पॉली (पी-फेनिलीन विनाइलीन)

पॉली (पी-फेनिलीन विनाइलीन) (पीपीवी, या पॉलीफेनिलीन विनाइलीन) कठोर-रॉड पॉलिमर परिवार का एक पॉलिमर का संचालन है। पीपीवी इस प्रकार का एकमात्र बहुलक है जिसे उच्च क्रम वाली क्रिस्टलीय पतली फिल्म में संसाधित किया जा सकता है। डोपिंग पर पीपीवी और इसके डेरिवेटिव विद्युत रूप से संचालित होते हैं। चूंकि पानी में अघुलनशील, इसके अग्रदूतों को जलीय घोल में हेरफेर किया जा सकता है। छोटा ऑप्टिकल बैंड गैप और इसका चमकीला पीला प्रतिदीप्ति पीपीवी को प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) और फोटोवोल्टिक उपकरणों जैसे अनुप्रयोगों में एक उम्मीदवार बनाता है। इसके अतिरिक्त, विद्युत प्रवाहकीय सामग्री बनाने के लिए पीपीवी को डोप किया जा सकता है। कार्यात्मक पक्ष समूहों को सम्मलित करके इसके भौतिक और इलेक्ट्रॉनिक गुणों को बदला जा सकता है।

तैयारी
पीपीवी को विभिन्न विधियों से संश्लेषित किया जा सकता है, जिनमें से विवरण शुद्धता और आणविक वजन निर्धारित करते हैं। α,α'-विस्थापित पैरा-क्षीलीन से आधार प्रेरित उन्मूलन के बाद सबसे लोकप्रिय विधि p-क्षिलीलीन मध्यवर्ती के माध्यम से आगे बढ़ते हैं।
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अन्य तरीके
चूंकि जाइलीन-आधारित मार्ग सिंथेटिक पद्धति पर हावी हैं, कई अन्य मार्गों का मूल्यांकन किया गया है।

चरण वृद्धि मार्ग
पीपीवी को विटिग प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है। सुगंधित बिसफ़ॉस्फ़ोनियम नमक और डायलडिहाइड से प्राप्त बीआईएस (यलाइड) के बीच विटिग-प्रकार के कपलिंग, विशेष रूप से 1,4-बेंजीनडायलडिहाइड।स्टेप-ग्रोथ पोलीमराइजेशन, जैसे कि यह विटिग कंडेनसेशन, सामान्यतः 5-10 रिपीट यूनिट्स के साथ कम आणविक भार ऑलिगोमर का उत्पादन करता है। विभिन्न पक्ष समूहों (एल्किल, अल्कोक्सी, या फिनाइल) को सम्मलित करने से बहुलक की विलेयता बढ़ जाती है और उच्च आणविक भार देता है। स्टेप-पोलीमराइजेशन दृष्टिकोण का एक लाभ यह है कि ऑर्थो-, मेटा- और पैरा-जाइलिलीन लिंकेज को मुख्य श्रृंखला में सम्मलित किया जा सकता है। परिभाषित स्टीरियोरेग्युलैरिटी के कॉपोलिमर भी इस प्रकार से आसानी से बनाए जा सकते हैं।

पीपीवी डेरिवेटिव्स को बेन्ज़िलिक नाइट्राइल और एरोमैटिक डायल्डिहाइड के बीच नोएवेनागेल संघनन के माध्यम से भी उत्पादित किया जा सकता है। चूंकि यह विधि कई पार्श्व प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करती है, जैसे कि नाइट्राइल समूह का हाइड्रोलिसिस, प्रतिक्रिया स्थितियों के सावधानीपूर्वक अनुकूलन की आवश्यकता थी।

हेक कपलिंग मार्ग
एक हेक प्रतिक्रिया के माध्यम से एथिलीन के विभिन्न प्रकार के सुगन्धित डाइब्रोमाइड्स के साथ युग्मन समूहों को घुलनशील करते समय उचित आणविक भार (3,000-10,000) देते हैं। चूँकि, इस विधि में सटीक मात्रा में गैसीय प्रारंभिक सामग्रियों में से एक की आवश्यकता होती है, अतिरिक्त पॉलीथीन का निर्माण किया जा सकता है।

रिंग-ओपनिंग रूट
उच्च आणविक भार के अग्रदूत बहुलक और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील देने के लिए रिंग-ओपनिंग मेटाथेसिस पोलीमराइज़ेशन (ROMP) के माध्यम से एक बाइसिकलोक्टाडाइन यौगिक को युग्मित किया गया है। इस बहुलक को पतली फिल्मों के रूप में जमा किया जा सकता है और तापीय रूप से पीपीवी में परिवर्तित किया जा सकता है। कम रूपांतरण तापमान को अमीन उत्प्रेरक की उपस्थिति के साथ नियोजित किया जा सकता है।


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 * PPV ROMP heat.pngपीपीवी के लिए आरओएमपी मार्ग का एक संशोधन एक सिलिल-प्रतिस्थापित पैरासाइक्लोफेन डेरिवेटिव का उपयोग करता है। थर्मल उपचार या एसिड के साथ अग्रदूत बहुलक का इलाज करने के बाद सिलोक्सी समूह के उन्मूलन के के माध्यम से पीपीवी में परिवर्तन प्राप्त किया जा सकता है। इस पद्धति का लाभ यह है कि अच्छी प्रकार से परिभाषित आणविक भार के पॉलिमर और ब्लॉक कॉपोलिमर आसानी से तैयार किए जा सकते हैं।


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संरचना और गुण
घुलनशील पॉलीमेरिक अग्रदूत मार्ग के माध्यम से प्राप्त अत्यधिक उन्मुख पीपीवी फिल्मों में सामान्यतः दो मोनोमर इकाइयों वाले मोनोक्लिनिक यूनिट सेल के साथ P21 समरूपता होती है: c (श्रृंखला अक्ष) = 0.658, a = 0.790, b = 0.605 nm, और α (मोनोक्लिनिक कोण) = 123o (आकृति 1)। पीपीवी श्रृंखलाओं का संरचनात्मक संगठन अन्य अत्यधिक उन्मुख कठोर-रॉड पॉलिमर में पाया जाता है, जहां अणु फाइबर अक्ष (अधिकांशतः खींचने की दिशा) के साथ उन्मुख होते हैं किन्तु आंशिक अक्षीय अनुवादकीय विकार के साथ होते हैं। पीपीवी एक प्रतिचुम्बकीय पदार्थ है और इसमें 10-13 एस/सेमी के क्रम में बहुत कम आंतरिक विद्युत चालकता होती है। आयोडीन, फेरिक क्लोराइड, क्षार धातुओं, या एसिड के साथ डोपिंग करने पर विद्युत चालकता बढ़ जाती है। चूंकि, इन डोप्ड सामग्रियों की स्थिरता अपेक्षाकृत कम है। सामान्यतः , असंरेखित, अप्रतिस्थापित पीपीवी डोपिंग के साथ केवल मध्यम चालकता प्रस्तुत करता है, <<10-3 S/cm (I2 डॉप्ड) से लेकर 100 S/cm (H2SO4-डोप्ड)। 10 तक के ड्रा अनुपात संभव हैं। अल्कोक्सी-प्रतिस्थापित पीपीवी सामान्यतः मूल पीपीवी की समानता में ऑक्सीकरण करना आसान होता है और इसलिए इसमें बहुत अधिक चालकता होती है। लंबी साइड चेन चालकता को कम करती है और चार्ज कैरियर्स के इंटरचैन होपिंग में बाधा डालती है।

आकांक्षी उपयोग
इसकी स्थिरता, प्रक्रियात्मकता, और विद्युत और ऑप्टिकल गुणों के कारण, पीपीवी को विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए माना जाता है। 1989 में पहली बहुलक आधारित प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) की अविष्कार पीपीवी को उत्सर्जक परत के रूप में करते हुए की गई थी। LED में आणविक सामग्रियों पर पॉलिमर के लाभ होने का अनुमान लगाया जाता है, जैसे प्रसंस्करण में आसानी, क्रिस्टलीकरण की कम प्रवृत्ति और अधिक तापीय और यांत्रिक स्थिरता। 1989 में पहली सफलता के बाद से, बड़ी संख्या में पीपीवी डेरिवेटिव्स को संश्लेषित किया गया है और एलईडी अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया गया है। चूंकि सॉलिड-स्टेट लेज़िंग को अभी तक एक ऑर्गेनिक एलईडी में प्रदर्शित नहीं किया गया है, पॉली [2-मेथॉक्सी-5- (2'-एथिलहेक्सिलॉक्सी) -पी-फेनिलीन विनाइलीन] (एमईएच-पीपीवी) एक आशाजनक लेजर डाई सिद्ध हुई है क्योंकि समाधान में इसकी उच्च प्रतिदीप्ति दक्षता के लिए। पॉलीफेनिलीन विनाइलीन इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस है, जो बहुलक आधारित कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड में अनुप्रयोगों का सुझाव देता है। पीपीवी का उपयोग पहले बहुलक प्रकाश उत्सर्जक डायोड में उत्सर्जक परत के रूप में किया गया था। पीपीवी पर आधारित उपकरण पीले-हरे प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं, और प्रतिस्थापन (रसायन विज्ञान) के माध्यम से प्राप्त पीपीवी के डेरिवेटिव का उपयोग अधिकांशतः तब किया जाता है जब एक अलग रंग के प्रकाश की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन की थोड़ी सी भी मात्रा की उपस्थिति में, उत्तेजित बहुलक अणुओं से ऑक्सीजन अणुओं में ऊर्जा हस्तांतरण के माध्यम से, ऑपरेशन के समय एकल ऑक्सीजन का निर्माण होता है। ये ऑक्सीजन मूलक तब बहुलक की संरचना पर हमला करते हैं, जिससे इसका क्षरण होता है।

पीपीवी की कार्बनिक सौर कोशिकाओं में इलेक्ट्रॉन-दाता के रूप में भी जांच की गई है। पीपीवी-आधारित डिवाइस चूंकि खराब अवशोषण और फोटोघटन से ग्रस्त हैं।

बाहरी संबंध

 * Poly(p-phenylene vinylene)