विकिरण और औद्योगिक पॉलिमर

औद्योगीकरण की प्रगति के साथ, प्रदूषण मानव जाति के लिए एक गंभीर समस्या है।हरित अभियान में, यानी दुनिया को प्रदूषण मुक्त बनाने में, विकिरण प्रौद्योगिकी एक महत्वपूर्ण स्थान रखती है।परमाणु विकिरण ने कई रासायनिक प्रक्रियाओं में प्रवेश कर लिया है।'पॉलीमराइजेशन', 'ग्राफ्टिंग' और 'क्योरिंग', पॉलिमर क्षेत्र की सभी महत्वपूर्ण रासायनिक प्रक्रियाएं, विकिरण तकनीकों के माध्यम से आगे बढ़ सकती हैं।कुछ कारणों से विकिरण तकनीक को अन्य पारंपरिक ऊर्जा संसाधनों की तुलना में प्राथमिकता दी जाती है, उदाहरण के लिए बड़ी प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ उत्पाद की गुणवत्ता को नियंत्रित किया जा सकता है, ऊर्जा के साथ-साथ संसाधनों की बचत, स्वच्छ प्रक्रियाएं, स्वचालन और मानव संसाधनों की बचत आदि। इसके अलावा, विकिरण यह अन्य पारंपरिक स्टरलाइज़िंग तकनीकों की तुलना में एक अच्छी स्टरलाइज़िंग तकनीक भी है।पॉलिमर का विकिरण विभिन्न क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है।इस समीक्षा में मुख्य रूप से चार क्षेत्रों यानी बायोमेडिकल, टेक्सटाइल, इलेक्ट्रिकल और मेम्ब्रेन टेक्नोलॉजी पर ध्यान केंद्रित किया गया है।

पत्थर और धातुओं के युग से हम परमाणु ऊर्जा और पॉलिमर के युग में आ गए हैं।दरअसल, हम पॉलिमर की दुनिया में रहते हैं।इसीलिए वैज्ञानिकों और प्रौद्योगिकीविदों ने इस युग को 'बहुलक युग' कहा है।हमारे दैनिक जीवन के हर चरण में, हमें ऐसी चीजें मिलती हैं, जो पॉलिमर अनुसंधान का फल हैं।पिछले कई दशकों में रोजमर्रा की जिंदगी में पॉलिमर के बढ़ते अनुप्रयोग को आमतौर पर वैज्ञानिकों और प्रौद्योगिकीविदों द्वारा एक मिश्रित आशीर्वाद के रूप में स्वीकार किया गया है।यद्यपि पिछली शताब्दी के मध्य में शुरू हुआ, रसायन विज्ञान के इस क्षेत्र में काम इतनी तेजी से हुआ है और इसका अनुप्रयोग इतना उपयोगी और बहुमुखी है कि पॉलिमर प्रणालियों की संख्या बहुत अधिक है।

पिछले तीन दशकों में रासायनिक प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए ऊर्जा के एक शक्तिशाली स्रोत के रूप में परमाणु विकिरण का उदय भी देखा गया है।इस प्रकार, इसे विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है।तथ्य यह है कि विकिरण रासायनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू कर सकता है या सूक्ष्म जीवों को नष्ट कर सकता है, जिससे विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए विकिरण का बड़े पैमाने पर उपयोग शुरू हो गया है।परमाणु विकिरण आयनकारी होता है, जो पदार्थ से गुजरने पर सकारात्मक आयन, मुक्त इलेक्ट्रॉन, मुक्त कण और उत्तेजित अणु देता है।अणुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों का ग्रहण भी आयनों को जन्म दे सकता है।इस प्रकार, रसायनज्ञ के लिए प्रतिक्रियाशील प्रजातियों की एक पूरी श्रृंखला उपलब्ध हो जाती है।

विकिरण-आधारित प्रक्रियाओं के अन्य पारंपरिक तरीकों की तुलना में कई फायदे हैं।आरंभिक प्रक्रियाओं के लिए, विकिरण रासायनिक आरंभ से भिन्न होता है।विकिरण प्रसंस्करण में, प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए किसी उत्प्रेरक या योजक की आवश्यकता नहीं होती है।आम तौर पर विकिरण तकनीक के साथ, बैकबोन पॉलिमर द्वारा ऊर्जा का अवशोषण एक मुक्त कट्टरपंथी प्रक्रिया शुरू करता है।रासायनिक दीक्षा के साथ, मुक्त कणों को सर्जक के अपघटन द्वारा टुकड़ों में लाया जाता है जो फिर मुक्त कणों की ओर ले जाने वाले आधार बहुलक पर हमला करते हैं।सकुराडा [1] ने दो प्रक्रियाओं की दक्षता की तुलना की और अनुमान लगाया कि 1 रेड/सेकेंड की विकिरण खुराक के साथ इकाई समय में समान संख्या में आरंभिक रेडिकल उत्पन्न होते हैं या एक रसायन आरंभकर्ता, उदाहरण के लिए बेंज़ोयल पेरोक्साइड, .01 एम की सांद्रता पर उपयोग किया जाता है। .हालाँकि, रासायनिक दीक्षा आरंभकर्ताओं की एकाग्रता और शुद्धता द्वारा सीमित है।हालाँकि, विकिरण प्रसंस्करण के मामले में, विकिरण की खुराक दर व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है और इस प्रकार प्रतिक्रिया को बेहतर ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है।रासायनिक दीक्षा विधि के विपरीत, विकिरण-प्रेरित प्रक्रिया भी संदूषण से मुक्त है।रासायनिक शुरुआत अक्सर सर्जक के स्थानीय अति ताप से उत्पन्न होने वाली समस्याओं को जन्म देती है।लेकिन विकिरण-प्रेरित प्रक्रिया में, बहुलक पर मुक्त मूलक साइटों का निर्माण तापमान पर निर्भर नहीं होता है, बल्कि केवल बहुलक मैट्रिक्स द्वारा मर्मज्ञ उच्च-ऊर्जा विकिरण के अवशोषण पर निर्भर होता है, इसलिए, विकिरण प्रसंस्करण तापमान से स्वतंत्र होता है या, दूसरे शब्दों में, हम कह सकते हैं कि यह आरंभ के लिए एक शून्यसक्रियण ऊर्जा प्रक्रिया है।

चूँकि किसी उत्प्रेरक या योजक की आवश्यकता नहीं होती है, प्रसंस्कृत उत्पादों की शुद्धता बनाए रखी जा सकती है।विकिरण प्रसंस्करण से, उत्पादों के आणविक भार को बेहतर ढंग से विनियमित किया जा सकता है।विकिरण तकनीकों में ठोस सब्सट्रेट्स में दीक्षा की क्षमता भी होती है।तैयार उत्पादों को विकिरण तकनीक द्वारा संशोधित भी किया जा सकता है।

हालाँकि, परमाणु विकिरण ऊर्जा महंगी है, हालांकि रासायनिक प्रतिक्रियाएँ लाने में बहुत कुशल है।स्थापित विकिरण ऊर्जा की इकाई लागत पारंपरिक ताप या विद्युत ऊर्जा की तुलना में बहुत अधिक है।इस तथ्य के बावजूद, परमाणु विकिरण ऊर्जा के अनुप्रयोग ने ऊर्जा के अन्य रूपों जैसे गर्मी या विद्युत ऊर्जा की तुलना में कई रासायनिक प्रक्रियाओं में अपनी श्रेष्ठता और इसकी लागत प्रभावशीलता साबित की है।विकिरण तकनीकों में शक्ति के संबंध में अच्छी दक्षता होती है और इसे स्थापित करने के लिए केवल एक छोटी सी जगह की आवश्यकता होती है।

पॉलिमर पर विकिरण के अनुप्रयोग को विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में नियोजित किया जा सकता है, अर्थात जैव-चिकित्सा, कपड़ा, विद्युत, झिल्ली, सीमेंट, कोटिंग्स, रबर के सामान, टायर और पहिये, फोम, जूते, प्रिंटिंग रोल, एयरोस्पेस और फार्मास्युटिकल उद्योग।इस समीक्षा में, मुख्य रूप से चार क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित किया गया है: बायोमेडिकल, कपड़ा, विद्युत और झिल्ली प्रौद्योगिकी।