পলিউরেথেন ফোমের মৌলিক রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া
পলিউরেথেনকে কখনও কখনও পিইউ হিসাবে উল্লেখ করা হয়, যা পলিউরেথেনের সংক্ষিপ্ত রূপ। নাম থেকে বোঝা যায়, আইসোসায়ানেট এবং হাইড্রক্সিল যৌগের প্রতিক্রিয়া দ্বারা গঠিত ইউরেথেন এর চরিত্রগত চেইন লিঙ্ক হিসাবে এর নামকরণ করা হয়েছে। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে, পলিউরেথেনের সাথে জড়িত অনেক রাসায়নিক বিক্রিয়া আছে, বিশেষ করে পলিউরেথেন ফেনা, এবং এমন অনেক প্রধান প্রতিক্রিয়া নেই যা সত্যিই প্রভাবশালী। পলিউরেথেনের বেশিরভাগ রাসায়নিক বিক্রিয়া আইসোসায়ানেটে আইসোসায়ানেট এনসিও-র রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত। এনসিও শুধুমাত্র কার্বামেট গঠনের জন্য হাইড্রোক্সিল যৌগগুলির সাথে বিক্রিয়া করতে পারে না, তবে অন্যান্য "সক্রিয় হাইড্রোজেন" যৌগের সাথে বিক্রিয়া করে বিভিন্ন রাসায়নিক লিঙ্ক তৈরি করতে পারে। এর ফলে রাসায়নিক বন্ধন গঠন এবং পলিউরেথেনের উপাদান বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন হয়।
আইসোসায়ানেটের সক্রিয় গ্রুপ হল আইসোসায়ানেট এনসিও। NCO এর বৈদ্যুতিন কাঠামো দেখায় যে এটির একটি শক্তিশালী অনুরণন প্রভাব রয়েছে। স্বাভাবিক বিক্রিয়াটি মূলত কার্বন-নাইট্রোজেন ডাবল বন্ডের সংযোজন বিক্রিয়া। সক্রিয় হাইড্রোজেন সহ যৌগগুলি প্রথমে এনসিও-র নাইট্রোজেন পরমাণুকে আক্রমণ করে এবং সক্রিয় হাইড্রোজেনের সাথে সংযুক্ত অন্যান্য পরমাণুগুলি আইসোসায়ানেট কার্বনাইল গ্রুপের কার্বন পরমাণুর সাথে যুক্ত হয়। সক্রিয় হাইড্রোজেন যৌগ বলতে এমন একটি যৌগকে বোঝায় যা একটি হাইড্রোজেন পরমাণুকে ধাতব সোডিয়াম দ্বারা প্রতিস্থাপন করতে পারে, প্রধানত হাইড্রোক্সিল-ধারণকারী অ্যালকোহল, অ্যামিনো-ধারণকারী অ্যামাইনস, জল এবং এর মতো।
পলিউরেথেনের প্রধান প্রতিক্রিয়াগুলিকে তাদের কার্য অনুসারে পলিমারাইজেশন বিক্রিয়া, ফোমিং বিক্রিয়া এবং ক্রস-লিঙ্কিং বিক্রিয়ায় ভাগ করা যায়।
1. পলিমারাইজেশন
অর্থাৎ (1) আইসোসায়ানেট ও হাইড্রক্সিলের বিক্রিয়া
আইসোসায়ানেটের এনসিও অ্যালকোহলের হাইড্রক্সিল ওএইচ (সাধারণত পলিথার, পলিয়েস্টার বা অন্যান্য পলিওল) এর সাথে বিক্রিয়া করে পলিউরেথেন তৈরি করে।
2. ফোমিং প্রতিক্রিয়া
আইসোসায়ানেট এবং জলের প্রতিক্রিয়া
আইসোসায়ানেটের এনসিও পানির সাথে বিক্রিয়া করে প্রথমে অস্থির কার্বামিক অ্যাসিড তৈরি করে, যা পরে অ্যামাইন এবং কার্বন ডাই অক্সাইডে পচে যায়।
3. ক্রস-লিঙ্কিং প্রতিক্রিয়া
সহ (3) অ্যালোফেনেট বিক্রিয়া এবং (4) বিউরেট বিক্রিয়া
ইউরেথেন গ্রুপের নাইট্রোজেন পরমাণুর হাইড্রোজেন আইসোসায়ানেটের এনসিওর সাথে বিক্রিয়া করে অ্যালোফেনেট তৈরি করে। ডায়রিয়াতে থাকা ইউরিয়া গ্রুপের নাইট্রোজেন পরমাণুর হাইড্রোজেন আইসোসায়ানেটের আইসোসায়ানেট গ্রুপের সাথে বিক্রিয়া করে বিউরেট তৈরি করে।
উপরের দুটি প্রতিক্রিয়া (3) এবং (4) উভয়ই ক্রস-লিঙ্কিং প্রতিক্রিয়া। সাধারণভাবে বলতে গেলে, প্রতিক্রিয়ার হার তুলনামূলকভাবে ধীর। অনুঘটকের অনুপস্থিতিতে, বিক্রিয়াটি 110-130 ডিগ্রিতে সঞ্চালিত হওয়া উচিত। তাপমাত্রা যত বেশি হবে, বিক্রিয়ার হার তত দ্রুত হবে। উপরন্তু, কারণ অ্যালোফেনেট এবং বিউরেট লিঙ্কারগুলি খুব স্থিতিশীল নয়, অর্থাৎ (3) এবং (4) বিপরীত প্রতিক্রিয়া।
সারসংক্ষেপে, PU এর মৌলিক বিক্রিয়া তিন প্রকার: বিক্রিয়া (1) হল একটি চেইন এক্সটেনশন বিক্রিয়া বা পলিমারাইজেশন বিক্রিয়া, বিক্রিয়া (2) হল একটি গ্যাস উৎপন্ন বিক্রিয়া বা ফোমিং বিক্রিয়া, এবং বিক্রিয়াগুলি (3) এবং (4) হল। ক্রস লিঙ্কিং প্রতিক্রিয়া
পিইউ-এর ফোমিং প্রক্রিয়ায়, এই প্রতিক্রিয়াগুলি একই সাথে তুলনামূলকভাবে উচ্চ গতিতে সঞ্চালিত হয় এবং বেশিরভাগ প্রতিক্রিয়া অনুঘটক অবস্থার অধীনে কয়েক মিনিটের মধ্যে সম্পন্ন করা যেতে পারে। অবশেষে, উচ্চ আণবিক ওজনের একটি পলিউরেথেন ফোম এবং একটি নির্দিষ্ট ডিগ্রি ক্রসলিংকিং গঠিত হয়।
পলিমারাইজেশন বিক্রিয়া এবং ক্রসলিংকিং বিক্রিয়া হল পলিউরেথেন ফোম কঙ্কাল গঠনের প্রধান প্রতিক্রিয়া, যাকে সম্মিলিতভাবে জেল বিক্রিয়া বলা যেতে পারে; যখন ফোমিং প্রতিক্রিয়া হল পলিউরেথেনের আয়তন বৃদ্ধি এবং ফাঁপা ফোমের কাঠামোর গ্যাসের উত্স গঠনের জন্য প্রধান প্রতিক্রিয়া।
পলিউরেথেন ফোমের সমস্ত ফর্মুলেশনের বিকাশ এবং সামঞ্জস্য, ফোম উত্পাদনে অনেকগুলি ব্যবহারিক সমস্যা সহ, জেল প্রতিক্রিয়া এবং ফোমিং প্রতিক্রিয়ার ভারসাম্য থেকে অবিচ্ছেদ্য।
