Polimerlarning fizik xolatlari

Dokument ma'lumotlari

Narxi	10000UZS
Hajmi	147.0KB
Xaridlar	0
Yuklab olingan sana	09 Avgust 2024
Kengaytma	docx
Bo'lim	Kurs ishlari
Fan	Kimyo

Sotuvchi

Diyorbek

Ro'yxatga olish sanasi 29 Fevral 2024

98 Sotish

Polimerlarning fizik xolatlari

Sotib olish

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

Sotib olish

Dokument ma'lumotlari

Sotuvchi

Polimerlarning fizik xolatlari

O'xshash dokumentlar