कुछ प्लास्टिक लंबे समय तक क्यों टिकते हैं, जबकि अन्य तेजी से पुराने होकर टूट जाते हैं, जबकि वे सभी प्लास्टिक सामग्री ही हैं?(1)
कुछ प्लास्टिक लंबे समय तक क्यों टिकते हैं, जबकि अन्य जल्दी खराब हो जाते हैं और उनमें दरारें पड़ जाती हैं, जबकि ये सभी प्लास्टिक सामग्री ही हैं?
प्लास्टिक निस्संदेह उन सामग्रियों में से एक है जिनके संपर्क में हम हर दिन आते हैं। मिनरल वाटर की बोतलें, खाने-पीने के डिब्बे, फोन के कवर, सॉकेट के आवरण, केबल के कवर, कारों के इंटीरियर, घरेलू उपकरणों के आवरण, सील, पाइप और पैकेजिंग फिल्म - प्लास्टिक लगभग हर जगह पाया जा सकता है। फिर भी, बहुत से लोगों की प्लास्टिक के बारे में अच्छी राय नहीं होती।
प्लास्टिक के बारे में आम राय कुछ इस तरह है: सस्ता, नाजुक, समय के साथ आसानी से टूटने वाला और धूप में खराब होने की आशंका वाला। कुछ प्लास्टिक तो पीले पड़ जाते हैं, चिपचिपे हो जाते हैं और उनसे अजीब गंध आने लगती है।
ये घटनाएं वास्तव में मौजूद हैं। हालांकि, यह कहना कि "सभी प्लास्टिक टिकाऊ नहीं होते" एक सरलीकृत निष्कर्ष होगा। प्लास्टिक कोई एक पदार्थ नहीं है, बल्कि पदार्थों का एक व्यापक समूह है। विभिन्न प्लास्टिकों के बीच अंतर कई लोगों की सोच से कहीं अधिक हैं। हालांकि सभी को प्लास्टिक कहा जाता है, कुछ का उपयोग एकल-उपयोग पैकेजिंग के लिए, कुछ का उपयोग ऑटोमोबाइल घटकों के लिए, कुछ का उपयोग गियर और बियरिंग के लिए, कुछ का उपयोग चिकित्सा उपकरणों के लिए किया जाता है, और कुछ तो उच्च तापमान, अत्यधिक संक्षारण और विद्युत इन्सुलेशन की आवश्यकता वाले वातावरण में भी लंबे समय तक काम कर सकते हैं।
इसलिए, असली सवाल यह नहीं है कि प्लास्टिक टिकाऊ है या नहीं, बल्कि यह है कि:
इसमें किस प्रकार के प्लास्टिक का उपयोग किया जा रहा है?
क्या इसमें योजक पदार्थ मिलाकर इसे संशोधित किया गया है?
क्या विनिर्माण प्रक्रिया उपयुक्त है?
क्या परिचालन वातावरण सामग्री की प्रदर्शन सीमाओं से अधिक है?
इस लेख में, हम इस प्रश्न से शुरुआत करेंगे: कुछ प्लास्टिक अत्यधिक टिकाऊ क्यों होते हैं, जबकि अन्य जल्दी खराब हो जाते हैं और उनमें दरारें पड़ जाती हैं?
I. प्लास्टिक कोई एक पदार्थ नहीं है, बल्कि पदार्थों का एक पूरा परिवार है।
रोजमर्रा की जिंदगी में, हम अक्सर कई चीजों को प्लास्टिक कहकर संबोधित करते हैं। लेकिन पदार्थ विज्ञान में, प्लास्टिक कई अलग-अलग प्रकारों को समाहित करता है।
पीई (पॉलीइथिलीन): आमतौर पर फिल्मों, बोतल के ढक्कनों, पाइपों और पैकेजिंग सामग्रियों के लिए उपयोग किया जाता है।
पीपी (पॉलीप्रोपाइलीन): इसका व्यापक रूप से खाद्य पदार्थों के कंटेनर, घरेलू उपकरणों के पुर्जे, ऑटोमोबाइल पार्ट्स और दैनिक उपयोग की वस्तुओं में उपयोग किया जाता है।
पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड): आमतौर पर पाइप, केबल शीथ, फर्श और प्रोफाइल के लिए उपयोग किया जाता है।
एबीएस: इसका उपयोग घरेलू उपकरणों के बाहरी आवरण, खिलौनों और ऑटोमोबाइल के आंतरिक भागों के लिए किया जाता है।
पीसी (पॉलीकार्बोनेट): इसमें उत्कृष्ट पारदर्शिता और उच्च प्रभाव प्रतिरोध क्षमता होती है, जो पारदर्शी घटकों और सुरक्षात्मक भागों के लिए उपयुक्त है।
पीए (पॉलीएमाइड, जिसे नायलॉन भी कहा जाता है): इसमें अच्छी मजबूती और घिसाव प्रतिरोध क्षमता होती है, और इसका उपयोग अक्सर गियर, बियरिंग और यांत्रिक घटकों के लिए किया जाता है।
पीओएम (पॉलीऑक्सीमेथिलीन): उच्च कठोरता और घिसाव प्रतिरोध प्रदान करता है, जो सटीक ट्रांसमिशन पार्ट्स के लिए आदर्श है।
टीपीयू (थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर): लचीला और घर्षण-प्रतिरोधी, जिसका व्यापक रूप से फोन केस, जूते के सामान, केबल और लचीली नली के लिए उपयोग किया जाता है।
आम जनता इन सभी सामग्रियों को प्लास्टिक कहती है, लेकिन इनके गुणधर्मों में बहुत अंतर होता है। कुछ नरम होती हैं तो कुछ कठोर। कुछ कम तापमान सहन कर सकती हैं तो कुछ उच्च तापमान। कुछ पारदर्शी होती हैं तो कुछ अपारदर्शी। कुछ तेल प्रतिरोधी होती हैं तो कुछ विलायकों से प्रभावित हो जाती हैं। कुछ घर के अंदर उपयोग के लिए उपयुक्त होती हैं तो कुछ लंबे समय तक बाहर भी काम आ सकती हैं।
इसलिए, किसी प्लास्टिक घटक की विश्वसनीयता का आकलन करते समय, पहला कदम यह जांचना नहीं है कि वह प्लास्टिक से बना है या नहीं, बल्कि यह पहचानना है कि वह वास्तव में किस प्रकार का प्लास्टिक है और किस अनुप्रयोग परिदृश्य में इसका उपयोग किया जाएगा।
द्वितीय. प्लास्टिक क्यों खराब हो जाते हैं?
प्लास्टिक की उम्र बढ़ने का तात्पर्य उपयोग के दौरान सामग्री की संरचना में होने वाले परिवर्तनों से है। ये परिवर्तन प्रकाश, गर्मी, ऑक्सीजन, नमी, रसायनों, यांत्रिक तनाव के कारण हो सकते हैं और प्रसंस्करण की स्थितियों और निर्माण डिजाइन से भी उत्पन्न हो सकते हैं। उम्र बढ़ने के बाद, प्लास्टिक में निम्नलिखित लक्षण दिखाई दे सकते हैं: भंगुरता और दरारें, पीलापन, चॉक जैसा रंग, चिपचिपाहट, सख्त होना, नरम होना, मजबूती में कमी, सतह का धुंधलापन और आयामी विरूपण। इन लक्षणों के मूल कारण एक जैसे नहीं होते।
1. सूर्य के प्रकाश और पराबैंगनी विकिरण के कारण प्लास्टिक में भंगुरता उत्पन्न होती है।
कई बाहरी प्लास्टिक के पुर्जे लंबे समय तक धूप के संपर्क में रहने से खराब हो जाते हैं। सूर्य की रोशनी में मौजूद पराबैंगनी किरणें कुछ बहुलक पदार्थों में प्रकाश-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को तेज कर देती हैं, जिससे आणविक श्रृंखला का विखंडन और संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं। इसके दृश्यमान प्रभावों में रंग फीका पड़ना, पीलापन आना, सतह पर सफेदी आना और मजबूती में कमी आना शामिल हैं, जो अंततः भंगुरता और दरार का कारण बनते हैं।
इससे यह बात समझ में आती है कि प्लास्टिक की बाल्टियाँ, प्लास्टिक की कुर्सियाँ और बाहरी केबलों के बाहरी आवरण घर के अंदर वर्षों तक अच्छी तरह से काम कर सकते हैं, लेकिन बाहर कुछ समय तक रहने के बाद वे काफी भंगुर हो जाते हैं।
बाहरी उपयोगों के लिए, मौसम प्रतिरोधक क्षमता, पराबैंगनी रोधी प्रणाली, कार्बन ब्लैक, प्रकाश स्टेबलाइज़र, एंटीऑक्सीडेंट या सतह कोटिंग जैसे कारकों पर विचार करना आवश्यक होता है। सभी प्लास्टिक स्वाभाविक रूप से दीर्घकालिक बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं।
2. उच्च तापमान ऑक्सीकरण और प्रदर्शन में गिरावट को तेज करता है।
प्लास्टिक तापमान के प्रति संवेदनशील होते हैं। कुछ प्लास्टिक कमरे के तापमान पर उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं, लेकिन लंबे समय तक उच्च तापमान की स्थितियों में उनमें ऊष्मा-ऑक्सीकरण के कारण क्षरण होने लगता है। उदाहरण के लिए, इंजन, हीटिंग वेंट, बिजली के उपकरणों के ऊष्मा उत्पन्न करने वाले हिस्से और कार के अंदरूनी हिस्से जो सीधे धूप के संपर्क में आते हैं, वहां का तापमान सामान्य इनडोर वातावरण की तुलना में कहीं अधिक हो सकता है।
तापमान बढ़ने पर सामग्रियों की उम्र बढ़ने की दर तेज हो जाती है, और उनकी आयामी स्थिरता, मजबूती और कठोरता में गिरावट आ सकती है। इसलिए, किसी प्लास्टिक घटक की उपयोगिता न केवल इस बात पर निर्भर करती है कि वह थोड़े समय के लिए ऐसे तापमान को सहन कर सकता है या नहीं, बल्कि इस बात पर भी निर्भर करती है कि वह लंबे समय तक इन तापमानों में अपने गुणों को बनाए रख सकता है या नहीं। कई नए लोग अक्सर इस बात को नज़रअंदाज़ कर देते हैं।
3. तनाव का संकेंद्रण समय से पहले दरारें उत्पन्न करता है।
कुछ प्लास्टिक भागों में दरारें आना पूरी तरह से घटिया आधार सामग्री के कारण नहीं होता, बल्कि संरचनात्मक डिजाइन और प्रसंस्करण से उत्पन्न होने वाले छिपे हुए जोखिमों के कारण होता है। उदाहरणों में शामिल हैं:
अत्यधिक नुकीले कोने,
दीवार की मोटाई में अचानक परिवर्तन,
गलत तरीके से डिजाइन किए गए स्क्रू बॉस,
निरंतर भार के तहत कुंडी लग जाती है,
उच्च अवशिष्ट इंजेक्शन मोल्डिंग आंतरिक तनाव,
असेंबली के दौरान जबरन संपीड़न,
दीर्घकालिक झुकाव या कंपन।
इन स्थानों पर तनाव का संकेंद्रण होता है। उत्पादन के तुरंत बाद कोई दोष दिखाई नहीं दे सकता है, लेकिन कुछ समय उपयोग में आने के बाद इन कमजोर क्षेत्रों से दरारें उत्पन्न होने लगेंगी और फैलने लगेंगी।
इसलिए, प्लास्टिक घटकों में दरारें पड़ना हमेशा खराब सामग्री गुणवत्ता का सीधा कारण नहीं माना जा सकता। यह सामग्री चयन, संरचना, मोल्ड डिजाइन, इंजेक्शन मोल्डिंग और असेंबली प्रक्रियाओं का संयुक्त परिणाम हो सकता है।
4. रसायनों के संपर्क में आने से भी दरारें पड़ सकती हैं।
कई लोग मानते हैं कि प्लास्टिक पानी और जंग प्रतिरोधी होते हैं। यह बात आंशिक रूप से ही सच है। विभिन्न प्लास्टिकों की रासायनिक प्रतिरोधकता में काफी अंतर होता है। कुछ पदार्थ अल्कोहल के प्रति संवेदनशील होते हैं, कुछ तेलों के प्रति, कुछ सफाई एजेंटों के प्रति, कुछ विलायकों के प्रति, और कुछ अम्ल और क्षार के प्रति। कुछ प्लास्टिक तनाव और रसायनों के एक साथ संपर्क में आने पर अत्यधिक संवेदनशील हो जाते हैं।
उदाहरण के लिए, एक पारदर्शी प्लास्टिक का पुर्जे सामान्य परिस्थितियों में मजबूत दिखाई दे सकता है। हालांकि, अल्कोहल, क्लीनर, ग्रीस या कुछ विलायकों के साथ लंबे समय तक संपर्क और आंतरिक तनाव के कारण उसमें छोटी दरारें पड़ सकती हैं। इस घटना को आमतौर पर पर्यावरणीय तनाव दरार के रूप में जाना जाता है। इसकी विशेषता यह है कि इसमें बाहरी प्रभाव के बिना ही, सामान्य परिस्थितियों में धीरे-धीरे दरारें विकसित होती हैं।
इसलिए, प्लास्टिक की टिकाऊपन का मूल्यांकन करते समय, हम केवल यांत्रिक शक्ति पर ही विचार नहीं कर सकते; हमें संपर्क माध्यम को भी ध्यान में रखना होगा।
5. पानी और उमस भरी गर्मी भी कुछ खास तरह के प्लास्टिक को प्रभावित कर सकती है।
कुछ प्लास्टिक पानी और उमस भरी गर्मी के प्रति संवेदनशील होते हैं। उदाहरण के लिए, नायलॉन आसानी से नमी सोख लेता है, जिससे इसके आकार, मजबूती, कठोरता और विद्युत गुणों में परिवर्तन हो सकता है। पॉलिएस्टर और पॉलीकार्बोनेट जैसी सामग्री भी उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता या अनुचित प्रसंस्करण स्थितियों में जल अपघटन के खतरे में होती हैं।
इसका मतलब यह नहीं है कि ये सामग्रियां घटिया गुणवत्ता की हैं; बल्कि, इनकी अपनी उपयोग सीमाएँ हैं। सामग्री का चयन करते समय, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि क्या घटक पानी के संपर्क में आएगा, क्या इसे उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में लंबे समय तक उपयोग किया जाएगा, क्या आयामी स्थिरता की आवश्यकता है, और क्या विद्युत इन्सुलेशन प्रदर्शन भी इसमें शामिल है। एक ही प्रकार की सामग्री के लिए, शुष्क आंतरिक वातावरण और गर्म और आर्द्र बाहरी परिस्थितियों में उपयोग करने पर परिणाम पूरी तरह से भिन्न हो सकते हैं।
