ലായക തന്മാതകൾ തമ്മിലുളള ഇടപെടലിനാണ് കൂടുതൽ ( Polymer-Solvent interaction)പ്രസക്തി.

സൈദ്ധാതിക വശങ്ങൾ

ലഘുതന്മാത്രകളെ സംബന്ധിച്ചേടത്തോളം അവയും ലായകതന്മാത്രകളും തമ്മിൽ ഗണ്യമായ വലിപ്പ വ്യത്യാസമില്ല. അതുകൊണ്ട് ചലനസ്വാതന്ത്ര്യവും ഒരു പ്രശ്നമാകുന്നതേയില്ല. ലായനിയുടെ സ്വഭാവവിശേഷതകളെ വിശ്ലേഷണം ചെയ്യുമ്പോൾ ലേയത്തിന്റേയും ലായകത്തിന്റേയും ആനുപാതിക തന്മാത്ര സംഖ്യാംശം ( mole fraction)ആണ് പരിഗണിക്കാറ്. പക്ഷെ, പോളിമറുടെ കാര്യത്തിൽ ലേയത്തിന്റേയും ലായകത്തിന്റേയും തന്മാത്രകളല്ല, അവയുടെ ആനുപാതിക വ്യാപ്തം( volume fraction) ആണ് പരിഗണനക്കെടുക്കുന്നത്.

എല്ലാ ലായകങ്ങളിലും ശൃംഖലകൾക്ക് ഒരേ വ്യാപ്തം ആവണമെന്നില്ല. ശൃംഖലകളും ലായകതന്മാത്രകളും തമ്മിലുളള പരസ്പര ബന്ധം എത്രത്തോളം മെച്ചപ്പെട്ടതാണോ, അതിനനുസരിച്ച് ശൃംഖലകളുടെ പിരിമുറുക്കം കുറയുകയും അവ അയഞ്ഞു കിടക്കുകയും ( relaxed state)ചെയ്യും. മറ്റൊരു ശ്രദ്ധേയകരമായ വസ്തുത ലായനി എത്രത്തോളം നേർപ്പിക്കുന്നുവോ, അതനുസരിച്ച് ശൃംഖലകൾ തമ്മിലുളള ദൂരം വർദ്ധിക്കുന്നു. നേർപ്പിക്കൽ അപരിമേയമാവുന്ന( Infinite dilution) അവസ്ഥയെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയാണ് ശൃംഖലകളുടെ പല സവിശേഷതകളും പഠനവിധേയമാക്കുന്നത്.

പുറംകണ്ണികൾ

1. Iwao Teraoka (2002). Polymer Solutions: An Introduction to Physical Properties (1 ed.). John Wiley & Sons. ISBN 9780471389293.
2. Hiromi Yamakawa (1971). Modern theory of polymer solutions,Harper's chemistry series. Harper & Row.
3. Stefano A. Mezzasalma (2008). Macromolecules in Solution and Brownian Relativity,Volume 15 of Interface Science and Technology. Academic Press,. ISBN 9780123739063.

അവലംബം

Flory, P.J (1953). Principles of Polymer Chemistry. Cornell Univerisity Press. ISBN 0801401348.