Polymers are giant molecules built from small monomers. This unit explains the two polymerisation types — addition (from C=C monomers) and condensation (with a small molecule lost) — how to work out monomers and repeat units from a structure, why polyesters and polyamides can biodegrade while poly(alkenes) cannot, and the polymers used in artificial organs.
پولیمرز چھوٹے مونومرز سے بنے بڑے مالیکیولز ہیں۔ اس یونٹ میں ایڈیشن اور کنڈنسیشن پولیمرائزیشن، مونومرز اور ریپیٹ یونٹس کی شناخت، اور مصنوعی اعضاء میں استعمال ہونے والے پولیمرز شامل ہیں۔
Addition polymerisation joins monomers with C=C double bonds without losing any atoms: the double bond opens and monomers link into a long chain. Examples: ethene → poly(ethene); propene → poly(propene), whose section is –[CH₂–CH(CH₃)]–; chloroethene (vinyl chloride) → poly(chloroethene), PVC.
How to identify the monomer: look at the repeat unit and "undo" the chain — the two carbons that were joined become a C=C bond again. For the section –[CH₂–CH(CH₃)]–CH₂–CH(CH₃)]– the monomer is propene and the polymer type is addition. PVC can undergo addition polymerisation because its monomer has a C=C bond.
ایڈیشن پولیمرائزیشن میں C=C ڈبل بانڈ والے مونومرز بغیر کسی ایٹم کے ضائع کیے جڑتے ہیں۔ مثالیں: ایتھین → پولی (ایتھین)؛ پروپین → پولی (پروپین)؛ کلوروایتھین → PVC۔
مونومر پہچاننے کا طریقہ: ریپیٹ یونٹ کو الٹا کریں — جڑے ہوئے دو کاربنز دوبارہ C=C بن جاتے ہیں۔ PVC ایڈیشن سے بنتا ہے کیونکہ اس کے مونومر میں C=C بانڈ ہے۔
Condensation polymerisation joins two different functional groups with the loss of a small molecule (water, HCl, …). Polyester: diol + dicarboxylic acid → ester links, water lost. Polyamide: diamine + dicarboxylic acid (or dioyl chloride) → amide links; with a dioyl chloride the small molecule lost is HCl, with a dicarboxylic acid it is water.
Examples: ethanedioyl chloride + ethane-1,2-diol → a polyester with repeat unit –[O–CH₂–CH₂–O–CO–CO]–, systematically poly(ethane-1,2-diyl ethanedioate). Propane-1,3-diol + benzene-1,4-dicarboxylic acid → a polyester with repeat unit –[O–(CH₂)₃–O–CO–C₆H₄–CO]–. Nylon 6,6: 1,6-hexanediamine (hexamethylenediamine) + hexanedioic acid (adipic acid) → amide linkage, water eliminated, repeat unit –[NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]–.
Acyl chloride + ammonia is also a condensation reaction: R–COCl + NH₃ → R–CONH₂ + HCl — the small molecule eliminated is HCl.
کنڈنسیشن پولیمرائزیشن میں دو مختلف فنکشنل گروپز چھوٹے مالیکیول (پانی، HCl) کے اخراج سے جڑتے ہیں۔ پولی ایسٹر: ڈائیول + ڈائی کاربوکسلک ایسڈ → ایسٹر لنک، پانی نکلتا ہے۔ پولی ایمائیڈ: ڈائی امائن + ڈائی کاربوکسلک ایسڈ → ایمائیڈ لنک۔
نائلون 6,6: 1,6-ہیکسین ڈائی امائن + ہیگزین ڈائی اوئک ایسڈ (ایڈیپک ایسڈ) → ایمائیڈ لنک، پانی نکلتا ہے۔ ڈائی اوئل کلورائیڈ سے HCl نکلتا ہے۔
Kevlar is a thermally and mechanically very stable but flexible polymer. Its section shows the characteristic amide linkage (–CO–NH–) between benzene rings, and it is formed by condensation polymerisation.
The two functional groups that react are an acyl chloride (–COCl) and an amine (–NH₂). The monomers are benzene-1,4-dicarbonyl dichloride (terephthaloyl chloride) and benzene-1,4-diamine (p-phenylenediamine). The rigid aromatic rings and strong hydrogen bonding between chains give Kevlar its strength — used in bulletproof vests and protective clothing.
کیولر تھرمل اور میکانیکی طور پر بہت مستحکم لیکن لچکدار پولیمر ہے۔ اس میں خاص ایمائیڈ لنک (–CO–NH–) ہے اور یہ کنڈنسیشن پولیمرائزیشن سے بنتا ہے۔
ری ایکٹ کرنے والے دو فنکشنل گروپز ایسیل کلورائیڈ (–COCl) اور امائن (–NH₂) ہیں۔ مونومرز: بینزین-1,4-ڈائی کاربونیل ڈائی کلورائیڈ اور بینزین-1,4-ڈائی امائن۔
Plasticizers in PVC reduce the forces between polymer chains and make it flexible (they do not make it harder or more brittle, and they do not increase its melting point or conductivity). Without plasticizer PVC is rigid (pipes, window frames); with plasticizer it is flexible (cables, flooring, clothing).
Degradation: polyesters and polyamides are considered biodegradable because they have hydrolysable ester/amide links — water and enzymes can break them. Poly(alkenes) like poly(ethene) are chemically inert because they have strong C–C and C–H bonds and no hydrolysable links, so they pose a greater environmental challenge. Photodegradation is caused by absorption of UV light.
Hydrolysis products: alkaline hydrolysis (saponification) of a polyester gives carboxylate salt + alcohol; acid hydrolysis of a polyamide gives carboxylic acid + protonated amine.
پلاسٹیسائزرز PVC میں چینز کے درمیان کشش کم کر کے اسے لچکدار بناتے ہیں۔ بغیر پلاسٹیسائزر PVC سخت ہوتا ہے (پائپ)؛ پلاسٹیسائزر کے ساتھ لچکدار (کیبلز، فرش)۔
ڈیگریڈیشن: پولی ایسٹرز اور پولی ایمائیڈز بائیوڈیگریڈیبل ہیں کیونکہ ان میں ہائیڈرولائز ہونے والے ایسٹر/ایمائیڈ لنک ہیں۔ پولی (الکینز) کیمیائی طور پر غیر فعال ہیں کیونکہ ان کے C–C اور C–H بانڈز مضبوط ہیں اور کوئی ہائیڈرولائز ہونے والا لنک نہیں۔ فوٹوڈیگریڈیشن UV روشنی جذب کرنے سے ہوتی ہے۔
Artificial organs: artificial skin uses collagen (natural) and polylactic acid, PLA (synthetic) as a scaffold for new skin growth, dissolving as the wound heals. Artificial joints (hip/knee) use ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) for a smooth, low-friction, wear-resistant surface. Artificial cornea uses poly(methyl methacrylate), PMMA and hydrogels — perfectly clear and biocompatible.
Nylon for ropes and fishing nets: nylon is strong, flexible, abrasion-resistant and does not rot in water — ideal for ropes and nets. PVC uses: pipes, window frames, cables, flooring. Nylon uses: clothing, carpets, ropes, parachutes.
Recycling: the major limitation of mechanical recycling is polymer degradation (chains shorten each cycle, quality falls); mobile-phone recycling is difficult because of mixed materials that are hard to separate. Chemical recycling (depolymerisation) breaks the polymer back to monomers, giving virgin-quality material, but costs more energy.
مصنوعی اعضاء: مصنوعی جلد میں کولیجن اور PLA (زخم بھرنے پر گھل جاتا ہے)؛ مصنوعی جوڑوں میں UHMWPE (ہموار، کم رگڑ)؛ مصنوعی کارنیا میں PMMA (بالکل شفاف)۔
نائلون رسیوں اور ماہی گیری کے جالوں کے لیے موزوں ہے کیونکہ یہ مضبوط، لچکدار، رگڑ سے محفوظ اور پانی میں نہیں گلتا۔ ری سائیکلنگ: میکانیکل ری سائیکلنگ کی بڑی حد پولیمر کی ڈیگریڈیشن ہے؛ موبائل ری سائیکلنگ مکسڈ میٹیریلز کی وجہ سے مشکل ہے۔
یہ exercise کتاب کے printed pages 142–156 سے لی گئی ہے — تمام سوال کتاب کے اپنے ہیں, جواب کے ساتھ: Multiple Choice (10), Short Answer (10), Constructed Response (2) اور Descriptive (3). اس chapter کی exercise کے چاروں حصے یہاں موجود ہیں; کوئی سوال invent نہیں کیا گیا.
1. Which pair of monomers reacts to form a polyester?
Answer: (b) Diol + dicarboxylic acid → ester links (polyester). Diamine + dicarboxylic acid gives a polyamide. جواب: ڈائیول + ڈائی کاربوکسلک ایسڈ → پولی ایسٹر۔
2. What small molecule is eliminated when a diamine reacts with a dioyl chloride?
Answer: (b) With a dioyl chloride the leaving small molecule is HCl (with a dicarboxylic acid it would be water). جواب: ڈائی اوئل کلورائیڈ سے HCl نکلتا ہے۔
3. How do plasticizers affect PVC?
Answer: (c) Plasticizers sit between chains, reducing their attraction, so PVC becomes flexible. جواب: پلاسٹیسائزرز چینز کے درمیان کشش کم کر کے PVC کو لچکدار بناتے ہیں۔
4. What are the two monomers for Nylon 6,6?
Answer: (b) Nylon 6,6 = 1,6-hexanediamine (hexamethylenediamine) + hexanedioic acid (adipic acid). جواب: نائلون 6,6 = ہیکسامیتھائلین ڈائی امائن + ایڈیپک ایسڈ۔
5. A polymer section is shown: -[CH₂–CH(CH₃)–CH₂–CH(CH₃)]-... What is the monomer, and what type of polymer is it?
Answer: (a) Undoing the repeat unit gives propene (C=C), so it is an addition polymer. جواب: ریپیٹ یونٹ کو الٹانے سے پروپین ملتا ہے — ایڈیشن پولیمر۔
6. Polyesters and polyamides are considered biodegradable because they:
Answer: (d) Their ester/amide links can be hydrolysed by water and enzymes. جواب: ان کے ایسٹر/ایمائیڈ لنک ہائیڈرولائز ہو سکتے ہیں۔
7. What are the products of alkaline hydrolysis (saponification) of a polyester?
Answer: (b) Alkaline hydrolysis gives the salt of the acid plus the alcohol. جواب: الکلائن ہائیڈرولیسز سے کاربوکسیلیٹ نمک + الکحل بنتا ہے۔
8. What are the products of acidic hydrolysis of a polyamide?
Answer: (c) Acid hydrolysis gives the carboxylic acid and the protonated amine (ammonium salt). جواب: ایسڈ ہائیڈرولیسز سے کاربوکسلک ایسڈ + پروٹونیٹڈ امائن بنتا ہے۔
9. What is the primary cause of photodegradation in polymers?
Answer: (c) UV light breaks bonds in the polymer chain. جواب: UV روشنی پولیمر چین کے بانڈز توڑ دیتی ہے۔
10. Poly(alkenes) are considered "chemically inert" because they:
Answer: (b) Only strong C–C and C–H bonds, with no polar or hydrolysable groups, so they resist attack. جواب: صرف مضبوط C–C اور C–H بانڈز ہیں، کوئی ہائیڈرولائز ہونے والا گروپ نہیں۔
Answer: i) Amide linkage; condensation polymerisation. ii) Acyl chloride (–COCl) and amine (–NH₂). iii) Benzene-1,4-dicarbonyl dichloride (terephthaloyl chloride) and benzene-1,4-diamine (p-phenylenediamine). جواب: i) ایمائیڈ لنک؛ کنڈنسیشن پولیمرائزیشن۔ ii) ایسیل کلورائیڈ اور امائن۔ iii) ٹیریفتھالوئل کلورائیڈ اور p-فینائلین ڈائی امائن۔
Answer: Two molecules join with the loss of a small molecule — the definition of condensation. R–COCl + NH₃ → R–CONH₂ + HCl; the small molecule eliminated is hydrogen chloride (HCl). جواب: دو مالیکیولز چھوٹے مالیکیول کے اخراج سے جڑتے ہیں — یہی کنڈنسیشن ہے۔ خارج ہونے والا مالیکیول HCl ہے۔
Answer: i) Condensation polymer (polyester). ii) Repeat unit: –[O–CH₂–CH₂–O–CO–CO]–. iii) Poly(ethane-1,2-diyl ethanedioate). جواب: i) کنڈنسیشن پولیمر (پولی ایسٹر)۔ ii) ریپیٹ یونٹ: –[O–CH₂–CH₂–O–CO–CO]–۔ iii) پولی (ایتھین-1,2-ڈائی ایل ایتھین ڈائی اوایٹ)۔
Answer: i) Amide linkage. ii) Water (H₂O). iii) –[NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]–. جواب: i) ایمائیڈ لنک۔ ii) پانی۔ iii) –[NH–(CH₂)₆–NH–CO–(CH₂)₄–CO]–۔
Answer: i) Chloroethene (vinyl chloride), CH₂=CHCl. ii) Because the monomer contains a C=C double bond, which opens to link monomers without losing atoms. جواب: i) کلوروایتھین۔ ii) کیونکہ مونومر میں C=C بانڈ ہے۔
Answer: High tensile strength and flexibility, plus abrasion resistance and resistance to rotting in water. جواب: مضبوطی، لچک، رگڑ سے مزاحمت، پانی میں نہ گلنا۔
Answer: PVC: water pipes, window frames, electric cables, flooring. Nylon: clothing, carpets, ropes, parachutes, toothbrush bristles. جواب: PVC: پائپ، کھڑکیاں، کیبلز، فرش۔ نائلون: کپڑے، قالین، رسیاں، پیراشوٹ۔
Answer: –[O–(CH₂)₃–O–CO–C₆H₄–CO]– (ester links joining the propane-diyl unit to the benzene-dicarbonyl unit). جواب: –[O–(CH₂)₃–O–CO–C₆H₄–CO]–۔
Answer: (1) Landfill persistence for centuries. (2) Microplastics entering soil and oceans and the food chain. (3) Harm to wildlife (ingestion, entanglement) and toxic additives leaching. جواب: (1) لینڈ فل میں صدیوں تک باقی رہنا (2) مائیکروپلاسٹکس (3) جنگلی حیات کو نقصان۔
Answer: UHMWPE — artificial joints (hip/knee), low-friction surface. PMMA — artificial cornea (clear, biocompatible). Also PLA/collagen — artificial skin scaffold. جواب: UHMWPE — مصنوعی جوڑ۔ PMMA — مصنوعی کارنیا۔ PLA — مصنوعی جلد۔
Answer: Plasticizer molecules sit between PVC chains and weaken the intermolecular forces (dipole–dipole attractions) between them, increasing chain mobility. The polymer becomes flexible instead of rigid: unplasticised PVC (uPVC) is used for pipes and window frames; plasticised PVC is used for cables, flooring, hoses and clothing. جواب: پلاسٹیسائزرز PVC چینز کے درمیان کشش کم کر کے اسے لچکدار بناتے ہیں: سخت PVC پائپوں میں، لچکدار PVC کیبلز اور فرش میں۔
Answer: Poly(alkenes) have only strong, non-polar C–C and C–H bonds and no functional groups that water or enzymes can attack, so they persist for centuries. Polyesters and polyamides have ester/amide links that undergo hydrolysis (chemical and enzymatic), breaking the chains into small, biodegradable fragments. جواب: پولی (الکینز) میں کوئی ہائیڈرولائز ہونے والا لنک نہیں، اس لیے یہ صدیوں رہتے ہیں؛ پولی ایسٹرز/ایمائیڈز ہائیڈرولیسز سے ٹوٹ جاتے ہیں۔
Answer: Addition: monomers must have a C=C double bond; no atoms are lost; one monomer type (or a mixture) gives a long chain; e.g. ethene → poly(ethene). Condensation: monomers must have two functional groups each (diol + dicarboxylic acid; diamine + dicarboxylic acid/dioyl chloride); a small molecule (H₂O or HCl) is lost at each link; the polymer has ester or amide links that can be hydrolysed. جواب: ایڈیشن: C=C ضروری، کوئی ایٹم ضائع نہیں۔ کنڈنسیشن: دو فنکشنل گروپز ضروری، H₂O یا HCl نکلتا ہے، ایسٹر/ایمائیڈ لنک بنتے ہیں۔
Answer: Polyester (e.g. from ethane-1,2-diol + benzene-1,4-dicarboxylic acid → PET-type polyester + H₂O) and polyamide (Nylon 6,6 from hexamethylenediamine + adipic acid → amide links + H₂O). In each case draw the monomers, the repeat unit and the small molecule lost. جواب: پولی ایسٹر (ڈائیول + ڈائی ایسڈ → ایسٹر لنک + H₂O) اور نائلون 6,6 (ڈائی امائن + ڈائی ایسڈ → ایمائیڈ لنک + H₂O)۔
Answer: Poly(alkenes): no hydrolysable groups, strong C–C/C–H bonds → degrade only very slowly, mainly by UV photodegradation into microplastics that persist. Polyesters: ester links hydrolyse (water, enzymes, microbes) → short chains, then CO₂ and water under composting conditions — genuinely biodegradable, though the rate depends on conditions. جواب: پولی (الکینز): صرف UV سے آہستہ ٹوٹتے ہیں، مائیکروپلاسٹکس رہتے ہیں۔ پولی ایسٹرز: ہائیڈرولیسز سے ٹوٹ کر بائیوڈیگریڈ ہو جاتے ہیں۔
Polymers — Addition polymerisation joins monomers with C=C double bonds without losing any atoms: the double bond opens and monomers link into a long chain. Condensation polymerisation joins two different functional groups with the loss of a small molecule (water, HCl, …). Kevlar is a thermally and mechanically very stable but flexible polymer. Plasticizers in PVC reduce the forces between polymer chains and make it flexible (they do not make it harder or more brittle, and they do not increase its melting point or conductivity). Artificial organs: artificial skin uses collagen (natural) and polylactic acid, PLA (synthetic) as a scaffold for new skin growth, dissolving as the wound heals.
Revision guidance: پہلے 10 MCQs خود حل کرو, پھر جواب ملاؤ; short اور constructed-response سوالوں کو اپنے الفاظ میں لکھ کر practice کرو; descriptive سوالوں (3) کے لیے ہر section کی headings یاد رکھو. جو formula یا equation اس chapter میں ہے, اسے لکھ کر یاد کرو — رٹا نہیں, سمجھ کر.
ایڈیشن پولیمرائزیشن میں C=C ڈبل بانڈ والے مونومرز بغیر کسی ایٹم کے ضائع کیے جڑتے ہیں۔ مثالیں: ایتھین → پولی (ایتھین)؛ پروپین → پولی (پروپین)؛ کلوروایتھین → PVC۔مونومر پہچاننے کا طریقہ: ریپیٹ یونٹ کو الٹا کریں — جڑے ہوئے دو کاربنز دوبارہ C=C کنڈنسیشن پولیمرائزیشن میں دو مختلف فنکشنل گروپز چھوٹے مالیکیول (پانی، HCl) کے اخراج سے جڑتے ہیں۔ پولی ایسٹر: ڈائیول + ڈائی کاربوکسلک ایسڈ → ایسٹر لنک، پانی نکلتا ہے۔ پولی ایمائیڈ: ڈائی امائن + ڈائی کاربوکسلک ایسڈ → ایمائیڈ لنک۔نائلون 6,6: 1 کیولر تھرمل اور میکانیکی طور پر بہت مستحکم لیکن لچکدار پولیمر ہے۔ اس میں خاص ایمائیڈ لنک (–CO–NH–) ہے اور یہ کنڈنسیشن پولیمرائزیشن سے بنتا ہے۔ری ایکٹ کرنے والے دو فنکشنل گروپز ایسیل کلورائیڈ (–COCl) اور امائن (–NH₂) ہیں۔ مونومرز: بینزین-1,4 پلاسٹیسائزرز PVC میں چینز کے درمیان کشش کم کر کے اسے لچکدار بناتے ہیں۔ بغیر پلاسٹیسائزر PVC سخت ہوتا ہے (پائپ)؛ پلاسٹیسائزر کے ساتھ لچکدار (کیبلز، فرش)۔ڈیگریڈیشن: پولی ایسٹرز اور پولی ایمائیڈز بائیوڈیگریڈیبل ہیں کیونکہ ان میں ہائیڈرولائز ہو مصنوعی اعضاء: مصنوعی جلد میں کولیجن اور PLA (زخم بھرنے پر گھل جاتا ہے)؛ مصنوعی جوڑوں میں UHMWPE (ہموار، کم رگڑ)؛ مصنوعی کارنیا میں PMMA (بالکل شفاف)۔نائلون رسیوں اور ماہی گیری کے جالوں کے لیے موزوں ہے کیونکہ یہ مضبوط، لچکدار، رگڑ سے محفوظ ا
اس باب کے موضوعات: ایڈیشن پولیمرائزیشن · کنڈنسیشن پولیمرائزیشن: پولی ایسٹرز اور پولی ایمائیڈز · کیولر: ایک خاص پولی ایمائیڈ · پلاسٹیسائزرز، ڈیگریڈیشن اور ماحول · مصنوعی اعضاء میں پولیمرز اور ری سائیکلنگ · مشق
رہنمائی: پہلے MCQs خود حل کریں، پھر جوابات سے ملائیں؛ مختصر اور تعمیری سوالات اپنے الفاظ میں لکھ کر پریکٹس کریں۔
Chapter-wise tests, fresh random papers اور instant score کے لیے PunjabTest.com کا میں test section دیکھو:
PunjabTest.com — Complete Guide Book • FSc Part 2 Chemistry, Chapter 26 (PECTAA New Book, Session 2026–27) • English + Urdu