Composition, Properties and Uses of Polymer Questions in Gujarati

(A) પોલીડિસ્પર્સિટી ઇન્ડેક્સ $(PDI)$ એ વજન સરેરાશ આણ્વીય દળ અને સંખ્યા સરેરાશ આણ્વીય દળનો ગુણોત્તર છે.
$PDI = \frac{\bar{M}_w}{\bar{M}_n}$
આપેલ છે:
$\bar{M}_w = 60000$
$\bar{M}_n = 40000$
$PDI = \frac{60000}{40000} = 1.5$
જેથી $1.5 > 1$ હોવાથી, પોલિમરનો પોલીડિસ્પર્સિટી ઇન્ડેક્સ $>1$ થશે.

(B) વજન સરેરાશ આણ્વીય દળની ગણતરી આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે: $\bar{M}_w = \frac{\sum n_i M_i^2}{\sum n_i M_i}$
આપેલ છે:
$n_1 = 3, M_1 = 1000$
$n_2 = 3, M_2 = 500$
$n_3 = 4, M_3 = 200$
અંશ: $(3 \times 1000^2) + (3 \times 500^2) + (4 \times 200^2) = 3,000,000 + 750,000 + 160,000 = 3,910,000$
છેદ: $(3 \times 1000) + (3 \times 500) + (4 \times 200) = 3000 + 1500 + 800 = 5300$
$\bar{M}_w = \frac{3,910,000}{5300} \approx 737.7$

(B) વજન સરેરાશ આણ્વીય દળ અને સંખ્યા સરેરાશ આણ્વીય દળના ગુણોત્તરને પોલી ડિસ્પર્સિટી ઇન્ડેક્સ $(PDI)$ કહેવામાં આવે છે.
$PDI = \frac{\bar{M}_w}{\bar{M}_n}$
જ્યાં,
$\bar{M}_w = \text{વજન સરેરાશ આણ્વીય દળ}$
$\bar{M}_n = \text{સંખ્યા સરેરાશ આણ્વીય દળ}$
કુદરતી મોનોડિસ્પર્સ પોલીમર માટે $PDI = 1$ હોય છે, પરંતુ કૃત્રિમ પોલીમર માટે તે હંમેશા $1$ કરતા વધારે હોય છે.

(D) ઓર્લોનને પોલીએક્રીલોનાઈટ્રાઈલ $(PAN)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
ઓર્લોનની તૈયારી માટે વપરાતો મોનોમર એક્રીલોનાઈટ્રાઈલ છે, જેનું રાસાયણિક સૂત્ર $CH_2=CH-CN$ છે.

(D) $Teflon$ એ ટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિનનું સંશ્લેષિત ફ્લોરોપોલિમર છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $(C_2F_4)_n$ છે.
તેનો મોનોમર એકમ ટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન છે, જે $CF_2 = CF_2$ છે.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(B) પગલું $1$: $Orlon$ એ એક કૃત્રિમ પોલિમર છે જેને પોલીએક્રિલોનાઇટ્રાઇલ $(PAN)$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
પગલું $2$: એક્રિલોનાઇટ્રાઇલ $(CH_2=CH-CN)$ ના પોલિમરાઇઝેશનથી $Orlon$ બને છે.
પગલું $3$: તેથી, $Orlon$ બનાવવા માટે વપરાતો મોનોમર એક્રિલોનાઇટ્રાઇલ છે.

(C) $1$. વલ્કેનાઈઝેશન એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જેમાં કુદરતી રબરને સલ્ફર સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે.
$2$. આ પ્રક્રિયા રબરની પોલિમર સાંકળો વચ્ચે ક્રોસ-લિંક્સ બનાવે છે.
$3$. આ ક્રોસ-લિંક્સ રબરના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે, ખાસ કરીને તેની તનન શક્તિ, સ્થિતિસ્થાપકતા અને ટકાઉપણું.
$4$. તેથી, વલ્કેનાઈઝેશન રબરની તનન શક્તિમાં સુધારો કરે છે.

(B) $1$. $Dacron$ (જેને $Terylene$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એક પોલિએસ્ટર પોલિમર છે.
$2$. તે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ $(HO-CH_2-CH_2-OH)$ અને ટેરેફ્થેલિક એસિડ $(C_6H_4(COOH)_2)$ ના સંઘનન પોલિમરાઇઝેશન (condensation polymerization) દ્વારા બને છે.
$3$. પોલિમરના નિર્માણ દરમિયાન, એસિડનો કાર્બોક્સિલિક એસિડ સમૂહ અને આલ્કોહોલનો હાઇડ્રોક્સિલ સમૂહ પ્રક્રિયા કરીને એસ્ટર લિંકેજ $(-COO-)$ બનાવે છે.
$4$. તેથી, $Dacron$ માં એસ્ટર લિંકેજ હોય છે.

(C) $1$. $Bakelite$ એ એક થર્મોસેટિંગ પોલીમર છે જે $Phenol$ અને $Formaldehyde$ ના સંઘનન પોલીમરાઈઝેશન દ્વારા બને છે.
$2$. $Methanal$ એ $Formaldehyde$ $(HCHO)$ નું $IUPAC$ નામ છે.
$3$. આ પ્રક્રિયામાં શરૂઆતમાં $o$- અથવા $p$-હાઈડ્રોક્સિમિથાઈલફિનોલ વ્યુત્પન્ન બને છે, જે ત્યારબાદ ક્રોસ-લિંકિંગ દ્વારા પોલીમર બનાવે છે.
$4$. તેથી, સાચા મોનોમર્સ $Phenol$ અને $Methanal$ છે.

(B) પગલું $1$: કુદરતી રબર એ આઈસોપ્રીનનો રેખીય પોલિમર છે અને તે નરમ અને ચીકણું હોય છે.
પગલું $2$: તેના ભૌતિક ગુણધર્મો સુધારવા માટે, તેને સલ્ફર સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને વલ્કેનાઈઝેશન કહેવામાં આવે છે.
પગલું $3$: વલ્કેનાઈઝેશન દરમિયાન, સલ્ફર દ્વિ-બંધોના સક્રિય સ્થાનો પર ક્રોસ-લિંક્સ બનાવે છે, જે રબરને સખત, મજબૂત અને વધુ ટકાઉ બનાવે છે.
પગલું $4$: તેથી, વલ્કેનાઈઝેશન એ પ્રક્રિયા છે જે ઇલાસ્ટોમરમાં ક્રોસ-લિંક્સ વિકસાવે છે.

(B) પગલું $1$: $Buna-S$ ના મોનોમર્સ ઓળખો. $Buna-S$ નામ $Bu$ ($1, 3$-બ્યુટાડાઈન માટે), $na$ (સોડિયમ માટે, જે ઉદ્દીપક તરીકે કાર્ય કરે છે), અને $S$ (સ્ટાયરીન માટે) પરથી લેવામાં આવ્યું છે.
પગલું $2$: પોલિમરાઈઝેશન પ્રક્રિયામાં $1, 3$-બ્યુટાડાઈન $(CH_2=CH-CH=CH_2)$ અને સ્ટાયરીન $(C_6H_5CH=CH_2)$ નું કો-પોલિમરાઈઝેશન થાય છે.
પગલું $3$: તેથી, $Buna-S$ એ $1, 3$-બ્યુટાડાઈન અને સ્ટાયરીનમાંથી બનાવવામાં આવે છે.

(B) પગલું $1$: નોન-સ્ટિક કુકવેર માટે જરૂરી ગુણધર્મો ઓળખો, જેમ કે ઉચ્ચ તાપીય સ્થિરતા અને રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતા.
પગલું $2$: $Teflon$ (પોલિટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન, $PTFE$) એ ટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિનનું સિન્થેટિક ફ્લોરોપોલિમર છે જે આ ગુણધર્મો ધરાવે છે.
પગલું $3$: ઘર્ષણના ઓછા ગુણાંક અને નોન-સ્ટિક પ્રકૃતિને કારણે, તેનો ઉપયોગ નોન-સ્ટિક પેન અને અન્ય કુકવેર માટે કોટિંગ તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.
પગલું $4$: તેથી, સાચો પોલિમર $Teflon$ છે.

(D) $1$. રસોઈનું તેલ અને કાર્બોનેટેડ પીણાં સંગ્રહવા માટે વપરાતી પ્લાસ્ટિકની બોટલો સામાન્ય રીતે $Polyethylene \ terephthalate$ ($PET$ અથવા $PETE$) માંથી બનાવવામાં આવે છે.
$2$. $PET$ એ પોલિએસ્ટર પરિવારનો એક થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમર રેઝિન છે, જે તેની પારદર્શિતા, મજબૂતી અને તેલ તથા ખાદ્ય પદાર્થો સામેના રાસાયણિક પ્રતિકાર માટે જાણીતું છે.
$3$. $PVC$ નો ઉપયોગ પાઇપ માટે, $PS$ નો ઉપયોગ નિકાલજોગ પાત્રો માટે, અને $LDPE$ નો ઉપયોગ લવચીક ફિલ્મ અને બેગ માટે થાય છે.
$4$. તેથી, સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) $1$. રેઈનકોટ પાણી-પ્રતિરોધક સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવે છે.
$2$. પોલીવિનાઈલ ક્લોરાઈડ $(PVC)$, જે $- [CH_2 - CH(Cl)]_n -$ બંધારણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, તે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમર છે જે તેના પાણીને અપાકર્ષવાના ગુણધર્મો માટે જાણીતું છે.
$3$. તેનો ઉપયોગ રેઈનકોટ, હેન્ડબેગ, પાણીની પાઈપો અને ફ્લોર કવરિંગના ઉત્પાદનમાં મોટા પાયે થાય છે.
$4$. તેથી, સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) વિસ્કોસ રેયોન બનાવવાની પ્રક્રિયામાં ઘણા તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે. પ્રથમ તબક્કો આલ્કલી સેલ્યુલોઝ બનાવવા માટે સેલ્યુલોઝ (સામાન્ય રીતે લાકડાનો માવો) ને $17-20\%$ $NaOH$ ના દ્રાવણમાં પલાળવાનો છે।
તબક્કો $1$: સ્ટીપિંગ (આલ્કલી સેલ્યુલોઝનું નિર્માણ)।
તબક્કો $2$: પ્રેસિંગ।
તબક્કો $3$: શ્રેડિંગ।
તબક્કો $4$: એજિંગ।
તબક્કો $5$: ઝેન્થેશન।
તબક્કો $6$: ઓગાળવું।
તબક્કો $7$: રાઈપનિંગ।
તેથી, પ્રથમ તબક્કો $NaOH$ સાથેની પ્રક્રિયા છે।

(B) પગલું $1$: ડિસ્પોઝેબલ કપ અને પ્લેટ સામાન્ય રીતે એવી સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવે છે જે હલકી, સસ્તી અને ઘાટ આપવામાં સરળ હોય છે.
પગલું $2$: $Polystyrene$ (ખાસ કરીને એક્સપાન્ડેડ પોલીસ્ટાયરીન અથવા $EPS$) નો ઉપયોગ ડિસ્પોઝેબલ ફૂડ સર્વિસ આઈટમ્સ જેમ કે કપ, પ્લેટ અને કન્ટેનર બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે, કારણ કે તેમાં ઉત્તમ ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો છે અને તે સસ્તું છે.
પગલું $3$: તેથી, સાચો પોલિમર $Polystyrene$ છે.

(B) $1$. $HDPE$ (હાઈ-ડેન્સિટી પોલીઈથાઈલીન) એક થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીમર છે જે તેના ઉચ્ચ શક્તિ-થી-ઘનતા ગુણોત્તર માટે જાણીતું છે.
$2$. તેની મજબૂતી અને રાસાયણિક પ્રતિકારને કારણે, તેનો ઉપયોગ બ્લો-મોલ્ડેડ ઉત્પાદનો જેવા કે શેમ્પૂની બોટલ, ડિટર્જન્ટની બોટલ અને દૂધના જગ બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
$3$. શોપિંગ બેગ સામાન્ય રીતે $LDPE$ (લો-ડેન્સિટી પોલીઈથાઈલીન) માંથી બનાવવામાં આવે છે, જ્યારે કાર્પેટ ઘણીવાર નાયલોન અથવા પોલીપ્રોપીલીન જેવા રેસામાંથી બનાવવામાં આવે છે.
$4$. તેથી, આપેલા વિકલ્પોમાંથી $HDPE$ નો સાચો ઉપયોગ શેમ્પૂની બોટલ તૈયાર કરવાનો છે.

(D) $LDP$ એટલે લો ડેન્સિટી પોલીથીન (ઓછી ઘનતા ધરાવતું પોલીથીન).
તે એક મજબૂત, લવચીક અને રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય પોલિમર છે.
તેનો મુખ્ય ઉપયોગ સ્ક્વિઝ બોટલ, રમકડાં અને લવચીક પાઈપો બનાવવા માટે થાય છે.
ડોલ સામાન્ય રીતે $HDP$ (ઉચ્ચ ઘનતા ધરાવતું પોલીથીન) માંથી બનાવવામાં આવે છે.
સિંચાઈ માટેની પાઈપો પણ $HDP$ માંથી બનાવવામાં આવે છે.
નોન-સ્ટિક કૂકવેરમાં $PTFE$ (ટેફલોન) નો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી, $LDP$ નો સાચો ઉપયોગ સ્ક્વિઝ બોટલ અને લવચીક પાઈપો બનાવવા માટે છે.

(A) $1$. $HDPE$ (હાઈ-ડેન્સિટી પોલિઇથિલિન) એક મજબૂત, ટકાઉ અને રાસાયણિક રીતે પ્રતિરોધક પોલિમર છે.
$2$. તેની ઉચ્ચ ઘનતા અને કઠિનતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ શેમ્પૂની બોટલો, ડિટર્જન્ટની બોટલો અને દૂધના જગ જેવા પાત્રો બનાવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
$3$. $LDPE$ વધુ લવચીક છે અને તેનો ઉપયોગ ફિલ્મ બનાવવા માટે થાય છે, જ્યારે $PP$ અને $PS$ ના અલગ-અલગ વિશિષ્ટ ઉપયોગો છે.

(B) પગલું $1$: $Teflon$ એ પોલીટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન $(PTFE)$ છે.
પગલું $2$: $Teflon$ નો મોનોમર ટેટ્રાફ્લોરોઇથિન $(CF_2=CF_2)$ છે.
પગલું $3$: આ પોલિમરમાં, ઇથિન બેકબોનના તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુઓને ફ્લોરિન પરમાણુઓ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, જે તેને સંપૂર્ણ ફ્લોરિનેટેડ પોલિમર બનાવે છે.
પગલું $4$: $PVC$ એ પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ છે, $Neoprene$ એ પોલીક્લોરોપ્રીન છે, અને $Buna-S$ એ $1,3-butadiene$ અને $styrene$ નો કો-પોલિમર છે, જેમાંથી કોઈ પણ સંપૂર્ણ ફ્લોરિનેટેડ નથી.

(B) પગલું $1$: દરેક પોલિમરની રાસાયણિક પ્રકૃતિ ઓળખો.
પગલું $2$: $Glyptal$ એ ઇથિલિન ગ્લાયકોલ અને થાલિક એસિડના સંઘનનથી બનતું પોલિએસ્ટર છે.
પગલું $3$: $PHBV$ (poly-$\beta$-hydroxybutyrate-co-$\beta$-hydroxyvalerate) એ એક જૈવ-વિઘટનીય (biodegradable) પોલિએસ્ટર છે.
પગલું $4$: $Dacron$ (ટેરિલીન) એ ઇથિલિન ગ્લાયકોલ અને ટેરેફ્થાલિક એસિડમાંથી બનતું જાણીતું પોલિએસ્ટર છે.
પગલું $5$: $Novolac$ એ ફિનોલ અને ફોર્માલ્ડિહાઈડના સંઘનનથી બનતું રેખીય પોલિમર છે, જે ફિનોલ-ફોર્માલ્ડિહાઈડ રેઝિન છે, પોલિએસ્ટર નથી.
પગલું $6$: તેથી, $Novolac$ એ પોલિએસ્ટર પોલિમર નથી.

(B) વિસ્કોસ રેયોન એ પુનઃપ્રાપ્ત (regenerated) રેસો છે. તે કુદરતી રીતે મળી આવતા પોલિમરમાંથી મેળવવામાં આવે છે. વિસ્કોસ રેયોનના ઉત્પાદન માટે વપરાતો પ્રારંભિક પદાર્થ શુદ્ધ સેલ્યુલોઝ છે, જે સામાન્ય રીતે લાકડાના માવા (wood pulp) અથવા કપાસના લિન્ટરમાંથી મેળવવામાં આવે છે.

(D) $Terylene$ એ એક પોલિએસ્ટર ફાઇબર છે જે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ અને ટેરેફ્થાલિક એસિડના સંઘનન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. તેને $Dacron$ અથવા $Mylar$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

(C) પગલું $1$: $Terylene$ (જેને $Dacron$ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એક સંઘનન પોલિમર છે.
પગલું $2$: તે $Ethane-1,2-diol$ (ઇથિલિન ગ્લાયકોલ) અને $Benzene-1,4-dicarboxylic$ એસિડ (ટેરેપ્થાલિક એસિડ) ના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
પગલું $3$: આ પ્રક્રિયામાં એસ્ટર લિંકેજ બનાવવા માટે પાણીના અણુઓ દૂર થાય છે, જેના પરિણામે પોલિએસ્ટર $Terylene$ બને છે.

(A) $1$. થર્મોસેટિંગ પોલિમર એ ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિમર છે જે ગરમ કરવાથી સખત અને અદ્રાવ્ય બની જાય છે અને તેને ફરીથી આકાર આપી શકાતો નથી.
$2$. $\text{યુરિયા}-\text{ફોર્માલ્ડિહાઇડ}$ રેઝિન એ થર્મોસેટિંગ પોલિમરનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે.
$3$. $\text{પોલિસ્ટાયરીન}$, $\text{બ્યુના}-S$ અને $\text{ટેરિલીન}$ એ થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમર અથવા ઇલાસ્ટોમર છે, જેને ગરમ કરવાથી નરમ કરી શકાય છે અથવા તેનો આકાર બદલી શકાય છે.

(C) પગલું $1$: યુરિયા-ફોર્માલ્ડિહાઇડ રેઝિન એ એક થર્મોસેટિંગ પોલિમર છે જે યુરિયા અને ફોર્માલ્ડિહાઇડના સંઘનન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બને છે.
પગલું $2$: યુરિયા-ફોર્માલ્ડિહાઇડ રેઝિનમાં પુનરાવર્તિત એકમનું રાસાયણિક બંધારણ $[NH - CO - NH - CH_2]_n$ છે.
પગલું $3$: વિકલ્પ $(A)$ પોલીએક્રિલામાઇડ દર્શાવે છે, $(B)$ પોલિસ્ટાયરીન દર્શાવે છે, $(C)$ યુરિયા-ફોર્માલ્ડિહાઇડ રેઝિન દર્શાવે છે, અને $(D)$ નાયલોન-$6$ દર્શાવે છે.
પગલું $4$: તેથી, સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(A) પગલું $1$: આપેલા પોલિમરની પ્રકૃતિ ઓળખો. $PVC$, $Polystyrene$, અને $PTFE$ એ થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિમર છે, જે ગરમ કરવાથી નરમ પડે છે અને ઠંડુ પાડવાથી સખત બને છે.
પગલું $2$: $Bakelite$ એ ફિનોલ-ફોર્માલ્ડિહાઇડ રેઝિન છે. તે ફિનોલ અને ફોર્માલ્ડિહાઇડના સંઘનન પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા બને છે, જેના પરિણામે અત્યંત ક્રોસ-લિંક્ડ માળખું પ્રાપ્ત થાય છે.
પગલું $3$: આ ક્રોસ-લિંક્ડ નેટવર્કને કારણે, $Bakelite$ ને ગરમ કરીને ફરીથી આકાર આપી શકાતો નથી, જે તેને થર્મોસેટિંગ પોલિમર બનાવે છે.
પગલું $4$: તેથી, $Bakelite$ સાચો જવાબ છે.