Информация о документе

Цена 10000UZS
Размер 147.0KB
Покупки 0
Дата загрузки 09 Август 2024
Расширение docx
Раздел Курсовые работы
Предмет Химия

Продавец

Diyorbek

Дата регистрации 29 Февраль 2024

123 Продаж

Polimerlarning fizik xolatlari

Купить
KURS ISHI Mavzu: Polimerlarning fizik xolatlari Mundarija Kirish……………………………………………………………………………....3 I bob: Polimerlar va polimerlarning fizik holatlari 1.1 Polimerlarni olish usullari va turlari…………………………………………….5 1.2 Polimerlarning fizik holatlari……………………………………………….…12 II bob: Polimerlarning tuzilishi va turli holatlardagi turlari 2.1 Makromolekulalar turlari…………………………………………………...…20 2.2 Polimerlarning fazaviy holatlari…………………………………………... …..21 2.3 Polimerlarning kristal holatlari………………………………………………..22 Xulosa………………………………………………………………………....….27 Foydalanilgan adabiyotlar……………………………………………………...28 2 Kirish Polimerlar (yun. polymeres — ko p qismlardan tashkil topgan) —ʻ molekulalari (makromolekulalar) bir yoki bir necha turli ko p sonli takrorlanuvchi ʻ guruxlar (monomer zvenolari)dan tashkil topgan yuqori molekulyar massali (bir necha mingdan bir necha milliongacha) kimyoviy birikmalar. Makromolekula tarkibidagi atomlar bir-biri bilan asosiy yoki koordinatsion valentlik kuchi vositasida bog langan. ʻ Polimerlar tabiiy — biopolimerlar (rksillar, nuklein kislotalar, tabiiy smoladar) va sintetik (polietilen, polipropilen, fenolformaldegid smolalar) polimerlarga bulinadi. polimerlar bir xil struktu-rali zvenolar (mas, polivinilxlorid — CH2CHCl—) yoki o zaro navbatlashuvchi turli xossaga ega zvenolar ʻ (sopolimer)dan tashkil topgan bo ladi; vi-nilxlorid va vinilatsetat sopolimeri bunga ʻ misol bo la oladi. Bir nechta kichik oddiy molekulalarning birikishidan hosil ʻ bo lgan polimerlar oligomerlar deb ataladi. Monomerning 2 mo-lekulasi ʻ qo shilishidan hosil bo lgan molekula d i m ye r deyiladi. Bunday birikmalar ʻ ʻ o zining xossasiga ko ra, quyi va yuqori molekulali birikmalar oralig idagi o rinda ʻ ʻ ʻ ʻ turadi 1 . Polimerlar molekulalari polimerlanish va polikondensatlanish usullari bilan hosil qilinadi. 20-asrning 2yarmidan boshlab polimerlar sintezining yangi usullarini ishlab chiqildi, chunonchi: a) tayyor polimerlarga biror yangi, qo shimcha monomerni kimyoviy ʻ "payvandlash". Bu tayyor polimerlar molekulasining faollashishiga va erkin radikallar hosil bo lishiga yordam beradi. Bunda polimerlarning chiziqsimon ʻ molekulasiga polimerlanuvchi qo shimcha monomer yon tarmoqchasi ʻ "payvandlanadi"; b) ikki tayyor polimerlar zanjirini kuchli mexanik ta sir ostida uzib, ʼ makromolekula bo laklarini biriktirib, yangi makromolekulalar, ya ni "blok ʻ ʼ 1 Askarov M. A., Jalilov A. T., Sintez ionogennix polimerov, T., 1978; Ismoilov I. I., Jalilov A. T., Askarov M. A., Ximicheski aktivnie polimeri i oligomeri, T., 1993; Maxsumov A. S, Ismoilov I. I., Polimernie soli: sintez, svoystva, primeneniye, T., 2002 3 polimerlar" xreil qilishi. Bu usullar polimer mahsulotlarining xossalarini (puxtaligi, kimyoviy bardoshliligi, elektr o tkazmaslik va h.k.) o zgartirishga imkon beradi.ʻ ʻ Polimerlarning tarkibi va sintez usullariga ko ra, ulardan qattiq va elastik, ʻ puxta va mo rt, issiq va sovuqqa chi-damli, kimyoviy ta sirlarga bardoshli va h.k. ʻ ʼ xossaga ega bo lgan mahsulotlar olish mumkin. Mahsulot hosil qilish uchun ʻ polimerlarga to ldirgichlar va boshqa moddalar qo shiladi. Polimerlarning muhim ʻ ʻ xu-susiyati shuki, ulardan shtampovkalash, presslash kabi oddiy usullarda buyumlar tayyorlash mumkin. Polimerlarch. dastlab murakkab bo lmagan moddalar, kumir va yog ochni ʻ ʻ qayta ishlash mahsulotlari (mas, fenol, formalin va boshqalar)ga asoslangan edi. Keyinchalik polimerlar olish uchun neftni kayta ishlash mahsulotlari, tabiiy gaz, qattiq yoqilg ilarni qayta ishlash mahsulotlari, yogoch va turli o simlik xom ʻ ʻ ashyolari chiqindilari ishlatiladigan bo ldi. Xossasining yaxshiligi va xalq ʻ xo jaligiga keltiradigan foydasining kattaligi hamda xom ashyo zaxiralarining ʻ ko pligi polimerlarni keng ko lamda ishlab chiqarishga imkon berdi. ʻ ʻ Polimerlar xossasiga ko ra, quyidagilarga bo linadi: kauchuklar — keng ʻ ʻ temperatura oralig ida qayishqoklik xossasini yo qotmaydigan polimerlar; ʻ ʻ plastmassalar — yuqori temperaturada yumshaydigan va keng temperatura oralig ida juda puxta, qattiq, nisbatan qayishqoq polimerlar; sintetik tolalar — ʻ yuqori temperaturada (180—200°) yumshaydigan va shu temperaturada puxta ip bo lib cho ziladigan polimerlar; lok va bo yoqlar — yeyilishga chidamli, metall, ʻ ʻ ʻ yog och va shishaga yopishadigan, atmosfera va mexanik ta sirlarga chidamli ʻ ʼ polimerlar Polimerlarning xossasi turlicha bulganligidan ular kora va rangli metallar, yog och, tosh, suyak, shisha va boshqa urnida ishlatiladi. Ba zi bir ʻ ʼ sintetik polimerlar ion alma-shuvchi smolalar, qon plazmasi o rin-bosari sifatida, ʻ tuproqni strukturalashda va boshqalarda qo llanadi. ʻ Kurs ishining tuzilishi. Ushbu Kurs ishi kirish, xulosa, foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati va o’zaro mazmunan bog’langan 2 ta bobdan iborat bo’lib umumiy hajmda 28 betni tashkil etadi. 4 I bob: Polimerlar va polimerlarning fizik holatlari 1.1 Polimerlarni olish usullari va turlari Polimerlar polimerlanish, polikondensatsiya, shuningdek, makromolekulalarning kimyoviy transformatsiyasi yordamida olinadi. Polimerizatsiya – Bu kovalent bog'lanishlarni qayta tashkil etish orqali monomer molekulalarining o'sib borayotgan zanjirga ketma-ket ulanishi orqali polimer hosil bo'lish reaktsiyasi. Polimerlanish, asosan, ko'p (ikki yoki uch) bog'langan yoki siklik birikmalarga ega bo'lgan birikmalar uchun xarakterlidir. Polimerlanish jarayonida monomer molekulalarida ko‘p bog‘lar uziladi yoki sikllar ochiladi, so‘ngra bu molekulalar o‘rtasida kimyoviy bog‘lar hosil bo‘lib, polimerlar hosil bo‘ladi. Ishtirok etgan monomerlar soniga ko'ra ular ajralib turadi gomopolimerizatsiya(bir turdagi monomerning polimerizatsiyasi) va sopolimerizatsiya(ikki yoki undan ortiq turli monomerlarning sopolimerlanishi). Gomopolimerizatsiya reaktsiyasiga misol sifatida teflon (ftoroplast) ishlab chiqarish mumkin: nCF 2 \u003d CF 2  (-CF 2 -CF 2 -) n tetrafloroetilen politetrafloroetilen Sopolimerlar har bir monomerdan olingan polimerlarning xossalarini birlashtiradi. Shuning uchun sopolimerizatsiya kerakli xususiyatlarga ega polimerlarni sintez qilishning samarali usuli hisoblanadi. Stirol-butadienli kauchuk sopolimerlanish reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi: 2 n CH2 CH CH CH 2 + nCH CH (CH2 CH CH CH2 CH2 CH) n butadien-1,3 stirol butadien stirol kauchuk Polikondensatsiya – bu ikki yoki undan ortiq funktsional guruhlarga ega bo'lgan monomerlardan polimerlar hosil bo'lish reaktsiyasi bo'lib, bu guruhlar tufayli past molekulyar og'irlikdagi mahsulotlar (H 2 O, NH 3, HCl va boshqalar) ajralib chiqadi. 5 Polikondensatsiya in vivo tabiiy polimerlarni hosil qilishning asosiy usuli hisoblanadi. Polikondensatsiya jarayonida zanjir asta-sekin o'sib boradi: birinchi navbatda, boshlang'ich monomerlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, so'ngra hosil bo'lgan birikma bir xil monomer molekulalari bilan reaksiyaga kirishadi va natijada polimer hosil qiladi, shu bilan birga past molekulyar mahsulotlarning (n-1) molekulalari ajralib chiqadi. n ta monomer molekulalari. Geksametilendiamin H 2 N–(CH 2) 6 –NH 2 va ikki asosli adipin kislotasi HOOC–(CH 2) 4 –COOH kopolikondensatsiyasi anid yoki neylon hosil qiladi: nH 2 N–(CH 2) 6 –NH 2 + nHOOC–( CH 2 ) 4 –COOH → → [–NH–(CH 2) 6 –NH–CO–(CH 2) 4 –CO–] n + (n-1)H 2 O Anid (neylon yoki perlon) Polikondensatsiyaning polimerlanishdan farqi shundaki, u o‘rinbosarlik reaksiyasiga asoslanadi va polikondensatsiya jarayonida yuqori molekulyar birikmalar bilan birga past molekulyar mahsulotlar hosil bo‘ladi. Natijada, boshlang'ich monomer va hosil bo'lgan polimerning elementar tarkibi past molekulyar og'irlikdagi mahsulot sifatida chiqarilgan atomlar guruhi bilan farqlanadi (bu misolda H 2 O). Polimer turlari Kelib chiqishi bo'yicha makromolekulyar moddalar bo'linadi tabiiy, yoki biopolimerlar (oqsillar, nuklein kislotalar, polisaxaridlar) va sintetik(polietilen, fenolik qatronlar). Kompozit zveno tarkibiga kiradigan elementlarning turiga ko'ra organik, noorganik va organoelementli polimerlar ajralib turadi. Organik polimerlar . Organik polimerlar kelib chiqishiga ko'ra uch guruhga bo'linadi: – tabiiy, tabiatda uchraydi (tabiiy kauchuk, kraxmal, tsellyuloza, oqsillar, nuklein kislotalar); – sun'iy, tabiiy polimerlarni kimyoviy modifikatsiya qilish orqali olinadi (trinitroselüloza, asetat va viskoza tolasi, xlorli tabiiy kauchuk, kauchuk); 6 – sintetik sintez (polietilen, polipropilen, kapron, polistirol, fenol-formaldegid qatroni) bilan olinadi. Asosiy makromolekulyar zanjirning kimyoviy tarkibiga ko'ra organik polimerlar quyidagilarga bo'linadi gomozanjir, zanjirlari bir xil atomlardan qurilgan va geterozanjir, asosiy zanjirdagi uglerod atomlari va boshqa elementlarning atomlarini o'z ichiga olgan, masalan, polikarbonat [−O−R−O−CO−] n, tsellyuloza (C 6 H 10 O 5) n, neylon [−NH−(CH 2) 5 −CO− ] n . Gomozanjirli polimerlar orasida eng keng tarqalgan uglerod zanjiri, ularning makromolekulyar zanjirlarida faqat uglerod atomlari mavjud, masalan, polietilen [- CH 2 -CH 2 -] n, polistirol [-CH 2 -CH (C 6 H 5) -] n, politetrafloroetilen [-CF 2 - CF 2 - ] n. Noorganik polimerlar . Ko'pgina noorganik moddalar polimerlardir. Barcha metallar, ayrim nometalllar (plastmassa oltingugurt, qora va qizil fosfor, olmos, grafit, ko'mir va ko'mir shaklidagi uglerod), kremniy kislotalari, silikatlar, aluminosilikatlar, kremniy dioksidi, polisilan va boshqalar polimerik tuzilishga ega. Ko'pgina noorganik polimerlarning muhim farqlovchi xususiyati ularning termal va kimyoviy qarshiligidir. Ular chiziqli tuzilishga ega bo'lishi mumkin (oltingugurt zanjirlarining plastik modifikatsiyasi ….- S-S -S -.... spirallarga o'ralgan), qatlamli (slyuda, talk), tarvaqaylab ketgan yoki uch o'lchovli tuzilishga (silikatlar). Bundan ham murakkab shakllanishlar, zeolitlar - silikatlar va metallarning aluminatlarining kopolimerlari, ichida bo'shliqlar va kanallarni o'z ichiga olgan ko'pburchaklar hosil qiladi, ularda ionlar boshqalariga almashtirilishi mumkin (masalan, suvni tozalash paytida). Organoelement polimerlari . Bular asosiy zanjirda uglerod atomlarini emas, balki boshqa elementlarni (kremniy, alyuminiy, kislorod, fosfor) o'z ichiga olgan polimerlardir. Bunday polimerlardagi yon zanjirlar organik radikallar bilan ifodalanadi. Biopolimerlar: Biopolimerlar tabiiy makromolekulyar birikmalar. Bularga polisaxaridlar, poliizoprenlar, polipeptidlar, oqsillar, nuklein kislotalar kiradi. 7 Polisaxaridlar – Bular biopolimerlar ularning makromolekulalari monosaxarid qoldiqlaridan iborat. Polisaxaridlarning eng muhim vakillari tsellyuloza, kraxmal, inulin, glikogendir. ega umumiy formula(C 6 H 10 O 5) n, polisaxaridlar makromolekulaning tuzilishida farqlanadi. Kraxmal va glikogen a- glyukoza qoldiqlaridan, tsellyuloza b-glyukoza qoldiqlaridan, inulin fruktofuranoza qoldiqlaridan iborat. Polisaxaridlar kislotalarning katalitik ta'sirida gidrolizga uchraydi. Kraxmal, glikogen va tsellyuloza gidrolizining yakuniy mahsuloti glyukoza, inulin - fruktoza hisoblanadi. Tsellyuloza eng qattiq zanjirli polimerlardan biri bo'lib, unda deyarli yo'q makromolekulyarlarning moslashuvchanligi. Sincaplar peptid (amid) bog'lari bilan bog'langan a-aminokislota qoldiqlaridan tashkil topgan biopolimerlar. Protein molekulalarida peptidlar guruhi deb ataladigan atomlar -CO-NH- ko'p marta takrorlanadi. Ko'p o'zaro bog'langan peptid birliklaridan tashkil topgan birikmalar polipeptidlar deyiladi. Shunga ko'ra, oqsillar polipeptidlar deb tasniflanadi. Peptid zanjiriga kiritilgan aminokislotalar qoldiqlari soni juda katta, shuning uchun oqsillarning molekulyar og'irligi bir necha millionga yetishi mumkin. Umumiy oqsillarga gemoglobin (odam qonida), kazein (sigir sutida), albumin (tovuq tuxumida) kiradi. Proteinlar eng muhim hisoblanadi biologik moddalar: Ular organizmlarning hayoti uchun zarurdir. Tanadagi oqsillarning sintezi polikondensatsiya reaktsiyalari orqali amalga oshiriladi: nH 2 N-CHR-COOH ↔ [-NH-CHR-CO-] n + (n-1)H 2 O. a- aminokislotalarning ikkita molekulasi o zaro ta sirlashganda, bir molekulaningʻ ʼ aminokislotalari va aminokislotalar o rtasida reaksiya sodir bo ladi. karboksil ʻ ʻ guruhi– ikkinchisi, suvning paydo bo'lishiga olib keladi. Tarkibi bo'yicha oqsillar oddiy (oqsillar) va murakkab (oqsillar) ga bo'linadi. Oddiy oqsillarni gidrolizlashda faqat a-aminokislotalar, murakkab oqsillarni gidrolizlashda a-aminokislotalar va oqsil bo'lmagan moddalar hosil bo'ladi. Proteinlarda to'rtta tuzilish darajasi mavjud: 8 – asosiy tuzilma oqsillar - peptid zanjirining tuzilishi, ya'ni. aminokislotalar qoldiqlari to'plami va ularning oqsil molekulasida bir-biri bilan bog'lanish ketma- ketligi. – ikkilamchi tuzilma−SO− va NH− guruhlari o‘rtasida vodorod bog‘lanishlarining paydo bo‘lishi natijasida oqsil molekulalarining polipeptid zanjirlarining spiralga burilish o‘ziga xos xususiyatlari bilan aniqlanadi. – uchinchi darajali tuzilish vodorod, amid va disulfid bog'lanishlarining paydo bo'lishi sababli oqsil spirallarining fazoda joylashishi bilan belgilanadi. – To'rtlamchi tuzilish bir necha polipeptid zanjirlarini o'z ichiga olgan makromolekulalarning fazoviy joylashuvi bilan belgilanadi. Nuklein kislotalar – Monomerlardan tuzilgan tabiiy biopolimerlar: nukleotidlar takrorlanuvchi nuklein kislota parchalari. Nukleotidlar uchta komponentdan iborat: geterotsiklik asoslar, monosaxaridlar va fosfor kislotasi qoldiqlari, mononukleotidlar polimer molekulasida bir-biriga bog'langan. Nuklein kislotalarning ikki turi mavjud: ribonuklein kislotalar (RNK) va dezoksiribonuklein kislotalar (DNK). Barcha tirik organizmlar, albatta, nuklein kislotalarning ikkala turini ham o'z ichiga oladi. Polimerlarni qo'llash Polimerlarning muhim qo'llanilishidan biri tolalar va matolarni ishlab chiqarishdir. Elyaflarning tasnifi diagrammada ko'rsatilgan: Ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan tolalar kimyoviy usullar, kimyoviy tolalar guruhini tashkil qiladi. Ular sun'iy va sintetik bo'linadi. Sun'iy tolalar tabiiy materiallarni (paxta, jun) kimyoviy modifikatsiya qilish yo'li bilan olinadi, sintetik tolalarni ishlab chiqarish uchun faqat sintetik materiallar - polimerlar ishlatiladi. Eng muhim sintetik tolalar lavsan Va neylon. Lavsan etilen glikol va tereftalik (benzol-1,4-dikarboksilik) kislotaning polikondensatsiyasi natijasida olingan: 9 Olingan chiziqli polimer poliester bo'lib, uning elementar birligi quyidagicha: Lavsandan tayyorlangan tola (bu poliesterning boshqa nomlari terilen, dakron) yaxshi quvvatga ega, issiqlikka chidamli, suyultirilgan kislotalar va ishqorlarga chidamli. Neylon – poliamid tolasi, bu poligeksametilendiamin H 2 N (CH 2) 6 NH 2 va adipin kislotasi HOOC (CH 2) 4 COOH kondensatsiyasi: Neylonning elementar aloqasi quyidagi shaklga ega: Neylon va boshqa poliamid tolalar yuqori quvvat va aşınma qarshilik bilan ajralib turadi. Ularning kamchiliklari qizdirilganda yuqori elektrifikatsiya va beqarorlikdir. Shuning uchun neylon kiyimlarni issiq temir bilan dazmollash mumkin emas. Kauchuklar Tabiiy kauchuk. Tabiiy kauchuk lateksdan, ba'zi tropik o'simliklarning sharbatidan olinadi. Uning tuzilishini aniqlash mumkin kimyoviy xossalari: kauchukga brom, brom vodorod va vodorod qo shiladi va havosiz qizdirilganda uʻ parchalanib izopren (2-metilbutadien) hosil qiladi. Bu kauchukning to'yinmagan polimer - poliizopren ekanligini anglatadi. 10 Kauchukning molekulyar og'irligi 100 mingdan 3 milliongacha o'zgarib turadi.Poliizoprendagi har bir elementar birlik sis- va trans-formlarda mavjud bo'lishi mumkin. Tabiiy kauchukda deyarli barcha havolalar cis konfiguratsiyasiga ega: Bu shuni anglatadiki, tabiiy kauchuk stereoregular tuzilishga ega, bu uning qimmatli xususiyatlarini belgilaydi. Kauchukning eng muhim jismoniy xususiyati elastiklik, ya'ni kichik kuch ta'sirida ham teskari cho'zilish qobiliyatidir. Yana bir muhim xususiyat - suv va gazlarni o'tkazmaslik. Kauchukning asosiy kamchiligi uning yuqori va past haroratlarga sezgirligidir. Qizdirilganda kauchuk yumshaydi va elastikligini yo'qotadi, sovutilganda esa mo'rt bo'ladi va elastiklikni ham yo'qotadi. Plastisitni kamaytirish va kuchini oshirish, aşınma qarshilik, tajovuzkor muhitga qarshilik ko'rsatish uchun kauchuk ta'sir qiladi. vulkanizatsiya oltingugurt ishtirokida har xil plomba moddalari (soot, bo'r, rux oksidi va boshqalar) bilan isitish orqali. Vulkanizatsiya jarayonida chiziqli kauchuk makromolekulalar disulfid ko'priklar (-S-S-) bilan o'zaro bog'lanadi va fazoviy polimer hosil bo'ladi - kauchuk. 11 Kauchuk tarvaqaylab ketgan fazoviy tuzilishga ega va shuning uchun tabiiy kauchukdan kamroq elastik, lekin juda katta kuchga ega. Kauchuk ishlab chiqarish polimerizatsiya va vulkanizatsiya jarayonlariga asoslangan. Sintetik kauchuklar: Birinchi sintetik kauchuk Rossiyada 1931 yilda professor S.V.Lebedev tomonidan etil spirtidan olingan butadienni metall natriy ishtirokida radikal mexanizm bilan polimerlash yo li bilan olingan:ʻ Butadien kauchuk yaxshi suv va gaz o'tkazuvchanligiga ega, lekin tabiiy kauchukdan kamroq elastik, chunki u tartibsiz tuzilishga ega. Uning zanjirida cis- va trans-birliklar tasodifiy taqsimlanadi. Bundan tashqari, polimerizatsiya nafaqat 1,4-, balki 1,2 qo'shilishi va turdagi tarmoqlangan tuzilishga ega polimer sifatida ham boradi. Chiziqli stereoregular tuzilishga ega sintetik izopren va butadien kauchuklarini ishlab chiqarish uchun texnologiyalar ishlab chiqilgan (ikkinchisi deb ataladi). divinil). Ba'zi sintetik kauchuklar sopolimerizatsiya jarayoni yordamida tayyorlanadi. Masalan, reaksiya natijasida stirol-butadien kauchuk sintezlanadi. 12 Sopolimerizatsiya usulining afzalligi shundaki, komponentlar orasidagi nisbatni o'zgartirish orqali kauchukning xususiyatlarini nazorat qilish mumkin. 1.2 Polimerlarning fizik holatlari Moddaning jismoniy holati atomlar va molekulalarning o'rash zichligi bilan belgilanadi, bu ularning termal harakatining tabiatini belgilaydi. Moddaning holatlari o'zgarmas haroratda ma'lum shakl va hajmga ega bo'lish va uni ushlab turish qobiliyati bilan farqlanadi. Past molekulyar og'irlikdagi moddalarning qattiq, suyuq va gazsimon holatlari ma'lum. Moddalarning bir holatdan ikkinchi holatga o'tishi ko'pgina fizik xususiyatlarning o'zgarishi bilan birga keladi, bu issiqlik harakatining tabiati va darajasining o'zgarishi va ularning molekulalarining o'zaro ta'siri bilan izohlanadi. IN mustahkam holat, modda doimiy hajmga ega bo'lishi va unga berilgan shaklni saqlab qolishi; ichida suyuqlik holatda, modda ham doimiy hajmga ega, lekin u o'z shaklini saqlab qololmaydi, chunki u hatto erning tortishish kuchi ta'sirida ham uni yo'qotadi. Nihoyat, ichida gazsimon holatda, modda na doimiy hajmga, na doimiy shaklga ega bo'lishi mumkin emas. Polimerlar faqat kondensatsiyalangan holatda bo'lishi mumkin: qattiq va suyuq. Polimerning fizik holatining turi molekulalararo o'zaro ta'sir va issiqlik harakati energiyalarining nisbatiga bog'liq. Molekulalararo o zaro ta sir energiyasiʻ ʼ makromolekulalarning issiqlik harakati energiyasidan ancha katta bo lgan hollarda ʻ polimer qattiq holatda bo ladi. Suyuqlik holati ikkala energiya ham kattaligi ʻ bo'yicha taqqoslanadigan bo'lsa amalga oshiriladi. Bunda makromolekulalarning 13 issiqlik harakati molekulalararo o`zaro ta`sirni yengib o`tishga qodir, polimer esa suyuqlik xossalarini namoyon qila oladi. Polimerlarning gazsimon holatda bo'lishining mumkin emasligi makromolekulalarning katta uzunligi tufayli molekulalararo o'zaro ta'sirning umumiy energiyasi har doim ulardagi eng kuchli kimyoviy bog'lanish energiyasidan yuqori bo'lishi bilan izohlanadi. Bundan kelib chiqadiki, molekulalararo o'zaro ta'sir kuchsizlanishidan oldin polimer gazsimon holatga o'tishidan oldin, makromolekulaning ichidagi kimyoviy bog'lar uziladi va u parchalanadi. Polimerlarning boshqa moddalardan yana bir asosiy farqi ularning ikkita qattiq holatda bo‘lish qobiliyatidir: shishasimon va yuqori elastik. Yuqori elastik holat faqat polimerlarda mavjud, boshqa materiallar uchun noma'lum. Shunday qilib, polimerlar uchta fizik holatda mavjud bo'lishi mumkin: shishasimon, yuqori elastik Va yopishqoq. Bir holatdan ikkinchi holatga o'tish ma'lum bir harorat oralig'ida sodir bo'ladi (2.1-rasm). Qulaylik uchun eksperimental ma'lumotlardan hisoblab chiqiladigan qattiq harorat qo'llaniladi. Guruch. 2.1. Chiziqli amorf polimerning tipik termomexanik egri chizig'i: T s- shisha o'tish harorati; T t- quyish nuqtasi; I, na III - uchta jismoniy holatning harorat mintaqalari (mos ravishda shishasimon, yuqori elastik va yopishqoq) Shaklda ko'rsatilgan. 2.1 egri chiziq termomexanik deb ataladi. Polimerning holati va harakati har xil bo'lgan uchta hududga ega: mintaqa / shishasimon holatga mos keladi, II - yuqori elastik va III - polimerning yopishqoq holati. Ushbu holatlarning har birida polimer o'ziga xos xususiyatlarga ega. Shishasimon holatdan yuqori elastik holatga o'tish shisha o'tish haroratida sodir bo'ladi Ts, va yuqori elastik holatdan yopishqoq oqimga o'tish - suyuqlik haroratida T t. Shisha o'tish va suyuqlik harorati polimerlarning eng muhim xarakteristikasi bo'lib, bu haroratlarda ularning jismoniy xususiyatlarining aksariyatida tub o'zgarishlar sodir bo'ladi. Ushbu haroratlarni bilib, polimer materiallarni qayta ishlash va ishlatish uchun harorat sharoitlarini o'rnatish oson. Ularni maqsadli ravishda o'zgartirish 14 orqali ishlov berish haroratini kamaytirish yoki ushbu polimerdan mahsulotlarning ishlashiga ruxsat berilgan harorat oralig'ini kengaytirish mumkin. Polimerlarning mexanik, elektr, termofizik va boshqa xossalarining bir holatdan ikkinchi holatga o‘tish temperaturasidagi o‘zgarishlar bir tekis sodir bo‘ladi, bu esa makromolekulalar bo‘limlari: bo‘g‘inlar, segmentlar, bloklarning o‘zaro ta’sirining bosqichma-bosqich o‘zgarishi bilan izohlanadi. Anjirdan. 2.1 dan ko'rinib turibdiki, quyilish nuqtasidan yuqorida polimerning deformatsiyasi juda katta, ya'ni suyuqlik kabi oqadi. Qoidaga ko'ra, polimerlar yopishqoq holatda yoki unga yaqin joyda aniq qayta ishlanadi. Polimerlar oqimi, boshqa jarayonlar kabi, o'ziga xos xususiyatga ega xususiyatlari bu materiallarni boshqa moddalardan ajratib turadi. Oqim davomida qovushqoqligi o‘zgarmaydigan past molekulyar yuqori qovushqoqli suyuqliklardan farqli o‘laroq, polimerlarning qovushqoqligi oqim davomida ortadi, bu esa zanjir makromolekulalarining biroz to‘g‘rilanishi bilan bog‘liq. Bu hodisa polimerlarni qayta ishlashda keng qo'llaniladi. Shunday qilib, izotermik sharoitda polimerlardan tola hosil bo`lish va plyonkalar olish jarayonlari spinner orqali oqib o`tish jarayonida polimerning yopishqoqligini oshirishga asoslangan. Yopishqoq oqim holati harorat oshishi bilan makromolekulalarning termal harakatining kuchayishi natijasidir. Natijada, ma'lum bir haroratda ularning bir- biriga nisbatan harakatlanishi mumkin bo'ladi. Polimerning harorati quyilish nuqtasidan pastga tushganda, u yopishqoqlikdan yuqori elastik holatga o'tadi. Polimerlarning yuqori elastiklik holatida deformatsiyalanish jarayoni teskari bo‘lib, deformatsiya miqdori haroratga bog‘liq emas. Polimer materiallarning bu xususiyati keng qo'llaniladi. Polimerlar deformatsiyasining teskariligi va uning kattaligining haroratdan mustaqilligidan foydalanishning eng xarakterli misoli kauchuk va kauchuklarning keng qo'llanilishidir. Ularning katta teskari deformatsiyalarga qobiliyati yaxshi ma'lum. Polimerlarni yuqori elastik holatda topish imkoniyati ularni hech qanday sharoitda bu holatda bo'lolmaydigan barcha boshqa materiallardan ajratib turadi. 15 Hech kimga sir emaski, boshqa materiallar, masalan, plastilin ham katta deformatsiyalarga qodir. Biroq, ularning barchasi qaytarib bo'lmaydigan tarzda deformatsiyalanadi. Siz plastilin bo'lagidan tayoqni tortib olishingiz mumkin va u o'z shaklini saqlab qoladi. Yuqori elastik holatdagi polimer material ham cho'zilishi mumkin, lekin yuk olib tashlangandan so'ng u o'zining dastlabki holatiga qaytadi, ya'ni yuqori elastik holatdagi polimer teskari deformatsiyalanadi. Bunda uzun zanjirli makromolekulalar o'zlarining alohida bo'limlari harakati hisobiga bir konformatsion holatdan ikkinchisiga o'tishadi. Yuqori elastik deformatsiya makromolekulalarning egiluvchanligi va ularning alohida qismlarining harakatchanligi natijasidir. Yukni olib tashlaganidan keyin polimerning asl holatiga qaytishi sezilarli vaqt oralig'ida sodir bo'ladi, ya'ni uni kuzatish va shu tarzda o'rganish mumkin. dam olish xususiyatlari polimer. Yuqori elastik holatda polimerlar ularni boshqa barcha qattiq materiallardan ajratib turadigan yana bir xususiyatga ega. Bu holatda, harorat oshishi bilan polimerlarning elastik moduli ortadi, boshqa materiallar uchun esa u kamayadi. Gap shundaki, makromolekulalarning issiqlik harakati va ularning yuqori elastiklikdagi bog'lanishlari tufayli ular buralib qoladi, bu esa polimerning deformatsiyasini oldini oladi. Bu qarshilik qanchalik katta bo'lsa, harorat shunchalik yuqori bo'ladi, chunki harorat oshishi bilan makromolekulalarning termal harakati kuchayadi. Polimerlarning yuqori elastik holatdagi deformatsiyasining tabiati deformatsiya tezligiga, ya'ni yukni qo'llash tezligiga bog'liq. Yuqori elastiklikning namoyon bo'lishi molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlarini engish uchun vaqt talab qilganligi sababli, yuqori kuchlanish tezligida yuqori elastiklik o'zini namoyon qilish uchun vaqt topa olmaydi va material shishasimon tana kabi harakat qiladi. Dinamik yuklarda va past haroratlarda ish sharoitida elastiklikni saqlab turishi kerak bo'lgan mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun polimerlardan foydalanishda buni hisobga olish kerak. 16 Polimerning harorati shisha o'tish haroratidan pastga tushirilganda, rasmdan ko'rinib turganidek, unga hech qanday mexanik ta'sir ko'rsatilmaydi. 2.1, deformatsiyaning o'zgarishi. Bunday haroratda makromolekulalar konformatsion o'zgarishlarga qodir emas va polimer nafaqat yopishqoq oqimga, balki yuqori elastik deformatsiyaga ham qobiliyatini yo'qotadi. Bu polimerning shishasimon holatda ekanligini bildiradi. Polimerlar va past molekulyar og'irlikdagi moddalarning shisha o'tish jarayonlari o'rtasidagi farqni ta'kidlash kerak. Past molekulyar suyuqlikning shisha o'tishi butun molekula harakatchanligini yo'qotganda sodir bo'ladi. Polimerning shishasimon holatga o'tishi uchun makromolekulaning segmentlari tomonidan ham harakatchanlikni yo'qotish kifoya. Past molekulyar suyuqliklarda shisha o'tish va mo'rtlik harorati amalda bir-biriga to'g'ri keladi, polimerlarda esa ular har xil, bu ularning harakatchanligining ba'zi makromolekulalari shishasimon holatda saqlanishi bilan izohlanadi. Shishasimon holatda bo'lgan polimerning sezilarli deformatsiyalarga (ba'zan bir necha yuz foizgacha) qodir bo'lishi odatiy hol emas. Bu majburiy yuqori elastik deformatsiya deb ataladi, bu ularning bir-biriga nisbatan harakati bilan emas, balki egiluvchan makromolekulalar shaklining o'zgarishi bilan bog'liq. Majburiy bo'lgan bunday deformatsiya polimer qizdirilganda, shisha o'tish haroratidan yuqori haroratda makromolekulalarning harakatchanligi ortib, ular dastlabki konformatsion holatiga qaytganda yo'qoladi. Polimer materiallarning majburiy elastikligi va metallarning sovuq oqimi o'rtasida taqqoslash kerak. Ikkala jarayon ham materiallar qattiq holatda bo'lganda sodir bo'ladi. Biroq, majburiy yuqori egiluvchanlikni ko'rsatadigan polimer namunasi qizdirilganda uning shakli va o'lchamlarini tiklaydi. Bu "aqlli" shakl xotira polimerlarini yaratish uchun asosdir. Polimerlardan farqli o'laroq, sovuq holatda chizilgan, ya'ni sovuq oqim ko'rsatgan metallarni isitish ularning shakli va o'lchamlarini tiklashga imkon bermaydi. Shuni ta'kidlash kerakki, ba'zi polimerlar uchun quyilish nuqtasini, ba'zan esa shisha o'tish haroratini aniqlash mumkin emas, chunki qizdirilganda bunday 17 polimerlarning termal yo'q qilinishi ular yopishqoq oqim yoki yuqori elastik holatga o'tishga ulgurmasdan sodir bo'ladi. . Bunday polimerlar faqat shishasimon holatda bo'lishi mumkin. Masalan, tabiiy polimer tsellyuloza, shuningdek, uning asosidagi bir qator efirlar (xususan, ballistik kukunlarning asosi bo'lgan nitroselüloza kabi texnik jihatdan muhim). Zamonaviy ilm-fan polimerlarning shisha o'tishini va oqim haroratini nazorat qilish imkonini beradi. Shunday qilib, nitrotsellyulozaning nitrogliserin bilan plastifikatsiyasi shishaning o'tish va suyuqlik haroratini pasaytiradi va bu polimerni ma'lum shakl va o'lchamdagi mahsulotlarga qayta ishlash uchun sharoit yaratadi. Yopishqoq holat ular asosan polimerlarni ekstruziya, quyma, pnevmatik kalıplama va boshqalar bilan qayta ishlash uchun ishlatiladi. Molekulyar-kinetik nuqtai nazardan (4.2.2-kichik bandga qarang) yopishqoq oqim holatida polimerlarda makromolekulyar sariqlarning o'zaro siljishi tufayli qaytarilmas oqim deformatsiyasi rivojlanadi. Amalda, polimer suyuqliklar yoki eritmalarda oqim deformatsiyasidan tashqari, yuqori elastik va elastik deformatsiyalar, polimerni qayta ishlash jarayonida uning oqimi yakuniy mahsulotlarning o'lchov barqarorligi va ularning iste'mol xususiyatlarining pasayishiga olib keladi. Amorf polimerlar uchun yopishqoq oqim holatiga o'tish quyilish nuqtasida kuzatiladi T t(4.2.3-kichik bandga qarang), uning qiymati polimerning molekulyar og'irligiga bog'liq (4.7-rasmga qarang). Bir qator polimerlar uchun molekulyar og'irlikning oshishi bilan quyilish nuqtasi materialning termal degradatsiyasi haroratidan oshib keta boshlaydi, bu esa uni qayta ishlashni imkonsiz qiladi. Oddiy misol - poli(metilmetakrilat), ular uchun depolimerizatsiya jarayonlari 200 ° C atrofida sodir bo'ladi. Shu munosabat bilan, ekstruziya va quyish usullari faqat molekulyar og'irligi etarlicha past bo'lgan (200 000 dan ortiq bo'lmagan) polimetil metakrilat uchun qo'llaniladi, buning uchun T t 200°C. Polimerlarning yopishqoq-oqim holatidagi fizik-mexanik harakati Nyuton qonunini qoniqarli tarzda tavsiflaydi ((4.2) ifodaga qarang), bunda proportsionallik koeffitsienti r) (qovushqoqlik) polimerning tashqi kuchga chidamliligini 18 tavsiflaydi. Umumiy holatda Nyuton qonuniga bo'ysunuvchi suyuq muhit deyiladi Nyuton. Biroq, haqiqiy polimerlar eritmalarining harakati ancha murakkab. Yopishqoq oqim holatidagi polimer uchun yopishqoqlikning stressga bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. 4.23. I hududlarda (viloyat eng katta yangi -guruch. 4.23 yangi yopishqoqlik) va III (hudud eng past Nyuton yopishqoqligi) polimer oqimi Nyuton qonuniga bo'ysunadi ((4.2) tenglamaga qarang). II hududda (viloyat yopishqoqlik anomaliyalari) viskozite stressga juda bog'liq, ya'ni. Ushbu kuchlanish oralig'idagi yopishqoq oqimni tasvirlash uchun Nyuton qonuni qo'llanilmaydi. Kuzatilgan viskozite anomaliyasi qo'llaniladigan stress tufayli yuzaga keladigan tarkibiy o'zgarishlar majmuasi bilan bog'liq. Strukturadagi bunday o'zgarishlar, birinchi navbatda, molekulalararo va segmentlararo jismoniy o'zaro ta'sirlar bilan barqarorlashtirilgan fluktuatsiya tarmog'ini yo'q qilishni (4.21-bandga qarang). Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, eng yuqori Nyuton yopishqoqligi mintaqasi "tuzilgan" polimerik suyuqlik oqimiga to'g'ri keladi va eng past Nyuton qovushqoqligi mintaqasi vayron qilingan fluktuatsiya tuzilmasi bo'lgan polimerik suyuqlik oqimiga to'g'ri keladi. Yopishqoqlikning haroratga bog'liqligi viskoz oqimning faollashuv energiyasini hisobga olgan holda eksponensial bog'liqlik bilan tavsiflanadi. E a. Molekulyar og'irlik oshgani sayin M viskoz oqimning faollashuv energiyasi ortadi. Biroq, molekulyar og'irlikning segment kattaligi bilan solishtirish mumkin bo'lgan kritik qiymati oshib ketganda, faollashuv energiyasi chegara qiymatiga etadi va molekulyar og'irlikga bog'liq bo'lishni to'xtatadi. Bu xatti-harakat shuni ko'rsatadiki, oqim davomida makromolekulyar sariqlarning o'zaro siljishi yoki ularning massa markazlarining nisbiy siljishi polimer zanjiri segmentlarining o'zaro bog'liq siljishlari orqali amalga oshiriladi. Tabiiyki, segmentlarning translatsiya harakati bilan bog'liq bo'lgan oqimning elementar aktining faollashuv parametrlari makromolekulaning molekulyar og'irligiga bog'liq emas. Biroq, yopishqoqlikning mutlaq qiymati sezilarli darajada unga bog'liq. Makromolekulyar g'altakning massa markazining qaytarilmas siljishi 19 uchun bir qator segmentlarning muvofiqlashtirilgan siljishi kerak. Zanjir qanchalik uzun bo'lsa, buning uchun bunday harakatlarning ko'pligi talab qilinadi. Nazariy hisob-kitoblar va eksperimental ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, yopishqoqlikning molekulyar massaga umumiy bog'liqligi ikki qismga bo'linadi. Past molekulyar og'irliklarda r ~ M. Muayyan kritik qiymatga erishgandan so'ng, molekulyar og'irlik yopishqoqlikka kuchli ta'sir qiladi, u-M 3,5. Kuzatilgan xulq- atvorning sabablaridan biri shundaki, makromolekulalarning uzunligi oshgani sayin, umumlashtirilgan lasan shakllanishi bilan bog'lanishlar tarmog'i (4.2.1- kichik bo'limga qarang) hosil bo'ladi. 20 II bob: Polimerlarning tuzilishi va turli holatlardagi turlari Polimerlar - ko'p sonli bir xil yoki teng bo'lmagan atom guruhlari ko'proq yoki kamroq muntazam ravishda almashinadigan, kimyoviy bog'lanishlar bilan chiziqli yoki tarmoqlangan zanjirlarga, shuningdek fazoviy tarmoqlarga bog'langan birikmalardir. Qayta-qayta takrorlanuvchi guruhlanishlar monomer birliklari, birliklardan tashkil topgan yirik molekulalar esa makromolekulalar yoki polimer zanjirlari deyiladi. Zanjirdagi bo'g'inlar soni polimerlanish darajasi bo'lib, "n" harfi bilan belgilanadi. Polimerning nomi monomer nomi va "poli" prefiksidan iborat. Xuddi shu monomerlardan tuzilgan polimerlar gomopolimerlar deyiladi. Past molekulyar birikmalar bilan solishtirganda, polimerlar bir qator xususiyatlarga ega: ular faqat kondensatsiyalangan qattiq yoki suyuq holatda bo'lishi mumkin; polimer eritmalari yuqori viskoziteye ega; erituvchi chiqarilganda polimerlar past molekulyar birikmalar kabi kristallar shaklida emas, balki plyonkalar shaklida ajratiladi; polimerlarni yo'naltirilgan holatga aylantirish mumkin; ko'pgina polimerlar katta teskari deformatsiyalar va boshqalar bilan tavsiflanadi. Polimerlarning o'ziga xos xususiyatlari ularning tuzilishining o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq bo'lib, ularning asosiy parametrlarini bilish ularni tartibga solishning ilmiy asoslangan usullarini yaratish uchun zarurdir. 2.1 Makromolekulalar turlari Polimerlar xossalarining o'ziga xosligi ularning makromolekulalari tuzilishi bilan bog'liq. Makromolekulalar shakliga ko'ra polimerlar chiziqli, tarmoqli, narvonli va tarmoqlilarga bo'linadi. Chiziqli makromolekulalar uzun zigzag yoki spiral zanjirlardir. tarvaqaylab ketgan makromolekulalar yon shoxlari mavjudligi bilan ajralib turadi. Zina makromolekulalar kimyoviy bog'lar bilan bog'langan ikkita zanjirdan iborat. 21 Fazoviy polimerlar makromolekulalarning bir-biri bilan ko‘ndalang yo‘nalishda kimyoviy bog‘lar orqali o‘zaro bog‘lanishi natijasida hosil bo‘ladi. O'ziga xos xususiyat polimer molekulalari hisoblanadi moslashuvchanlik. Zanjirning egiluvchanligi - bu bo'g'inlarning termal harakati yoki polimer joylashtirilgan tashqi maydon ta'sirida uning shaklini o'zgartirish qobiliyati. U polimerlarning kristallanish qobiliyatini tavsiflaydi, erish harorati oralig'ini, elastik, elastik va boshqa xususiyatlarni aniqlaydi. Tuzilishi va haroratga munosabatiga ko'ra polimerlar termoplastik va termosetga bo'linadi. termoplastik - qizdirilganda kimyoviy bog'larning o'zaro bog'lanishi hosil bo'lmaydigan va ma'lum bir haroratda yumshab, qattiq holatdan plastik holatga o'tadigan polimerlar. termoset - shakllanishining birinchi bosqichida chiziqli tuzilishga ega bo'lgan polimerlar, keyin esa oqim tufayli kimyoviy jarayonlar fazoviy tarmoqlarni hosil qiladi, qattiqlashadi va erimaydigan va erimaydigan holatga o'tadi. Sintetik polimerlar past molekulyar og irlikdagi moddalardanʻ (monomerlardan) polimerlanish, polikondensatsiya, sopolimerlanish reaksiyalari, shuningdek, boshqa tabiiy va sintetik polimerlarni kimyoviy o zgartirish yo li bilan ʻ ʻ olinadi. Polimerizatsiya - bir nechta monomerlarni birlashtirish jarayoni, bu qo'shimcha mahsulotlarning chiqarilishi bilan birga kelmaydi va elementar tarkibini o'zgartirmasdan davom etadi. Polimerizatsiya natijasida polietilen, polistirol, polivinilxlorid va boshqalar kabi polimerlar olinadi. Polikondensatsiya - eng oddiy past molekulyar og'irlikdagi moddalarni (H 2 O, Hcl va boshqalar) chiqarish bilan birga bir nechta monomerlarni birlashtirish jarayoni. Polikondensatsiya fenol-formaldegid smolalarini hosil qiladi. sopolimerizatsiya - ikkita yoki polimerizatsiyasi Ko'proq turli tuzilmalarning monomerlari. Sopolimerizatsiya natijasida etilen-propilen sopolimerlari hosil bo'ladi. 2.2 Polimerlarning fazaviy holatlari 22 Polimerlar ikki fazali holatda bo'lishi mumkin: kristall va amorf (suyuq). Polimerlar gazsimon fazada bo'lolmaydi, chunki qaynash nuqtasi parchalanish haroratidan ancha yuqori. kristalli faza holati atomlar va molekulalarning joylashuvida uch o'lchovli uzoq masofali tartib mavjudligi bilan tavsiflanadi. Uzoq masofali tartib - molekulalar hajmidan yuzlab va minglab marta kattaroq masofalarda kuzatiladigan tartib. Suyuqlik (amorf) faza holati kristalli strukturaning yo'qligi bilan tavsiflanadi. Amorf holatda qisqa masofali tartib kuzatiladi - molekulalarning o'lchamiga mos keladigan masofalarda kuzatiladigan tartib. Berilgan molekula yaqinida uning qo'shnilari ma'lum bir tartibda joylashishi mumkin, ammo qisqa masofada bu tartib yo'q. 2.3 Polimerlarning kristal holati Nakromolekulalar atomlari, bo g inlari va zanjirlarining joylashishida uzoqʻ ʻ masofali uch o lchovli tartib mavjudligi bilan tavsiflangan faza holati. Kristal ʻ holatga o'tish imkoniyati zanjirning konformatsion qayta joylashuvi uchun etarli darajada moslashuvchanlik darajasiga ega bo'lgan stereoregular tarzda tuzilgan makromolekulyar zanjirlarga xos bo'lib, tartibli tartibga olib keladi. O'tishning zaruriy sharti, shuningdek, makromolekulada katta hajmli yon o'rinbosarlarning yoki yon shoxlarning yo'qligi hisoblanadi. Polar guruhlarning mavjudligi odatda molekulalararo tortishish kuchayishi tufayli kristall holatga o'tishga yordam beradi. Kristal holati polietilen, polipropilen, poliamidlar, polietilentereftalat, politetrafloroetilen va boshqalar kabi sanoat uchun muhim polimerlarda mavjud. Ba'zi polimerlar suyuq kristall holatga o'tishi mumkin (qarang Suyuq kristalli polimerlar). Polimerlarning kristall holatga o'tishi - kristallanish polimer eritmalari sovutilganda yoki ularni eritmalardan cho'ktirishda, shuningdek elastomerlarning bir o'qli tarangligida sodir bo'ladi. Kristallanish - har bir polimerga xos bo'lgan harorat va o'tish issiqligi bilan birinchi darajali fazali o'tish; bu xususiyatlar kalorimetrik usullar bilan aniqlanadi. Eritmalardan kristallanish keng harorat 23 oralig'ida - shisha o'tish haroratidan muvozanat erish haroratiga qadar amalga oshiriladi; eritmadan kristallanish tezligining haroratga bog'liqligi maksimal bo'lgan egri chiziq bilan ifodalanadi. Polimerlarning kristallanishi jarayonida tartibsiz (amorf) tuzilishga ega bo'lgan hududlar doimo saqlanib qoladi, shuning uchun polimerlarni tavsiflash uchun kristallik darajasi tushunchasi qo'llaniladi. Kristallanish darajasi ajralmas amorf va kristal fazalarning hajm nisbatini ko'rsatadi, polimerning tabiatiga va uning zanjirining tuzilishiga, kristallanish sharoitlariga va tashqi ta'sirlarga bog'liq. Masalan, polimerning tavlanishi yoki bir o'qli tarangligi natijasida kristallanish darajasi ortadi. Polimerlarning kristallik darajasi odatda 20-80% ni tashkil qiladi (polivinilxlorid uchun 10% dan kam, polietilen uchun taxminan 80%). Kristallik darajasi odatda polimerning zichligi bilan baholanadi. Polimer strukturasining kristall holatidagi eng oddiy elementi kristalli hujayra (o'lchami 5 nm gacha). Rentgen usullari strukturaviy tahlil barcha ma'lum polimerlar uchun kristall tarkibiga kiruvchi makromolekulalarning hujayra parametrlari va konformatsiyasini aniqlash imkonini beradi. Polimerlarning kristall holati polimorfizm ehtimoli bilan tavsiflanadi, ya'ni kristallanish sharoitiga qarab har xil turdagi birlik hujayralar hosil bo'ladi. Polimerlarning kristall holati kristallarning yuqori darajadagi nuqsonlari bilan tavsiflanadi. Xuddi shu makromolekulyar zanjir ikkala kristalitga ham - uzunligi 50 nm gacha bo'lgan yuqori tartibli kristalli hududlarga va amorf hududlarga kirishi mumkin. Ko'pgina hollarda, polimer zanjirlari kristalitlarga spiral shaklida kiradi; identifikatsiya davri bir nechta burilishlarni o'z ichiga olishi mumkin. Polimerlarning kristall holatida turli xil supramolekulyar tuzilmalar hosil bo'ladi. Eng keng tarqalgan lamellar va fibrillar tuzilmalar. Lamellalar (plitalar) makromolekulalarning katlamli konformatsiyasi bilan ajralib turadi, polimer zanjirlari lamellar yuzasiga perpendikulyar joylashgan va lamellarning qalinligi 25-100 mkm ga etadi. Lamelli kristallar odatda sekin kristallanish yo'li bilan olinadi. Fibrilla - uzunligi 10 mkm gacha bo'lgan ip yoki lenta shaklida o'zgaruvchan kristalli va amorf hududlarga ega bo'lgan va tasavvurlar taxminan 24 kristallitlar o'lchamiga teng bo'lgan supramolekulyar shakllanish. Makromolekulyar zanjirlar fibril o'qiga parallel ravishda yo'naltirilgan. Kristallarning fibrillyar shakli polimerlarning yo'naltirilgan holatiga xosdir va ba'zi biopolimerlarning ikkilamchi tuzilishiga xosdir. Polimerlarning monokristallar va sferulitlar kabi murakkab supramolekulyar tuzilmalari lamellar va fibrillalardan qurilgan. Yagona kristallar suyultirilgan polimer eritmalaridan cho'kish paytida hosil bo'ladi. Yagona kristallar odatda qalinligi 10-20 nm bo'lgan lamellardan qurilgan. Polimerlarning kristall holatdagi eng yirik strukturaviy shakllanishlari (kattaligi bir necha mm gacha) - sferulitlar - sferik simmetrik shakllanishlar odatda fibrillalardan qurilgan tipik polikristallardir. Radial simmetriya tufayli sferulitlar anizotropiyaga ega optik xususiyatlar. Sferulitlar odatda yuqori yopishqoq eritmalardan kristallanish jarayonida hosil bo'ladi. Ba'zi biopolimerlar globulyar kristallar hosil qilishi mumkin, ularda kristall panjara joylari alohida makromolekulalar tomonidan buklangan (globulyar) konformatsiyalarda hosil bo'ladi. Polimerlarning kristall holatdagi tartib darajalari elektron mikroskopiya yoki strukturaviy tahlil usullari, xususan, kichik va keng burchakli sochilish (turli uzunlikdagi to'lqinlar - rentgen nurlaridan optik diapazongacha) yordamida o'rganiladi. har xil turdagi strukturaviy elementlarning o'lchamlarini taxmin qilish. Polimerlarning kristall holatida makromolekulalarning fazoviy tuzilishini aniqlash uchun NMR usullari, mexanik va dielektrik spektroskopiyadan foydalaniladi. Kristallik darajasi polimerlarning fizik xususiyatlariga (zichlik, qattiqlik, o'tkazuvchanlik va boshqalar) ta'sir qiladi. Polimerning kristall holatdagi xossalari uning kristall va amorf fazalariga xos xususiyatlarning kombinatsiyasi bilan aniqlanadi. Natijada, kristalli polimer materiallar katta deformatsiyalar qobiliyati bilan birga yuqori quvvatga ega. Lit .: Vunderlich B. Makromolekulalar fizikasi. M., 1976. T. 1; Bartenev G. M., Frenkel S. Ya. Polimerlar fizikasi. L., 1990 yil. 25 Fizik holatiga ko'ra polimerlar quyidagilarga bo'linadi amorf va kristall. Amorf holat makromolekulalarning joylashishida tartibsizlik bilan tavsiflanadi. Tarmoqli va to rli polimerlar odatda amorf bo ladi.ʻ ʻ Polimerlarning kristalliligi ostida makromolekulalarning alohida bo'limlarining tartibli joylashishi tushuniladi. Faqat stereoregular chiziqli polimerlar kristallanish qobiliyatiga ega. Kristalli va amorf polimerlarning xossalari sezilarli darajada farqlanadi. Masalan, kristalli polimerlar, amorflardan farqli o'laroq, o'ziga xos erish nuqtasiga ega. Amorf polimerlar yumshatuvchi haroratlar hududi, ya'ni qattiq holatdan suyuq holatga bosqichma-bosqich o'tish hududi bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, amorf chiziqli polimerlar qizdirilganda avval yumshab, yopishqoq suyuqlik hosil qiladi. Haroratning yanada oshishi polimerni yo'q qilishga, yo'q qilishga olib keladi. Amorf polimerlar uchun haroratga (va mexanik kuchlanishning kattaligiga) qarab, uchta fizik (deformatsiya) holat mumkin: shishasimon, yopishqoq Va yuqori elastik Polimerlarning amaliy qo'llanilishi ushbu polimerning foydalanish haroratida ushbu holatlardan qaysi biri bilan belgilanadi. Shishasimon polimerlar nisbatan kichik elastik (qaytariladigan) deformatsiyalar (1-10%) bilan tavsiflanadi. Plastmassalar ishlab chiqarishda shishasimon holatdagi polimerlardan foydalaniladi. Yopishqoq oqim holati odatda yuqori haroratlarda amalga oshiriladi va polimerlarni mahsulotga qayta ishlash uchun ishlatiladi. Barcha kauchuklar ish sharoitida yuqori elastik holatda. Bu holat faqat yuzlab foiz teskari deformatsiyalanishi mumkin bo'lgan polimerlar uchun xosdir. To'rli polimerlar xossalari bo'yicha chiziqli va tarvaqaylab ketgan polimerlardan keskin farq qiladi. Ular kristallanmaydi, erituvchilarda erimaydi, parchalanmasdan erimaydi va yuqori mexanik kuchga ega. Bu ularning makromolekulalari ko'p miqdordagi kimyoviy bog'lar bilan bog'langanligi bilan izohlanadi, ularning uzilishi juda ko'p energiya talab qiladi. Harorat effekti Isitishga nisbatan polimerlar ikki guruhga bo'linadi - termoplastik va termoset. Termoplastik polimerlar qizdirilganda yumshay oladi va sovutilganda 26 qattiqlashadi, barcha fizik va kimyoviy xossalarini saqlab qoladi. Bunday polimerlarga polietilen, polistirol, polivinilxlorid, poliamidlar kiradi. Termosetting polimerlarni plastik holatga o'tkazib bo'lmaydi, chunki. qizdirilganda ular butunlay qulab tushadi yoki yangi, hatto kuchliroq va qattiqroq tuzilmalar hosil bo'lishi bilan qayta polimerlanadi. Termoset polimerlarga fenol-formaldegid, karbamid va poliester smolalari misol bo‘la oladi. Polimerlar va ular asosidagi materiallardan foydalanganda ularning mexanik xususiyatlari muhim ahamiyatga ega. Polimerlarning mexanik mustahkamligi ularning molekulyar og'irligi oshishi bilan, chiziqli tuzilmalardan tarmoqli va tarmoqli tuzilmalarga o'tish jarayonida ortadi. Stereoregulyar polimerlar tartibsizlarga qaraganda yuqori quvvat bilan ajralib turadi. Polimerning kristall holatga o'tishida kuchning oshishi sodir bo'ladi. Plomba moddalarini (masalan, bo'r, uglerod qora, grafit, metall va boshqalar) kiritish orqali polimerning mexanik kuchini oshiring va turli plastmassalarni oling. 27 Xulosa Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, Polimerlarning mexanik xossalari ularning eng asosiy va ahamiyatli xossalaridandir. Shuning uchun har xil sharoitda mexanik xossalarni o’rganib, polimerning qanday holatda ekanligini va sanoatning qaysi tarmog’ida ishlatilishi mumkinligini aytsa bo’ladi. Agar uy haroratida shishasimon holatdagi amorf polimer namunasini olib, uning har xil haroratda deformasiyaga uchrashini ko’zdan kechirsak, qarayib hamma polimerlarning shishasimon yuqori elastik va qovushoq-oquvchan holatlarda bo’la olishini ko’ramiz. Polimerning bu xossasi termomexanik xossa deb, olingan grafik esa termomexanik grafik deb ataladi. Odatda, past haroratda barcha polimerlar shishasimon holda bo’ladi. Polimerlarning bunday holatda bo’lish temperaturasi ularning tabiatiga (kimyoviy tarkibi, molekulyar og’irligi va molekulasining shakli, funksional gruppalarining xossalariga) bog’liq bo’lib, bu temperatura har xil polimerlar uchun keng ko’lamda o’zgaradi. Bunday shishasimon polimer sekin-asta isitilganda o’zining boshlang’ich holatini saqlaydi va kuch ta’sirida juda kam darajada deformasiyalanadi. Ta’sir etuvchi kuch olinganda bu deformasiya tez yo’qoladi va polimer o’zining boshlang’ich shakliga qaytib keladi. Lekin temperatura ortishi bilan polimerning deformasiyalanishi osonlashib boradi va ma’lum temperaturada u yumshoq holatga utib, juda katta darajada deformasiyalana oladigan bo’lib qoladi. Polimerda shishasimon holatning yo’qolish temperaturasi polimerning shishalanish temperaturasi deyiladi va T sh bilan belgilanadi. Polimer shishalanish temperaturasidan yuqorida elastik holatda bo’ladi. Bu vaqtda u katta darajada deformasiyalanadi va bu xossasini ma’lum temperaturagacha saqlab turadi. Ta’sir etuvchi kuch olib tashlanganda, deformasiya asta-sekin yo’qoladi va ma’lum vaqt ichida polimer o’zining boshlang’ich shakliga keladi. Temperatura yanada oshirilsa, polimer qovushoq- oquvchan holatga o’tadi; bu temperatura polimerning oqish temperaturasi deyiladi va T oq bilan belgilanadi. Barcha uch holatdagi polimerlarning o’ziga xos mexanik xossalari bo’ladi. 28 Foydalanilgan adabiyotlar 1. Sh. Sh. Xudoyberdiyev, O. I. Radjabov., “Yuqori molekulyar birikmalar fizikasi va kimyosi (II-qism)” 2. Sh. Sh. Xudoyberdiyev, O. I. Radjabov., “Yuqori molekulyar birikmalar fizikasi va kimyosi (I-qism)” 3. Polimerlar kimyosi va fizikasi (M.Asqarov, I.Ismoilov) 4. Polimerlar kimyosidan praktikum (O_.Musayev va b.) Askarov M. A., Jalilov A. T., Sintez ionogennix polimerov, T., 1978; Ismoilov I. I., Jalilov A. T., Askarov M. A., Ximicheski aktivnie polimeri i oligomeri, T., 1993; Maxsumov A. S, Ismoilov I. I., Polimernie soli: sintez, svoystva, primeneniye, T., 2002 5. Yuqori molekulyar birikmalar.Babayev.B.( Yuqori molekulyar birikmalar. ii-qism. dexqanov r.) 6. N.A.Parpiyev, H.R.Rahimov, A.G.Muftaxov. asoslari. Toshkent. «O'zbekiston». 2000 y.Anorganik kimyo nazariy 7. Q.Ahmerov, A.Jalilov, R.Sayfutdinov Umumiy Toshkent. «O'zbekiston» 2003 y.va anorganik kimyo. 8. Y.M.Maqsudov. "Polimer materiallarni sinash bo'yicha amaliyot". Toshkent, "O'qituvchi", 1984 yil 8-22, 27-42-betlar 9. Y.M.Maqsudov. "Polimer materiallarni sinash bo'yicha amaliyot". Toshkent, "O'qituvchi", 1984 yil 43-107-betlar 10. M.A. Asqarov, I.I Ismoilov. “Polimerlar kimyosi va fizikasi”., Toshkent <<O’zbekiston>> Nashriyoti-matbaa ijodiy uyi., 2004 29

Polimerlarning fizik xolatlari_ORGANIK POLIMERLANISH_UMUMIY KIMYO_ORGANIK KIMYO

Купить