【पॉलिमर, सामग्रियों से जुड़ी जानकारी】– 32. “रेजिन चश्मे” – आँखों पर पहने जाने वाले पॉलिमर सामग्री से बने चश्मे + समुद्र को देखने वाले लोग
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रेजिन लेंस? ऑप्टिकल रेजिन लेंस एक कार्बनिक पदार्थ है; इसकी संरचना में उच्च आणविक श्रृंखलाएँ होती हैं, जो आपस में जुड़कर एक त्रिआयामी जालक संरचना बनाती हैं। आणविक संरचना अपेक्षाकृत ढीली होती है, एवं आणविक श्रृंखलाओं के बीच आपस में विस्थापन होने की संभावना रहती है। प्रकाश का पारगमन 84%-90% तक होता है; अर्थात् इन लेंसों में प्रकाश पार होने की क्षमता अच्छी होती है। साथ ही, ऑप्टिकल रेजिन लेंस झटकों का विरोध करने में भी सक्षम होते हैं। रेजिन, विभिन्न पौधों, विशेष रूप से सायप्रेस जैसे पौधों से प्राप्त होने वाला हाइड्रोकार्बन युक्त पदार्थ है। इसकी विशेष रासायनिक संरचना, एवं इसका लेटेक्स पेंट एवं गोंद के रूप में उपयोग किया जा सकना, ही इसे महत्वपूर्ण बनाता है। यह कई प्रकार के उच्च-आणविक यौगिकों का मिश्रण है; इसलिए इसके विभिन्न गलनांक होते हैं। रेजिन को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है – प्राकृतिक रेजिन एवं सिंथेटिक रेजिन। रेजिन की कई-कई प्रकार हैं, जिनका उपयोग लोगों के हल्के एवं भारी उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। रोजमर्रा की जिंदगी में भी इन्हें अक्सर देखा जा सकता है; जैसे प्लास्टिक, रेजिन से बने चश्मे, रंग आदि। रेजिन लेंस, वे लेंस हैं जिन्हें रेजिन को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा तैयार किया जाता है। CR-39 नामक यह सामग्री, वास्तव में एक्रिलिक डाइग्लिसरॉल कार्बोनेट का ही संक्षिप्त नाम है। इसे “कोलंबिया रेजिन” भी कहा जाता है। http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=b1b9766f0a46f21fcd345951c6256b31/d1a20cf431adcbef107a4692acaf2edda2cc9fd3.jpgADc रेजिन, एक थर्मोसेटिंग सामग्री है। इसकी भौतिक विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:
1. अपवर्तनांक (23℃ पर): 1.498
2. आबे संख्या: 53.6
3. पारगम्यता: 92%
4. घनत्व: 1.32 ग्राम/सेमी²
5. थर्मल डिफॉर्मेशन तापमान: 140℃
6. रॉकवेल कठोरता: M100
7. थर्मल विस्तार गुणांक: 9–10×10⁻⁵/℃
CR-39 सामग्री में रंग लगाने में आसानी, झटकों का प्रतिरोध, एवं रासायनिक स्थिरता जैसे गुण भी हैं। इसे 1970 के दशक में अमेरिकी कंपनी PPG द्वारा विकसित किया गया। इसके बाद इसका विकास तेजी से हुआ। हमारे देश में इस उत्पाद का उत्पादन 1980 के दशक से शुरू हुआ। इस सामग्री से बने लेंस, माध्यमिक एवं प्राथमिक विद्यालयों के छात्रों, बच्चों की आँखों की समस्याओं के निवारण हेतु, साथ ही सुरक्षा चश्मों एवं वृद्धावस्था संबंधी चश्मों के निर्माण हेतु उपयुक्त हैं। लेकिन जिन लोगों की आँखों की समस्याएँ अधिक गंभीर होती हैं, उनके लिए ऐसे लेंस उपयुक्त नहीं होते; क्योंकि ऐसे लेंस आमतौर पर मोटे होते हैं। ऐ पीएम एमए को आमतौर पर “ऑर्गेनिक ग्लास” कहा जाता है; यह वास्तव में पॉलीमेथिलमेथैक्रेट है, एवं यह एक थर्मोप्लास्टिक सामग्री है। इसकी भौतिक विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:
2.1 अपवर्तनांक (23℃ पर): 1.49
2.2 आबे संख्या: 57.4
2.3 पारगम्यता: 92%
2.4 घनत्व: 1.19 ग्राम/सेमी³
2.5 थर्मल डिफॉर्मेशन तापमान: 65–100℃
2.6 रॉकवेल कठोरता: M80–100
2.7 शॉक टुल्सिपिलिटी: 2.2–2.8 KJ/m²
2.8 थर्मल विस्तार गुणांक: 7×10⁻⁵/℃
2.9 संतृप्त जल अवशोषण दर: 2%
PMMA, क्लोरोफॉर्म, डाइक्लोरोएथेन, प्रोपेन, बेंजीन एवं फॉर्मिक एसिड में घुल जाता है; लेकिन पानी, मेथनॉल, इथेनॉल एवं पेट्रोल में घुलता नहीं है। PMMA में हल्का वजन एवं कम लागत जैसे फायदे हैं; इसे आसानी से आकार दिया जा सकता है, खासकर इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा, ताकि इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सके। 50 के दशक में ही चश्मों के लेंस बनाए जाने लगे थे, लेकिन गर्मी के कारण ये आसानी से विकृत हो जाते थे, एवं इनकी सहनशीलता भी बहुत कम थी; इस कारण इन्हें चश्मा उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग में नहीं लाया ज आजकल, इनका उपयोग मुख्य रूप से सस्ते सनग्लासेस के लेंसों में किया जाता ह पीसी, यानी पॉलीकार्बोनेट, एक थर्मोप्लास्टिक सामग्री है। भौतिक गुण:
3.1 अपवर्तनांक (23℃ पर): 1.585
3.2 आबे संख्या: 30.3
3.3 पारगम्यता: 89%
3.4 घनत्व: 1.2 ग्राम/सेमी³
3.5 थर्मल डिफॉर्मेशन तापमान: 120–140℃
3.6 रॉकवेल हार्डनेस: M70–118
3.7 शॉक टिकाऊता: 80–100 किजूल/मी²
3.8 थर्मल विस्तार गुणांक: 6.6×10⁻⁵/℃
3.9 संतृप्त जल अवशोषण दर: 0.4%
यह सामग्री पारदर्शी एवं हल्के पीले रंग की होती है; इसे रंगना मुश्किल है। यह कठोर एवं लचीली होती है, एवं इसकी शॉक-प्रतिरोधक क्षमता बहुत अधिक है – CR-39 की तुलना में यह 10 गुना बेहतर है। थर्मोप्लास्टिक सामग्रियों में यह सर्वश्रेष्ठ मानी जाती है। इसे पतले रूप में भी डिज़ाइन किया जा सकता है; उसका केंद्र भाग की मोटाई ≥1.0 मिमी होती है। “बॉल-फॉल टेस्ट” में यह नकारात्मक परिणाम देती है। यह गर्मी, ऊष्मा-विकिरण, हवा एवं ओजोन के प्रति अच्छी स्थिरता रखता है। इसके अलावा, 385 नैनोमीटर से कम तरंगदैर्घ्य वाला सारा पराबैंगनी विकिरण भी इस द्वारा अवशोषित हो जाता है; इसलिए इसे वास्तव में “सुरक्षित चश्मे” कहा जा सक इसके अलावा, इसमें उच्च ऊष्मा-प्रतिरोधक क्षमता है; यह तेल, लुब्रिकेंट एवं अम्लों के प्रभावों का विरोध कर सकता है। इसकी जल-अवशोषण क्षमता कम है, एवं इसमें उच्च स्तर की आकार-स्थिरता है। यह एक ऐसी पर्यावरण-अनुकूल सामग्री है, जिसका बार-बार उपयोग किया जा सकता है। अमेरिका में, कई लोग इसे 21वीं सदी का प्रमुख लेंस मानते हैं। नुकसान यह है कि इस पर दबाव अधिक पड़ता है, इसलिए यह आसानी से टूट जाता है। यह अन्य रेजिनों के साथ मिलने में असमर्थ है; इसका घर्षण गुणांक भी अधिक है। इसमें स्व-चिकनाई की क इसके निर्माण में काफी कठिनाई है; वर्तमान में देश में केवल सनग्लासेस एवं साधारण चश्मे ही बनाए जा सकते हैं। ऑप्टिकल लेंसों के लिए अभी भी आयात पर ही निर्भरता बनी हुई है। उद्योग के कई विशेषज्ञ इस सामग्री को लेकर आशावादी हैं; उनका मानना है कि कुछ वर्षों बाद, PC शीटें चीन के चश्मों के लेंस बाजार पर हावी हो जाएंगी। विशेषताएँ? ए. कम घनत्व: आणविक श्रृंखलाओं के बीच के अंतर के कारण, प्रति इकाई आयतन में आणविकों की संख्या कम होती है। इसी कारण रेजिन लेंसों के फायदे हैं – इनका वजन कम होता है, एवं ये हल्के होते हैं; यह मात्रा काँच के लेंसों की तुलना में 1/3-1/2 होती है। ； ख. अपवर्तनांक मध्यम होता है: सामान्य CR-39 एक्रिलिक डाइग्लिसरॉल कार्बोनेट का अपवर्तनांक 1.497-1.504 होता है। वर्तमान में शेनयांग के चश्मा बाजार में उपलब्ध रेजिन लेंसों में सबसे अधिक अपवर्तनांक वाले लेंस जापानी निकॉन द्वारा निर्मित अति-पतले, मजबूत एवं फिल्मयुक्त लेंस हैं; इनका अपवर्तनांक 1.67 है। जापानी कंपनी निकॉन ने 1.74 अपवर्तनांक वाले रेजिन लेंस जारी किए हैं। सी. इसकी सतही कठोरता काँच की तुलना में कम होती है; इसलिए इस पर कठोर वस्तुओं से आसानी से खरोंच लग सकती है। इसलिए इसे कठोर बनाने हेतु विशेष उपचार की आवश्यकता होती है। ऐसे उपचार हेतु सिलिका का उपयोग किया जाता है; लेकिन फिर भी इसकी कठोरता काँच की कठोरता के बराबर नहीं हो पाती। इसलिए, चश्मा पहनने वालों को लेंसों की देखभाल पर ध्यान देना आवश्य ； डी. इसकी लचीलापन क्षमता अच्छी है; कारण यह है कि कार्बनिक अणुओं की श्रृंखलाओं के बीच ऐसी जगहें होती हैं, जहाँ वे एक-दूसरे से दूर जा सकते हैं। इस कारण इसकी सापेक्ष शक्ति, काँच की प्लेटों की तुलना में 23-28 गुना अधिक होती है इससे रेजिन शीट का एक और महत्वपूर्ण गुण सामने आया – उच्च आघात-प्रतिरोधक क्षमता। यूरोप, संयुक्त राज्य अमेरिका एवं जापान में 16 वर्ष से कम आयु के बच्चों के लिए चश्मे पहनने पर प्रतिबंध है। ； ई. सहायक कार्यक्षमताएँ: हानिकारक विकिरणों से सुरक्षा, रंग में परिवर्तन आदि जैसी सुविधाएँ प्राप्त करने हेतु अतिरिक्त सुविधाओं को जोड़ा जा सकता है। एफ. प्रसंस्करण क्षमता: उत्कृष्ट; पूर्ण फ्रेम, आंशिक फ्रेम, बिना फ्रेम वाले विभिन्न प्रकारों में प्रसंस्करण संभव है। इसके अलावा, पारगम्यता-आधारित रंजन विधि का उपयोग करके लेंसों को व्यक्ति की पसंदीदा रंग में रंगा जा सकता है। जी. रासायनिक गुण: चूँकि यह एक कार्बनिक यौगिक है, इसलिए इसे अम्लीय या क्षारीय वातावरण में पहनने/उपयोग करने पर पूर्ण प्रतिबंध है। एच. ऊष्मा-संबंधी गुण: इसे 60 डिग्री से अधिक तापमान वाले वातावरण में उपयोग में नहीं लाना चाहिए; अन्यथा सतह पर मौजूद रिफ्लेक्शन-रोधी परत टूट सकती है, और यहाँ तक कि वह परत हट भी सकती है। I. मूल्य: यह गुणवत्ता, कार्यक्षमता, ब्रांड एवं श्रेणी के आधार पर अलग-अलग होता है। जे. लेंसों के आकार/डिज़ाइन संबंधी नियम: अमेरिकी औषधि एवं खाद्य प्रशासन “एफ.डी.ए.” के मानकों के अनुसार, लेंस की केंद्रीय मोटाई कम से कम 0.6 मिलीमीटर होनी चाहिए; लेकिन इसके बदले में लेंस की मजबूती संबंधी आवश्यकताएँ कम हो जाती हैं। इसी कारण, यूरोप, अमेरिका, जापान जैसे देशों के निर्माता, 100 डिग्री से अधिक दूरदृष्टि/निकटदृष्टि वाले लेंसों की केंद्रीय मोटाई को 1.0 मिलीमीटर से अधिक रखते हैं, ताकि लेंस की समग्र मजबूती बनी रहे।
ऑप्टिकल गुण: 1. रेजिन से बने लेंसों की सतह चमकदार एवं चिकनी होती है; यह गुण सामान्य काँच के लेंसों की तुलना में कम नहीं होता। 2. रेजिन लेंसों का अपवर्तनांक, सामान्य काँच के लेंसों की तुलना में कम होता है; इसलिए एक ही आवृत्ति वाले रेजिन लेंस, काँच के लेंसों की तुलना में मोटे होते हैं। 3. रेजिन लेंसों एवं सामान्य काँच के लेंसों में वर्ण-विचलन की मात्रा लगभग समान होती है। 4. रेजिन लेंसों की पारदर्शिता 92% है; जो सामान्य काँच के लेंसों की तुलना में 2% से अधिक है। 5. रेजिन लेंसों की सतह से परावर्तन, सामान्य काँच के लेंसों की तुलना में कम होता है; इसके अलावा, ये लेंस उतने चमकदार भी नहीं होते। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि रेजिन लेंसों की प्रकाश-पारगम्यता अधिक होती है, जबकि अपवर्तनांक कम होता है। 6. रेजिन से बने डबल लेंस, पूरी तरह से एक ही टुकड़े के रूप में बनते हैं; वे सामान्य काँच के डबल लेंसों की तरह आपस में मिलाकर नहीं बनाए जाते। इसलिए, रेजिन से बने डबल लेंसों में कोई रंग-अंतर नहीं होता। 7. रेजिन लेंसों के प्रकाशीय गुण अत्यंत स्थिर होते हैं; चाहे तापमान उच्च हो या निम्न, इनमें कोई परिवर्तन नहीं होता। यांत्रिक विशेषताएँ: 1. रेजिन से बने लेंस, उच्च पारदर्शिता वाले होते हैं; साथ ही, वे ऑप्टिकल आवश्यकताओं के अनुरूप विभिन्न आकारों में भी बनाए जा सकते हैं। 2. रेजिन लेंसों को सामान्य काँच के लेंसों की तुलना में फ्रेम में लगाना आसान होता है। 3. रेजिन से बने लेंसों को आसानी से रंग दिया जा सकता है; आवश्यकता के अनुसार, इन्हें विभिन्न प्रकार की पारगम्यता वाले रंगीन लेंसों में बदला जा सकता है। भौतिक विशेषताएँ: 1. रेजिन से बने चश्मों का वजन बहुत हल्का होता है; इनका वजन सामान्य काँच के चश्मों के वजन का केवल आधा ही होता है। 2. रेजिन लेंसों में टक्कर सहन करने की क्षमता बहुत अधिक होती है। 3. जब रेजिन से बने चश्मों के लेंस पर टक्कर लगने से वे टूट जाते हैं, तो उनके टुकड़े कम होते हैं; लेकिन टूटे हुए टुकड़ों का क्षेत्रफल बड़ा होता ； आँखों एवं चेहरे की चोटों को न्यूनतम स्तर तक रखना। 4. रेजिन से बने लेंसों में, लंबे समय तक उपयोग करने के बावजूद भी लेंस की सतह पर दरारें आना मुश्किल होता है। 5. रेजिन लेंस, उच्च तापमान एवं छोटे आकार वाली वस्तुओं के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधक क्षमता रखते हैं; ऐसी वस्तुएँ जब रेजिन लेंस से टकरती हैं, तो तुरंत वापस उछल जाती हैं। ； यह सामान्य काँच के लेंसों की तरह नहीं है; इसमें आसानी से धब्बे एवं दाग नहीं बनते। इसलिए, वेल्डिंग करते समय या ग्राइंडर का उपयोग करते समय, आँखों को उड़ने वाली आग की चिंगारियों से होने वाले नुकसान से बचाने हेतु, रेजिन से बने चश्मों का उपयोग किया जा सकता है। 6. चूँकि रेजिन लेंसों में ऊष्मा संचालन की क्षमता कम होती है, इसलिए ऐसे लेंसों में कोहरे का प्रतिरोध सामान्य लेंसों की तुलना में बेहतर होता है। रासायनिक गुण: 1. रेजिन से बने लेंस, विभिन्न प्रकार के रासायनिक पदार्थों एवं रासायनिक घोलों का सामना करने में सक्षम होते हैं। घरेलू उपयोग हेतु आने वाली रासायनिक दवाओं एवं रासायनिक घोलों से रेजिन से बने चश्मों को लगभग कोई नुकसान नहीं पहुँचता। 2. रेजिन लेंसों में ऊष्मा संचालन की क्षमता कम होती है; गर्मी के प्रभाव में भी इनकी ऊष्मा-प्रतिरोधक क्षमता बहुत अधिक होती है। निश्चित सीमा तक उच्च तापमान पर भी इनमें विकृति आने की संभावना नहीं होती।
रखरखाव एवं उपयोग? 1. जब चश्मे का उपयोग न किया जा रहा हो, तो उन्हें चश्मे के डिब्बे में ही रखना चाहिए। चश्मे की बाहरी सतह को कठोर वस्तुओं के संपर्क में न आने दें। 2. लेंस को साफ करने से पहले, उसे पहले ही सादे पानी से धो लें। यदि तेल के दाग हों, तो थोड़ा डिशवॉशिंग सोप डालकर पानी से अच्छी तरह धो लें। इसके बाद नरम टिश्यू से पानी सुखा दें। 3. लेंस को साफ करने हेतु विशेष रूप से उपयोग में आने वाले रेशेदार कपड़ों का ही उ यदि फाइबर कपड़ा गंदा हो जाए, तो उसे धोकर ही पुनः उपयोग में लाया जा 4. फिल्मयुक्त रेजिन शीटों या स्पेस शीटों को उच्च तापमान से बचाना आवश्यक है। चश्मे पहनकर गर्म पानी से नहाने से बचना चाहिए; सौना लेते समय भी चश्मे पहनने से बचना चाहिए। ； गर्मियों में, बिना किसी की उपस्थिति के, कार के अंदर चश्मे न रखें। ； हवा चलाते समय, गर्म हवा को सीधे लेंस पर न डालें। 5. यद्यपि रेजिन लेंसों की सतह पर विशेष तरीकों से कठोरता दी गई है, फिर भी ये काँच की तुलना में कमजोर ही होते हैं; इसलिए इन्हें कठोर वस्तुओं के संपर्क में आने से बचाना आवश्यक है। समुद्र तट पर तैरते समय इसे पहनने से बचें।
ऐसे लेंस गिरने से नहीं टूटते, लेकिन खरोंच लगने से डरते हैं, है ना? ताप सहनशीलता भी कम है।
यह सुधार प्रशंसनीय है। चश्मे हल्के हो गए हैं, नाक पर दबाव पड़ने की समस्या भी काफी कम हो गई है। अब इनके टूटने का डर भी नहीं है।