পাঠ ১৮ / ২০অনুচ্ছেদ ২.১৮–২.১৯.১, ২.২৩

পলিমার, প্লাস্টিসিটি ও পলিমারকরণ বিক্রিয়াPolymers, plasticity & polymerisation

এই পাঠের আগে পড়ো (read first): পাঠ ৭ — বিক্রিয়া কৌশল: মুক্ত মূলক, কার্বোক্যাটায়ন ও ইলেকট্রোফিলিক সংযোজন, পাঠ ১৪ — কার্বক্সিলিক এসিড, এস্টার ও অ্যামাইড

বাজারের একটি পলিথিন ব্যাগ আসলে কী? এটি অসংখ্য দানবীয় অণুর (giant molecule) স্তূপ — প্রতিটি অণু হাজার হাজার ছোট ইথিন (ethene, CH₂=CH₂) অণু জুড়ে তৈরি। নিচে নিজে একটি শিকল (chain) বানাও, তারপর তাতে তাপ দাও:

পলিথিন: শক্ত কিন্তু নমনীয় কঠিন (tough, flexible solid)

ব্যাকেলাইট: শক্ত — আকার বদলায় না (rigid)

বাঁ দিকে একটি জৈব পারঅক্সাইড (organic peroxide, RO–OR)। এর দুর্বল O–O বন্ধন তাপে ভেঙে মুক্তমূলক (free radical) তৈরি করে — বোতাম চেপে শুরু করো।

পারঅক্সাইড ভেঙে মুক্তমূলক বানাও (initiate)।
ইথিন জুড়ে জুড়ে শিকল 7100 এককে নাও।
পলিথিন আর ব্যাকেলাইটে তাপ দাও।

পলিথিন আর ব্যাকেলাইট (Bakelite) — দুটিই দানবীয় অণু দিয়ে তৈরি, তবু একটি গলে আর অন্যটি পুড়ে যায়, কখনো গলে না। শিকল কীভাবে গড়ে ওঠে, আর শিকলগুলো কীভাবে সাজানো থাকে — এই দুই প্রশ্নের উত্তরেই রহস্যের সমাধান।

এই পাঠে ধাপে ধাপে এগোব:

মনোমার (monomer), পলিমার (polymer) ও পলিমারের শ্রেণিবিভাগ (classification)
পলিমার কত বড় — মোলার ভর (molar mass) ও শিকলের দৈর্ঘ্য
সংযোজন পলিমারকরণ (addition polymerisation) ও মুক্তমূলক কৌশল (free-radical mechanism)
ঘনীভবন পলিমারকরণ (condensation polymerisation): নাইলন, PET, ব্যাকেলাইট
পলিমারের ভৌত ধর্ম: কেলাস (crystallinity), সান্দ্রতা (viscosity), কাচ-রূপান্তর তাপমাত্রা (glass transition temperature, Tg)
প্লাস্টিসিটি (plasticity): থার্মোপ্লাস্টিক, থার্মোসেট ও ইলাস্টোমার
পলিথিন: সুবিধা, অসুবিধা ও পুনর্ব্যবহার (recycling)
এবার নিজে করে দেখো — পলিমার ল্যাব (simulation)

ধাপ ১: মনোমার, পলিমার ও শ্রেণিবিভাগ

গ্রিক poly মানে “বহু”, meros মানে “অংশ”। পলিমার (polymer) হলো অসংখ্য ছোট অণু সমযোজী বন্ধনে (covalent bond) পরপর যুক্ত হয়ে তৈরি একটি বৃহৎ অণু বা ম্যাক্রোঅণু (macromolecule)। যে ছোট অণু থেকে পলিমার তৈরি হয়, তা মনোমার (monomer); আর মনোমার জুড়ে পলিমার তৈরির বিক্রিয়াই পলিমারকরণ (polymerisation)।

\mathrm{n\,CH_2{=}CH_2 \longrightarrow {-}\!\left[CH_2{-}CH_2\right]_n\!{-}}

বন্ধনীর ভেতরের অংশটি পুনরাবৃত্ত একক (repeat unit) — পুরো শিকলে এটিই বারবার ফিরে আসে।
$n$ = পলিমারকরণ মাত্রা (degree of polymerisation) — একটি শিকলে কতগুলো পুনরাবৃত্ত একক। পলিথিন ব্যাগে $n \approx 7100$ ।

উৎস অনুযায়ী (by source) তিন শ্রেণি:

শ্রেণি	কোথা থেকে	উদাহরণ
প্রাকৃতিক (natural)	উদ্ভিদ ও প্রাণিদেহে তৈরি	সেলুলোজ (cellulose), স্টার্চ (starch), প্রোটিন, DNA, প্রাকৃতিক রাবার
অর্ধ-কৃত্রিম (semi-synthetic)	প্রাকৃতিক পলিমারকে রাসায়নিকভাবে বদলে	সেলুলোজ অ্যাসিটেট (cellulose acetate), ভালকানাইজড রাবার
কৃত্রিম (synthetic)	ল্যাবে বা কারখানায় মনোমার থেকে	পলিথিন, PVC, নাইলন, টেরিলিন

শিকলের গঠন অনুযায়ী (by chain shape) — সরল (linear), শাখাযুক্ত (branched) আর ক্রস-লিংকড (cross-linked)। এই পার্থক্যই পরে ঠিক করবে পলিমারটি গলবে কি না:

প্রতিটি রঙিন রেখা একটি পলিমার শিকল। সরল শিকল পাশাপাশি ঘন হয়ে কেলাস (crystal) গড়ে; শাখা থাকলে শিকল কাছে আসতে পারে না, ঘনত্ব কমে; আর কমলা সমযোজী সেতু (cross-link) শিকলগুলোকে এক জালে বেঁধে ফেলে।

আর বিক্রিয়ার ধরন অনুযায়ী পলিমার দুই রকম — সংযোজন (addition) ও ঘনীভবন (condensation)। ধাপ ৩ ও ৪-এ এদের দেখব।

নিজে যাচাই করো

নিচের কোনটি পলিমার নয়?

ধাপ ২: পলিমার কত বড়?

একটি শিকলের মোলার ভর (molar mass) সহজ গুণ:

M_{\text{chain}} = n \times M_{\text{repeat unit}}

ইথিনের $M = 28.05$ g/mol (C 12.011, H 1.008 ধরে)। পলিথিন ব্যাগে $n \approx 7100$ :

\begin{aligned} M &\approx 7100 \times 28.05\ \text{g mol}^{-1} \\ &\approx 1.99 \times 10^{5} \approx 2.0 \times 10^{5}\ \text{g mol}^{-1} \end{aligned}

তুলনা করো: পানির $M = 18$ ! কিন্তু একটি নমুনার সব শিকল সমান লম্বা নয় — কোনোটি ছোট, কোনোটি বড়। তাই পলিমারের মোলার ভর একটি গড় (average)। সবচেয়ে প্রচলিত সংখ্যা-গড় মোলার ভর (number-average molar mass):

M_n = \frac{\sum N_i M_i}{\sum N_i}

এখানে $N_i$ = $M_i$ ভরের শিকলের সংখ্যা। বাজারের বিভিন্ন পলিথিনে $M_n$ সাধারণত $7 \times 10^4$ থেকে $3 \times 10^5$ g/mol।

শিকল কত লম্বা? C–C বন্ধন 154 pm, আর আঁকাবাঁকা (zig-zag) শিকলে প্রতি –CH₂–CH₂– একক প্রায় $l_0 = 250$ pm এগোয়। পুরো টেনে সোজা করলে:

\begin{aligned} l = n\,l_0 &= 7100 \times 250\ \text{pm} \\ &\approx 1.8 \times 10^{6}\ \text{pm} = 1.8\ \mu\text{m} \end{aligned}

কিন্তু শিকল কখনো সোজা থাকে না। প্রতিটি C–C একক বন্ধনের চারপাশে ঘুরতে পারে (rotation), তাই শিকল এলোমেলো কুণ্ডলী (random coil) পাকিয়ে থাকে। আদর্শ মডেলে কুণ্ডলীর ব্যাসার্ধ (radius of gyration):

\begin{aligned} R_g &= \sqrt{\frac{n\,l_0^2}{6}} = \sqrt{\frac{7100 \times (250\ \text{pm})^2}{6}} \\ &\approx 8.6 \times 10^{3}\ \text{pm} = 8.6\ \text{nm} \end{aligned}

একটি পলিথিন-ব্যাগের শিকল (n ≈ 7100) সোজা করলে প্রায় 1.8 µm, কিন্তু আসলে C–C বন্ধনের চারপাশে ঘুরে ঘুরে এটি একটি এলোমেলো কুণ্ডলী (random coil) হয়ে থাকে — ব্যাস মাত্র প্রায় 17 nm, দৈর্ঘ্যের 100 ভাগের এক ভাগেরও কম। (আদর্শ মডেল, freely-jointed chain: Rg = √(n l₀²/6)।)

নিজে যাচাই করো

একটি পলিপ্রোপিলিন (PP) শিকলের M = 84 160 g/mol। প্রোপিনের (C₃H₆) M = 42.08 g/mol হলে n কত?

ধাপ ৩: সংযোজন পলিমারকরণ

সংযোজন বা শিকল-বৃদ্ধি পলিমারকরণ (addition / chain-growth polymerisation): C=C দ্বিবন্ধনযুক্ত অসম্পৃক্ত (unsaturated) মনোমার অণু কোনো কিছু হারানো ছাড়াই একের পর এক যুক্ত হয়ে শিকল গড়ে।

মনোমারে C=C (দ্বিবন্ধন) থাকে; সাধারণ রূপ $\mathrm{CH_2{=}CHZ}$ , যেখানে Z = H, CH₃, Cl, C₆H₅, CN …
কোনো উপজাত (by-product) বের হয় না — পলিমার আর মনোমারের স্থূল সংকেত (empirical formula) একই।
তাই শিকলের ভর মনোমারের ভরের ঠিক $n$ গুণ।

\mathrm{n\,CH_2{=}CHZ \longrightarrow {-}\!\left[CH_2{-}CHZ\right]_n\!{-}}

C=C-এর দুটি বন্ধনের একটি σ (শক্ত), অন্যটি π (দুর্বল) (সংকরণ ও σ/π বন্ধন দেখো)। পলিমারকরণে শুধু π বন্ধন খোলে। নিচে একটি মনোমার বেছে “পলিমার বানাও” চাপো — সাতটিই চেষ্টা করো:

ইথিন (ethene) — একটি C=C দ্বিবন্ধনসহ মনোমার। দ্বিবন্ধনের একটি অংশ σ (শক্ত), অন্যটি π (দুর্বল, হলুদ)। “পলিমার বানাও” চেপে দেখো কোনটি ভাঙে।

ঘুরে দেখা হয়েছে: 0/7

কয়েকটি সংযোজন পলিমার (পাঠ্যবইয়ের সারণি ২.১৪, সংশোধিত):

Z	মনোমার	পলিমার	ব্যবহার	কোড
–H	ইথিন (ethene), CH₂=CH₂	পলিথিন (PE: LDPE, HDPE)	ব্যাগ, বোতল, পাইপ	4, 2
–CH₃	প্রোপিন (propene)	পলিপ্রোপিলিন (PP)	বালতি, চেয়ার, দড়ি	5
–Cl	ক্লোরোইথিন (chloroethene, vinyl chloride)	পলিভিনাইল ক্লোরাইড (PVC)	পাইপ, রেইনকোট, তারের আবরণ	3
–C₆H₅	স্টাইরিন (styrene, ethenylbenzene)	পলিস্টাইরিন (PS)	ফোমের কাপ, প্যাকেজিং	6
চারটিই F	টেট্রাফ্লুরোইথিন (tetrafluoroethene)	PTFE, টেফলন (Teflon)	ননস্টিক প্যান	7
–CN	অ্যাক্রাইলোনাইট্রাইল (acrylonitrile)	PAN, অরলন (Orlon)	সোয়েটার, কম্বল	7
–OCOCH₃	ভিনাইল অ্যাসিটেট (vinyl acetate)	PVAc	সাদা আঠা, রং	7

পলিভিনাইল অ্যালকোহল (PVA) “ভিনাইল অ্যালকোহল” থেকে বানানো যায় না — ওই অণু টিকে না, সঙ্গে সঙ্গে ইথান্যালে (ethanal) বদলে যায় (tautomerism)। PVA তৈরি হয় PVAc-কে আর্দ্রবিশ্লেষণ (hydrolysis) করে।

মুক্তমূলক কৌশল (free-radical mechanism)

আগের পাঠে দেখেছ, মুক্তমূলক (free radical) হলো বিজোড় ইলেকট্রনযুক্ত (unpaired electron) অত্যন্ত সক্রিয় কণা। পলিথিন তৈরির শিকল-বিক্রিয়া (chain reaction) তিন স্তরে চলে — ধাপগুলো নিজে উল্টে দেখো:

পারঅক্সাইডের O–O বন্ধন দুর্বল (≈ 146 kJ/mol)। তাপে এটি সমভাবে ভাঙে (homolysis) — বন্ধনের দুটি ইলেকট্রন দুই দিকে একটি করে যায়। লাল অর্ধ-তীর (fish-hook arrow) মানে একটি ইলেকট্রনের চলাচল। ফল: দুটি RO· মুক্তমূলক, প্রতিটিতে একটি বিজোড় ইলেকট্রন।

\begin{aligned} &\text{initiation:} \\ &\quad \mathrm{RO{-}OR \xrightarrow{\ \Delta\ } 2\,RO^{\bullet}} \\ &\quad \mathrm{RO^{\bullet} + CH_2{=}CH_2} \\ &\qquad \longrightarrow \mathrm{RO{-}CH_2{-}CH_2^{\bullet}} \\ &\text{propagation:} \\ &\quad \mathrm{RO{-}CH_2CH_2^{\bullet} + CH_2{=}CH_2} \\ &\qquad \longrightarrow \mathrm{RO{-}(CH_2)_3{-}CH_2^{\bullet}} \\ &\qquad \text{(again and again)} \\ &\text{termination:} \\ &\quad \mathrm{R{-}CH_2^{\bullet} + {}^{\bullet}CH_2{-}R'} \\ &\qquad \longrightarrow \mathrm{R{-}CH_2{-}CH_2{-}R'} \end{aligned}

LDPE আর HDPE — একই ইথিন, দুই রকম পলিথিন

	নিম্ন ঘনত্বের পলিথিন (LDPE)	উচ্চ ঘনত্বের পলিথিন (HDPE)
পদ্ধতি	মুক্তমূলক, অল্প O₂ বা জৈব পারঅক্সাইড (যেমন বেনজয়িল পারঅক্সাইড)	Ziegler–Natta অনুঘটক: TiCl₄ + Al(C₂H₅)₃
শর্ত	খুব উঁচু চাপ, প্রায় 1000–3000 atm; 150–300 °C	কম চাপ (কয়েক atm); 50–100 °C
শিকল	অনেক শাখা (branched)	প্রায় সরল (linear)
ঘনত্ব (density)	0.910–0.925 g/cm³	≥ 0.941 (সাধারণত 0.95–0.965) g/cm³
গলনাঙ্ক (Tm)	105–115 °C	130–137 °C
ব্যবহার	পলিথিন ব্যাগ, ফিল্ম	শ্যাম্পুর বোতল, পানির ট্যাংক, পাইপ

উচ্চ চাপের মুক্তমূলক বিক্রিয়ায় বাড়ন্ত শিকলের প্রান্ত নিজের দিকে বেঁকে নিজেরই একটি H টেনে নেয় — সেখান থেকে শাখা গজায়। শাখাযুক্ত শিকল কাছাকাছি বসতে পারে না, তাই LDPE হালকা ও নরম। জিগলার (K. Ziegler) ও নাটা (G. Natta) 1963 সালে এই অনুঘটক আবিষ্কারের জন্য নোবেল পুরস্কার পান: ধাতব কেন্দ্রে মনোমার সারিবদ্ধভাবে একে একে বসে, তাই শিকল সরল হয়, আর প্রোপিনের সব –CH₃ একই দিকে বসিয়ে শক্ত, কেলাসিত পলিপ্রোপিলিন (isotactic PP) বানানো যায়। প্রোপিন মুক্তমূলক পদ্ধতিতে ভালো পলিমার হয়ই না।

বোর্ডের প্রশ্নে আসা আরও কয়েকটি প্রস্তুতি:

PVC: অ্যাসিটিলিন + HCl (HgCl₂ অনুঘটক, প্রায় 150–250 °C) → ভিনাইল ক্লোরাইড; তারপর পারঅক্সাইড দিয়ে মুক্তমূলক পলিমারকরণ। (আজকের কারখানায় ভিনাইল ক্লোরাইড আসে মূলত ইথিন থেকে, 1,2-ডাইক্লোরোইথেন হয়ে।)

\begin{aligned} &\mathrm{HC{\equiv}CH + HCl \xrightarrow{HgCl_2} CH_2{=}CHCl} \\ &\mathrm{n\,CH_2{=}CHCl} \\ &\qquad \xrightarrow{\text{peroxide}} \mathrm{{-}\!\left[CH_2{-}CHCl\right]_n\!{-}} \end{aligned}

পলিস্টাইরিন: বেনজিন + ইথিন (AlCl₃) → ইথাইলবেনজিন; উত্তপ্ত অনুঘটকের ওপর H₂ হারিয়ে স্টাইরিন; তারপর পলিমারকরণ।

\begin{aligned} &\mathrm{C_6H_6 + CH_2{=}CH_2 \xrightarrow{AlCl_3} C_6H_5CH_2CH_3} \\ &\qquad \mathrm{\xrightarrow[\ -H_2\ ]{Fe_2O_3,\ 600\text{–}650\,^\circ C} C_6H_5CH{=}CH_2} \end{aligned}

টেফলন: ক্লোরোডাইফ্লুরোমিথেনকে উত্তপ্ত করে টেট্রাফ্লুরোইথিন, তারপর পানিতে রেডক্স সূচক (redox initiator) দিয়ে পলিমারকরণ।

\begin{aligned} &\mathrm{2\,CHClF_2 \xrightarrow{\ \Delta\ } CF_2{=}CF_2 + 2\,HCl} \\ &\mathrm{n\,CF_2{=}CF_2 \longrightarrow {-}\!\left[CF_2{-}CF_2\right]_n\!{-}} \end{aligned}

নিজে যাচাই করো

ইথিনের সংযোজন পলিমারকরণে কোনো ছোট অণু (যেমন H₂O) বের হয় না কেন?

ধাপ ৪: ঘনীভবন পলিমারকরণ

ঘনীভবন বা ধাপ-বৃদ্ধি পলিমারকরণ (condensation / step-growth polymerisation): দুই প্রান্তে কার্যকরী মূলকযুক্ত (bifunctional) মনোমার পরস্পর বিক্রিয়া করে, আর প্রতিটি নতুন বন্ধনে একটি ছোট অণু বের হয়ে যায় — সাধারণত H₂O, কখনো HCl বা CH₃OH।

সাধারণত দুটি ভিন্ন মনোমার (যেমন ডাইঅ্যামিন + ডাইএসিড) — কিন্তু সবসময় নয়: নাইলন-6 একটিমাত্র মনোমার থেকে তৈরি।
শিকলে অ্যামাইড বন্ধন (amide link, –CO–NH–) থাকলে পলিঅ্যামাইড (polyamide), এস্টার বন্ধন (ester link, –CO–O–) থাকলে পলিএস্টার (polyester)। এই বন্ধনগুলো তুমি কার্বক্সিলিক এসিড ও অ্যামাইডের পাঠে দেখেছ।
ছোট অণু বের হয়, তাই পুনরাবৃত্ত এককের ভর মনোমারগুলোর ভরের যোগফলের চেয়ে কম।

নিচে মনোমার জুড়ে শিকল বানাও — প্রতিটি জোড়ায় কী বের হয় দেখো, আর গুনে দেখো:

মনোমার 1 · নতুন বন্ধন 0 · বের হওয়া H₂O 0
● = অ্যামাইড বন্ধন (amide link) –CO–NH–
শিকলের দুই প্রান্তে এখন একই মূলক — আরেকটি জুড়লে একটি পূর্ণ পুনরাবৃত্ত একক হবে।
পুনরাবৃত্ত একক (repeat unit): –[NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]ₙ–

নাইলন-6,6 (nylon-6,6)

হেক্সেন-1,6-ডাইঅ্যামিন (hexane-1,6-diamine) আর হেক্সেনডাইওয়িক এসিড (hexanedioic acid, অ্যাডিপিক এসিড)। দুটিতেই 6টি কার্বন — তাই নাম “6,6”। কারখানায় প্রথমে দুটি মিলে নাইলন লবণ (nylon salt) তৈরি হয়, তারপর সেটি গলিয়ে প্রায় 270–280 °C-এ উত্তপ্ত করে পানি সরানো হয়:

\begin{aligned} &\mathrm{n\,H_2N(CH_2)_6NH_2} \\ &\quad \mathrm{+\ n\,HOOC(CH_2)_4COOH} \\ &\longrightarrow \mathrm{H{-}\!\left[NH(CH_2)_6NH{-}\right.} \\ &\qquad \mathrm{\left.CO(CH_2)_4CO\right]_n\!{-}OH} \\ &\qquad \mathrm{+\ (2n-1)\,H_2O} \end{aligned}

পুনরাবৃত্ত একক $\mathrm{C_{12}H_{22}N_2O_2}$ , $M = 226.32$ g/mol = (116.21 + 146.14 − 2 × 18.02)। $n$ টি পুনরাবৃত্ত এককে $2n$ টি মনোমার, তাদের জুড়তে $2n - 1$ টি বন্ধন, তাই $2n - 1$ টি পানির অণু।

ল্যাবে বিখ্যাত “নাইলন দড়ি” (nylon rope trick) পরীক্ষায় এসিডের বদলে বেশি সক্রিয় অ্যাসাইল ক্লোরাইড (যেমন অ্যাডিপয়েল বা সেবাসয়েল ক্লোরাইড) জৈব দ্রাবকে নেওয়া হয়, আর ডাইঅ্যামিন পানিতে। দুই স্তরের সংযোগতলে (interface) নাইলন জমে, চিমটা দিয়ে টেনে দড়ির মতো তোলা যায় — এখানে উপজাত HCl।

নাইলন-6, PET ও ব্যাকেলাইট

নাইলন-6: একটিমাত্র মনোমার — ক্যাপ্রোল্যাকটাম (caprolactam), একটি বলয় (ring)। অল্প পানি দিয়ে উত্তপ্ত করলে বলয় খুলে যুক্ত হয় (ring-opening); শিকল $\mathrm{{-}[NH(CH_2)_5CO]_n{-}}$ । বলয় খোলায় কোনো পরমাণু বের হয় না। নাইলন-6-এর গলনাঙ্ক (220 °C) নাইলন-6,6-এর (264 °C) চেয়ে কম।
PET (পলিইথিলিন টেরেফথালেট; ডেক্রন, টেরিলিন): বেনজিন-1,4-ডাইকার্বক্সিলিক এসিড (টেরেফথালিক এসিড) + ইথেন-1,2-ডাইঅল (ইথিলিন গ্লাইকল), এস্টার বন্ধন:

\begin{aligned} &\mathrm{n\,HOOC{-}C_6H_4{-}COOH} \\ &\quad \mathrm{+\ n\,HOCH_2CH_2OH} \\ &\xrightarrow{\ H^+,\ \Delta\ } \mathrm{HO{-}\!\left[CO{-}C_6H_4{-}CO{-}\right.} \\ &\qquad \mathrm{\left.OCH_2CH_2O\right]_n\!{-}H} \\ &\qquad \mathrm{+\ (2n-1)\,H_2O} \end{aligned}

ব্যাকেলাইট (Bakelite): ফেনল + মিথান্যাল (HCHO), এসিড বা ক্ষার অনুঘটকে। প্রতিটি ফেনলের বলয়ে তিনটি জায়গায় (দুটি অর্থো, একটি প্যারা) –CH₂– সেতু গড়তে পারে, তাই শিকল নয় — তৈরি হয় ত্রিমাত্রিক জাল (3D network)। পানি বের হয়।

বৈশিষ্ট্য	সংযোজন পলিমারকরণ	ঘনীভবন পলিমারকরণ
মনোমার	C=C যুক্ত অসম্পৃক্ত অণু	দুই প্রান্তে কার্যকরী মূলক (–OH, –NH₂, –COOH)
উপজাত (by-product)	নেই	H₂O, HCl, CH₃OH ইত্যাদি (বলয় খোলায় নেই)
মোলার ভর	মনোমারের ঠিক n গুণ	মনোমারগুলোর যোগফলের চেয়ে কম
বৃদ্ধি	শিকল-বৃদ্ধি: প্রতিটি শিকল মুহূর্তে লম্বা হয়	ধাপ-বৃদ্ধি: ছোট টুকরো জুড়ে জুড়ে ধীরে লম্বা হয়
মূল শিকল	সাধারণত শুধু C	প্রায়ই N বা O থাকে (–CO–NH–, –CO–O–)
উদাহরণ	PE, PP, PVC, PS, টেফলন	নাইলন-6,6, নাইলন-6, PET, ব্যাকেলাইট

নিজে যাচাই করো

নাইলন-6,6-এর একটি শিকলে n = 50টি পুনরাবৃত্ত একক। এটি তৈরিতে কয়টি পানির অণু বের হয়েছে?

ধাপ ৫: কেলাস, সান্দ্রতা ও কাচ-রূপান্তর তাপমাত্রা

কেলাস (crystallinity): শিকলগুলো বেশিরভাগ জায়গায় এলোমেলো জট পাকিয়ে থাকে (অনিয়তাকার, amorphous), কিন্তু কোথাও কোথাও পাশাপাশি সুশৃঙ্খলভাবে সারি বাঁধে — সেখানে আংশিক কেলাস (partial crystal) তৈরি হয়। শিকল যত সরল আর নিয়মিত, আর শিকলের মধ্যে আকর্ষণ যত বেশি, কেলাস তত বেশি। নাইলনে পাশের শিকলের –C=O আর –N–H-এর মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন (আন্তঃআণবিক আকর্ষণ) — তাই নাইলন শক্ত আর এর গলনাঙ্ক উঁচু। HDPE-তে কেলাস বেশি, LDPE-তে কম।

সান্দ্রতা (viscosity): লম্বা শিকল দ্রাবকে জট পাকিয়ে দ্রাবকের প্রবাহে বাধা দেয়, তাই অল্প পলিমার মেশালেই দ্রবণ ঘন (সান্দ্র) হয়। মোটর অয়েল আর রং ঘন করতে পলিমার মেশানো হয়। কোনো যৌগের দ্রবণ দ্রাবকের চেয়ে অনেক বেশি সান্দ্র হলে বোঝা যায় যৌগটি লম্বা-শিকল পলিমার।

কাচ-রূপান্তর তাপমাত্রা (glass transition temperature, Tg): ঠান্ডায় অনিয়তাকার অংশের শিকলগুলো জমে থাকে — পলিমার কাচের মতো শক্ত, জোরে আঘাতে ভাঙে। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা পার হলে শিকলের অংশগুলো নড়াচড়া শুরু করে, পলিমার নরম ও নমনীয় হয়। সেই তাপমাত্রাই Tg। এটি গলনাঙ্ক নয় — গলনাঙ্কে (melting point, Tm) কেলাস অংশ গলে যায়, আর তা Tg-এর অনেক ওপরে।

সাধারণ মান (typical values, Polymer Handbook)। Tg-এর বাঁয়ে (ঠান্ডায়) অনিয়তাকার অংশ কাচের মতো শক্ত; ডানে নরম, নমনীয়। PE ও রাবারের Tg ঘরের তাপমাত্রার অনেক নিচে — তাই এরা নরম; PS ও PVC-র Tg অনেক ওপরে — তাই শক্ত। PS ও PVC-র কেলাস নেই, তাই Tm নেই।

নিজে যাচাই করো

ঘরের তাপমাত্রায় (25 °C) পলিস্টাইরিনের (PS) কাপ শক্ত আর ভঙ্গুর, কিন্তু পলিথিনের ব্যাগ নরম। কেন?

ধাপ ৬: প্লাস্টিসিটি — থার্মোপ্লাস্টিক, থার্মোসেট, ইলাস্টোমার

প্লাস্টিক (plastic) ও ইলাস্টিক (elastic): বল প্রয়োগে আকার বদলে যে বস্তু সেই নতুন আকারেই থাকে, তা প্লাস্টিক ধর্মের; আর বল সরালে যে আগের আকারে ফেরে, তা ইলাস্টিক।

প্লাস্টিসিটি (plasticity): যে ধর্মের জন্য কোনো কঠিন পলিমার উচ্চ তাপমাত্রায় প্রবাহী হয়, আর গলিত অবস্থায় তাকে বারবার বিভিন্ন আকারে ছাঁচে ঢালা (mould) যায় — পলিমারের সেই ধর্মই প্লাস্টিসিটি। শিকলগুলো ক্রস-লিংকে যত বেশি বাঁধা, প্লাস্টিসিটি তত কম।

নিচে শিকলগুলোকে গরম করে টানো — ক্রস-লিংক নেই, কয়েকটি, অনেক — তিনবার:

ক্রসলিংক (cross-links):

কমলা দাগ = ক্রসলিংক (সমযোজী সেতু, covalent cross-link)

ক্রসলিংক নেই (no cross-links)। রঙিন রেখাগুলো আলাদা আলাদা পলিমার শিকল। গরম করে টেনে দেখো কী হয় — তিনটি অবস্থাই চেষ্টা করো।

	থার্মোপ্লাস্টিক (thermoplastic)	থার্মোসেট (thermoset)	ইলাস্টোমার (elastomer)
শিকল	সরল বা শাখাযুক্ত, ক্রস-লিংক নেই	ঘন ক্রস-লিংক, ত্রিমাত্রিক জাল	অল্প ক্রস-লিংক (lightly cross-linked)
তাপে	নরম হয়, গলে; ঠান্ডায় আবার শক্ত — বারবার	একবার শক্ত হলে আর গলে না; বেশি তাপে পুড়ে যায় (chars)	Tg ঘরের তাপমাত্রার নিচে, তাই রাবারের মতো
পুনর্ব্যবহার	গলিয়ে আবার ব্যবহার সম্ভব	গলানো যায় না	কঠিন
উদাহরণ	PE, PP, PVC, PS, PET, নাইলন	ব্যাকেলাইট, মেলামাইন, ইউরিয়া-ফরমালডিহাইড	প্রাকৃতিক রাবার, নিওপ্রিন

শুরুর প্রশ্নের উত্তর: পলিথিনের শিকলগুলোর মধ্যে শুধু দুর্বল আন্তঃআণবিক আকর্ষণ। তাপ দিলে সেগুলো ছাড়িয়ে শিকল একে অপরের পাশ দিয়ে পিছলে যায় — পলিথিন গলে। ব্যাকেলাইটে সব শিকল সমযোজী বন্ধনে এক জালে বাঁধা; পিছলাতে হলে সমযোজী বন্ধনই ভাঙতে হবে। সেই তাপে অণু ভেঙে পুড়ে যায় — তাই ব্যাকেলাইট গলে না, কালো হয়ে যায়। এজন্যই সুইচ, প্লাগ আর প্যানের হাতল ব্যাকেলাইটের।

ইলাস্টোমার লম্বা হয় কারণ টানলে কুণ্ডলী পাকানো শিকল সোজা হয়; ছাড়লে অল্প কয়েকটি ক্রস-লিংক (রাবারে সালফার সেতু — ভালকানাইজেশন, vulcanisation) শিকলকে আগের জায়গায় টেনে আনে। তবে এজন্য পলিমারকে তার Tg-এর ওপরে থাকতে হবে:

ইলাস্টোমার	Tg (°C, সাধারণ মান)	ব্যবহার
cis-পলিবিউটাডাইন (polybutadiene)	≈ −106	টায়ার, রাবার ব্যান্ড
প্রাকৃতিক রাবার (cis-polyisoprene)	≈ −70	গ্লাভস, টায়ার
নিওপ্রিন (polychloroprene)	≈ −45	জুতা, মেডিকেল টিউব

নিজে যাচাই করো

PET বোতল গলিয়ে নতুন বোতল বা কার্পেট বানানো যায়, কিন্তু ভাঙা ব্যাকেলাইট সুইচ গলিয়ে নতুন সুইচ বানানো যায় না। কারণ?

ধাপ ৭: পলিথিন — সুবিধা ও অসুবিধা

সুবিধা: সস্তা, হালকা, পানিরোধী (waterproof), প্রায় সব এসিড-ক্ষারে নিষ্ক্রিয় (inert), ভালো বিদ্যুৎ-অন্তরক (insulator)। তাই প্যাকেট, ব্যাগ, পানির ট্যাংক, তারের আবরণ — সবখানে।

অসুবিধা: ঠিক এই নিষ্ক্রিয়তাই সমস্যা।

অণুজীবে ভাঙে না (non-biodegradable): C–C আর C–H বন্ধনের লম্বা শিকল ব্যাকটেরিয়া ভাঙতে পারে না — মাটিতে বহু বছর থেকে যায়, মাটির উর্বরতা আর গাছের শিকড়ে পানি শোষণ কমায়; নদী-সাগরে মাছ ও জলজ প্রাণীর ক্ষতি করে।
নালা বন্ধ (drain clogging): শহরের ড্রেনে জমে পানি আটকে জলাবদ্ধতা তৈরি করে। এ কারণে বাংলাদেশ 2002 সালে পলিথিনের শপিং ব্যাগ নিষিদ্ধ করে (পরিবেশ সংরক্ষণ আইনের সংশোধন)।
পোড়ালে বিষাক্ত ধোঁয়া: অসম্পূর্ণ দহনে CO ও কালো ভুসা (soot); PVC পোড়ালে HCl আর ডাইঅক্সিন (dioxin)। তাই প্লাস্টিক বর্জ্য খোলা জায়গায় পোড়ানো উচিত নয়।

সমাধান: কম ব্যবহার (reduce), পুনঃব্যবহার (reuse), পুনর্ব্যবহার (recycle) — আর পাটের ব্যাগের মতো বিকল্প। কোন প্লাস্টিক কোনটি, তা জিনিসের তলার কোড দেখে চেনা যায়:

প্লাস্টিকের জিনিসের তলায় ত্রিভুজের ভেতরের সংখ্যাটি বলে এটি কোন পলিমার (resin identification code)। 1, 2 আর 5 সবচেয়ে সহজে পুনর্ব্যবহার (recycle) হয়; 3 (PVC) আর 6 (PS) কঠিন।

নিজে যাচাই করো

পলিথিন পরিবেশে শত শত বছর টিকে থাকে কেন?

ধাপ ৮: এবার নিজে করে দেখো

ধারণাগুলো এখন তোমার জানা। নিচের পলিমার ল্যাবে চারটি অংশ:

চুল্লি (reactor): এক বা দুটি মনোমার বেছে নাও, পদ্ধতি (মুক্তমূলক, Ziegler–Natta বা ঘনীভবন), তাপমাত্রা আর চাপ ঠিক করে “বিক্রিয়া চালাও”। ঠিক হলে পাবে পলিমার, পুনরাবৃত্ত একক, উপজাত আর ধর্ম; ভুল হলে কেন হলো না তার রাসায়নিক কারণ। শিকলের n বেছে মোলার ভর আর বের হওয়া পানির সংখ্যা দেখো।
শিকল বৃদ্ধি (chain growth): p স্লাইডার সরিয়ে দেখো ধাপ-বৃদ্ধিতে লম্বা শিকল পেতে বিক্রিয়া কতটা শেষ হতে হয় — Carothers সমীকরণ $\mathrm{DP}_n = 1/(1-p)$ ।
তাপ পরীক্ষা (heat test): দশটি নমুনা −200 থেকে 320 °C-এ নিয়ে দেখো কোনটি কাচের মতো, নরম, গলে যায় বা পুড়ে যায়।
সাজাও (sort): দশটি ঘরোয়া জিনিসকে থার্মোপ্লাস্টিক আর থার্মোসেটে ভাগ করো।

চ্যালেঞ্জগুলো একে একে শেষ করো; “খাতায় লেখো” চাপলে ফল পর্যবেক্ষণ খাতায় (observation notebook) জমা হবে।

পলিমার ল্যাব

Polymer lab: reactor, chain growth, heat test

↗

১. মনোমার বেছে নাও (এক বা দুইটি)

C=C আছে — অ্যালকিন (alkenes)

দুই প্রান্তে কার্যকরী মূলক (bifunctional) ও অন্যান্য

২. পদ্ধতি ও শর্ত (mechanism & conditions)

তাপমাত্রা (temperature): 25 °C

চাপ (pressure):

চ্যালেঞ্জ (challenges)

0/7

চুল্লিতে নাইলন-6,6 বানাও, তারপর n = 100 বেছে দেখো কতটি পানির অণু বের হলো।
কোন পলিমার ঘরের তাপমাত্রায় নরম-রাবারের মতো, কিন্তু খুব ঠান্ডায় কাচের মতো শক্ত? তাপ পরীক্ষায় খুঁজে বের করো।
LDPE নয়, HDPE বানাও — একই ইথিন, শুধু পদ্ধতি বদলে।
১০টি জিনিসকে থার্মোপ্লাস্টিক আর থার্মোসেটে সাজাও।
একটি ব্যাকেলাইট সুইচ গরম করে আবার ছাঁচে ঢালার চেষ্টা করো। কী হয়?
PVC বানিয়ে n = 1000 শিকলের মোলার ভর বের করো।
শিকল বৃদ্ধি ট্যাবে: ধাপে ধাপে (step growth) গড়ে 100 এককের শিকল পেতে বিক্রিয়ার মাত্রা p কত লাগে?

পর্যবেক্ষণ খাতা (observation notebook)

চুল্লিতে পলিমার বানিয়ে বা তাপ পরীক্ষা করে “খাতায় লেখো” চাপো।

বই পড়ার সময় সাবধান — এই অংশে পাঠ্যবইয়ে কয়েকটি ভুল আছে:

নাইলন-6,6-এর পুনরাবৃত্ত একক (পৃ. 310 ও 344): কোথাও –CO–(CH₂)₄–NH–CO–(CH₂)₆–NH– আঁকা — (CH₂)₄ অংশটি এসিড থেকে আসে, তাই দুই পাশেই C=O: সঠিক –CO–(CH₂)₄–CO–NH–(CH₂)₆–NH–।
বেনজিন পলিমার নয় (পৃ. 338): সংযোজন পলিমারের তালিকায় “বেনজিন” লেখা — বেনজিন একটি ছোট অণু।
PVC-র সংকেত (পৃ. 343): পুনরাবৃত্ত এককে Cl-এর জায়গায় “Z” ছাপা — সঠিক –[CH₂–CHCl]ₙ–।
“ঘনীভবনে সবসময় দুটি ভিন্ন মনোমার” (পৃ. 339): নাইলন-6 (ক্যাপ্রোল্যাকটাম) আর প্রোটিন একই ধরনের মনোমার থেকে তৈরি। উপজাতও শুধু পানি নয় — HCl, CH₃OH, NH₃ হতে পারে।
“Tg-এর ওপরে থার্মোসেট ইলাস্টোমার হয়” (পৃ. 341): ভুল। ইলাস্টোমার হলো অল্প ক্রস-লিংকড রাবার; ঘন ক্রস-লিংকড থার্মোসেট শক্তই থাকে, বেশি তাপে পুড়ে যায়।
Z = –OH (পৃ. 341): “ভিনাইল অ্যালকোহল” মনোমার হিসেবে টেকে না (ইথান্যালে বদলে যায়); পলিভিনাইল অ্যালকোহল তৈরি হয় PVAc-এর আর্দ্রবিশ্লেষণে।
সব সংযোজন পলিমারকরণ “70 °C, 5–10 atm, Cr₂O₃”-এ ঘটে (পৃ. 341): এটি শুধু HDPE তৈরির একটি নিম্নচাপ পদ্ধতি (Phillips); LDPE লাগে 1000 atm-এর বেশি চাপে, PVC বা PS অন্য শর্তে।
পলিআইসোপ্রিনের Tg “−65 °C” (সারণি ২.১৩): প্রাকৃতিক রাবারের Tg প্রায় −70 থেকে −73 °C। (পলিবিউটাডাইন −106 ও নিওপ্রিন −43 মোটামুটি ঠিক; নিওপ্রিনের সাহিত্য মান −40 থেকে −50।)
পলিথিনের ঘনত্ব “0.925, 0.926, 0.94” (পৃ. 343): এগুলো শ্রেণির সীমা, সাধারণ মান নয়। LDPE 0.910–0.925, MDPE 0.926–0.940, HDPE ≥ 0.941 (সাধারণত 0.95–0.97) g/cm³।
“ক্লোরোফর্মে দ্রবীভূত অ্যাডিপিক এসিড” (পৃ. 344): নাইলন-দড়ি পরীক্ষায় জৈব দ্রাবকে থাকে অ্যাডিপয়েল বা সেবাসয়েল ক্লোরাইড (এসিড নয়), উপজাত HCl; কারখানায় নাইলন লবণ উত্তপ্ত করা হয়। মাঝের যৌগটিকে “মনোমার বা কো-পলিমার” বলাও ঠিক নয় — এটি একটি ডাইমার।
“H-বন্ধন নাইলনকে নমনীয় করে” (পৃ. 345): উল্টো — H-বন্ধন নাইলনকে শক্ত করে ও গলনাঙ্ক বাড়ায়; নমনীয়তা আসে –CH₂– অংশ থেকে।
সারাংশে “পলিমার শুধু অ্যালকিন থেকে” (পৃ. 356): এতে ঘনীভবন পলিমার (নাইলন, PET, ব্যাকেলাইট, প্রোটিন) বাদ পড়ে যায়।
ক্র্যাকিং সমীকরণ (পৃ. 357): C₁₂H₂₆ → CH₂=CH₂ + C₁₀H₁₂ অসমতাকৃত — সঠিক উৎপাদ C₁₀H₂₂।

ঘরে বসে পরীক্ষা: দুধ থেকে প্লাস্টিক

দুধের প্রোটিন কেসিন (casein) একটি প্রাকৃতিক পলিমার। এসিড দিলে এটি জমাট বাঁধে, আর শুকালে শক্ত “প্লাস্টিকের” মতো হয় — বিশ শতকের শুরুতে এ থেকে সত্যিই বোতাম বানানো হতো।

এক কাপ (প্রায় 250 mL) দুধ গরম করো — ফুটাবে না, শুধু গরম (হাত দিলে বেশ গরম লাগে এমন)।
চুলা থেকে নামিয়ে 4 চা-চামচ ভিনেগার মেশাও, আস্তে নাড়ো। সাদা দলা (দই-ছানার মতো) আর হলদে পানি আলাদা হবে।
একটি পরিষ্কার কাপড় বা ছাঁকনিতে ছেঁকে দলাগুলো আলাদা করো, ঠান্ডা হলে চেপে চেপে পানি বের করো।
ময়দার মতো মেখে ছাঁচে বা হাতে আকার দাও (তারা, বোতাম), কাগজের ওপর 2 দিন শুকাতে দাও।

শুকানোর পর শক্ত হলো? এটি গরম পানিতে কি আবার নরম হয়? খাতায় লেখো। (কেসিনের শিকলগুলো এসিডে জট পাকিয়ে একসঙ্গে জমে — তবে এটি আসল থার্মোপ্লাস্টিকের মতো গলে না।)

আরেকটি ছোট পরীক্ষা: পুরোনো পলিথিন ব্যাগ থেকে একটি সরু ফালি কেটে দুই হাতে ধরে আস্তে আস্তে টানো। এক জায়গায় হঠাৎ সরু হয়ে (necking) সেই অংশটি অনেক লম্বা হতে থাকবে, আর সাদাটে দেখাবে। এখানে কুণ্ডলী পাকানো শিকলগুলো টানের দিকে সারিবদ্ধ (aligned) হচ্ছে — ধাপ ২-এর কুণ্ডলী আর সোজা শিকলের কথা মনে করো।

নিরাপত্তা: গরম দুধ আর চুলার কাজ বড় কারো সাহায্যে করো, গরম পাত্র কাপড় দিয়ে ধরো। পরীক্ষায় ব্যবহৃত দুধ খাবে না, আর তৈরি “প্লাস্টিক” ছোট শিশুর মুখে যাওয়ার মতো জায়গায় রাখবে না। কোনো প্লাস্টিক পুড়িয়ে বা চুলায় গলিয়ে পরীক্ষা করবে না — বিষাক্ত ধোঁয়া বের হয়।

পরীক্ষার প্রস্তুতি

১. প্লাস্টিসিটি কী? থার্মোপ্লাস্টিক গরম করলে নরম হয়, কিন্তু থার্মোসেট হয় না কেন — গঠন দিয়ে ব্যাখ্যা করো।

প্লাস্টিসিটি: যে ধর্মের জন্য কোনো কঠিন পলিমার উচ্চ তাপমাত্রায় প্রবাহী হয় এবং গলিত অবস্থায় তাকে বারবার বিভিন্ন আকারে ছাঁচে ঢালা যায়।

থার্মোপ্লাস্টিকের (যেমন পলিথিন, PVC) শিকলগুলো সরল বা শাখাযুক্ত, পরস্পরের সাথে শুধু দুর্বল আন্তঃআণবিক আকর্ষণে যুক্ত। তাপে এই আকর্ষণ ছাড়িয়ে শিকলগুলো একে অপরের পাশ দিয়ে পিছলে যায় — পদার্থ নরম হয়, গলে; ঠান্ডা করলে আবার শক্ত হয়। প্রক্রিয়াটি বারবার করা যায়।

থার্মোসেটে (যেমন ব্যাকেলাইট) শিকলগুলো সমযোজী ক্রস-লিংকে একটি ত্রিমাত্রিক জালে বাঁধা। পিছলাতে হলে সমযোজী বন্ধন ভাঙতে হবে — সেই তাপে পলিমার পুড়ে যায় (char), গলে না।

২. ইথিন থেকে পলিথিন তৈরির মুক্তমূলক কৌশল (free-radical mechanism) লেখো।

সূচনা (initiation): জৈব পারঅক্সাইড তাপে সমভাবে ভেঙে মুক্তমূলক দেয়, যা প্রথম ইথিনে যুক্ত হয়:

$\mathrm{RO{-}OR \xrightarrow{\Delta} 2\,RO^{\bullet}}$ ; $\quad \mathrm{RO^{\bullet} + CH_2{=}CH_2 \to RO{-}CH_2{-}CH_2^{\bullet}}$

বিস্তার (propagation): নতুন মুক্তমূলক আরেকটি ইথিনের π বন্ধনে আক্রমণ করে; এভাবে বারবার:

$\mathrm{RO{-}CH_2CH_2^{\bullet} + n\,CH_2{=}CH_2 \to RO{-}(CH_2CH_2)_n{-}CH_2CH_2^{\bullet}}$

সমাপ্তি (termination): দুটি বাড়ন্ত শিকলের মুক্তমূলক প্রান্ত মিলে σ বন্ধন গড়ে (combination):

$\mathrm{R{-}CH_2^{\bullet} + {}^{\bullet}CH_2{-}R' \to R{-}CH_2{-}CH_2{-}R'}$

প্রতিটি ধাপে অর্ধ-তীর (fish-hook arrow) দিয়ে একটি করে ইলেকট্রনের চলাচল দেখাতে হয়।

৩. একটি পলিথিন নমুনার গড় মোলার ভর 1.4 × 10⁵ g/mol। (ক) পলিমারকরণ মাত্রা n কত? (খ) প্রতি পুনরাবৃত্ত একক 250 pm ধরে শিকলের প্রসারিত দৈর্ঘ্য কত? (C = 12.011, H = 1.008)

(ক) $M(\mathrm{C_2H_4}) = 2(12.011) + 4(1.008) = 28.05$ g/mol।

$n = \dfrac{1.4 \times 10^{5}}{28.05} \approx 4991 \approx 5.0 \times 10^{3}$

(খ) $l = n\,l_0 = 4991 \times 250\ \text{pm} = 1.25 \times 10^{6}\ \text{pm} = 1.25\ \mu\text{m}$

(তবে বাস্তবে শিকলটি কুণ্ডলী পাকানো: $R_g = \sqrt{4991 \times 250^2 / 6} \approx 7.2 \times 10^{3}$ pm = 7.2 nm।)

৪. নাইলন-6,6 প্রস্তুতির সমীকরণ লেখো। 22 632 g/mol ভরের একটি নাইলন-6,6 শিকল তৈরিতে কয়টি পানির অণু বের হয়? (পুনরাবৃত্ত এককের M = 226.32 g/mol)

$\mathrm{n\,H_2N(CH_2)_6NH_2 + n\,HOOC(CH_2)_4COOH \to H{-}[NH(CH_2)_6NH{-}CO(CH_2)_4CO]_n{-}OH + (2n-1)\,H_2O}$

$n = 22\,632 \div 226.32 = 100$ পুনরাবৃত্ত একক = 100টি ডাইঅ্যামিন + 100টি ডাইএসিড = 200টি মনোমার।

200টি মনোমার এক শিকলে জুড়তে 199টি অ্যামাইড বন্ধন, প্রতিটিতে একটি H₂O: 199টি পানির অণু (এক মোল শিকলে 199 × 18.02 ≈ 3586 g পানি)।

খেয়াল করো: বড় শিকল পেতে বিক্রিয়া প্রায় শেষ পর্যন্ত চালাতে হয়। Carothers সমীকরণে $\mathrm{DP}_n = 1/(1-p)$ ; গড়ে 200 মনোমারের শিকলের জন্য $p = 1 - 1/200 = 0.995$ , অর্থাৎ 99.5% মূলককে বিক্রিয়া করতে হবে।

৫. (সৃজনশীল ধরন) X = CH₂=CHCl; Y = HOOC–C₆H₄–COOH ও HO–CH₂CH₂–OH-এর মিশ্রণ। (গ) X থেকে পলিমার তৈরির সমীকরণ লেখো। (ঘ) X ও Y-এর পলিমারকরণের মধ্যে তুলনা করো।

(গ) $\mathrm{n\,CH_2{=}CHCl \xrightarrow{\text{peroxide}} {-}[CH_2{-}CHCl]_n{-}}$ — পলিভিনাইল ক্লোরাইড (PVC), মুক্তমূলক সংযোজন পলিমারকরণ।

(ঘ) X-এ C=C আছে; π বন্ধন খুলে মনোমারগুলো শিকল-বৃদ্ধি কৌশলে যুক্ত হয়, কিছু বের হয় না — পুনরাবৃত্ত একক C₂H₃Cl (M = 62.50), শিকলের ভর মনোমারের ঠিক n গুণ। মূল শিকলে শুধু কার্বন।

Y-এর দুটি মনোমারের প্রতিটির দুই প্রান্তে কার্যকরী মূলক (–COOH ও –OH)। এরা এস্টার বন্ধন গড়ে ধাপ-বৃদ্ধি কৌশলে যুক্ত হয়, প্রতিটি বন্ধনে একটি H₂O বের হয় — তৈরি হয় PET (ঘনীভবন পলিমার, পলিএস্টার)। পুনরাবৃত্ত এককের ভর (192.17) দুই মনোমারের যোগফলের (166.13 + 62.07 = 228.20) চেয়ে 2 × 18.02 কম; মূল শিকলে O পরমাণু থাকে। দুটিই থার্মোপ্লাস্টিক।

৬. পলিথিন ব্যবহারের পরিবেশগত সমস্যাগুলো লেখো। বাংলাদেশে পলিথিন ব্যাগ নিষিদ্ধ করার যৌক্তিকতা ব্যাখ্যা করো।

পলিথিন শুধু C–C ও C–H বন্ধনের শিকল — অণুজীব ভাঙতে পারে না (non-biodegradable), তাই মাটি ও পানিতে বহু বছর থেকে যায়। মাটির উর্বরতা ও পানি শোষণ কমায়, জলজ প্রাণী খেয়ে মারা যায়।
শহরের নালা-নর্দমায় জমে পানি আটকে জলাবদ্ধতা সৃষ্টি করে; আটকে থাকা পচা বর্জ্যে দুর্গন্ধ আর মশার উপদ্রব বাড়ে।
পোড়ালে অসম্পূর্ণ দহনে CO ও ভুসা বের হয় (PVC হলে HCl ও ডাইঅক্সিনও)।
বাংলাদেশে বন্যার সময় ঢাকার ড্রেন বন্ধ হওয়ার পেছনে পলিথিন বড় কারণ ছিল; তাই 2002 সালে পলিথিনের শপিং ব্যাগ নিষিদ্ধ করা হয়। বিকল্প হিসেবে পাট ও কাপড়ের ব্যাগ — দেশের পাটশিল্পের জন্যও লাভজনক।
করণীয়: কম ব্যবহার, পুনঃব্যবহার, কোড দেখে আলাদা করে পুনর্ব্যবহার।