Polimerlarning fizikaviy-kimyosi. Polimerlarning bukiluvchanligi

Dokument ma'lumotlari

Narxi	15000UZS
Hajmi	212.7KB
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

175 Sotish

Polimerlarning fizikaviy-kimyosi. Polimerlarning bukiluvchanligi

Sotib olish

MUNDARIJA
KIRISH…………………………………………………………………………….3
I BOB: POLIMERLARNING FIZIKAVIY KIMYOSI VA ULARNI OLISH
TURLARI
1.1 Polimerlarning fizik holatlari………………………………………..
…………..5
1.2 Polimerlarni olish usullari va turlari……………………………………………
11
II BOB: POLIMERLARNING KIMYOVIY XOSSALARI
2.1 Polimerlarning kimyoviy xossalarining o`ziga xosligi…………………...……
21
2.2 Polimer zanjirining konformasiyasi. Zanjir bukiluvchanligi………….………27
XULOSA…………………………………………………………………..……..31
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR…………………………….
…………..32
2

KIRISH
Har qanday fan kabi polimerlar kimyosining ham o`z tili, atamalari bor. Poli-
ko`p, meros- o`lcham demakdir. polimerlarning molekulyar massasi juda katta,
ulkan bo`ladi. Ularning aniq ilmiy nomi- yuqorimolekulali birikmalar. Uning
qisqaroq "polimer" deb ataluvchi sinonimik fan, texnika va hayotda ko`p
ishlatiladi. Polimerlar molekulasi juda katta molekulyar massaga ega bo`lgani
uchun makromolekula deb ataladi.
Polimerlar deb makromolekulasi zanjirsimon tuzilishga ega bo`lib, ko`p marta
qaytaruvchi atomlar guruhi (bo`g`in)lardan tashkil topgan yuqorimolekulali
birikmalarga aytiladi. Polimerlarni monomer deb ataluvchi quyi molekulali
moddalardan sintez qilib olinadi. Polimer makromolekulasining tarkibiga kirgan va
uning ko`p marta qaytaruvchi atomlar guruhini tashkil qilgan "monomer" bo`g`ini
yoki oddiy bo`g`in deb ataladi. Bo`g`inning kimyoviy brutto formulasi
monomernikiga teng. Makromolekuladagi bo`g`inlar soni makromolekulaning
nechta monomerni kimyoviy bog`lab sintez qilinganini bildiradi. Shuning uchun
makromalekulalarning bo`g`inlar soni "n" polimerlanish darajasi deyiladi.
(Polimerlanish- monomerlardan polimerlarni sintez qilish usulidir). Odatda n-
10,100,1000 va undan ham katta bo`lishi mumkin.
Polimer materiallar, jismlar va moddalarning xossalari ularni tashkil qilgan
makromolekulalarning eng asosiy xarakteristikasi ikkita: kimyoviy tuzilishi (tabiati
va tarkibi) va kattaligi- molekulyar massasi. Ana shu o`lchamning xususiyatlari va
imkoniyatlari jihatidan ham polimer moddasi oddiy moddalardan ancha farq qiladi.
Polimerlarning tuzilishi shunchalik xilma-xilki ularni bu xarakteristikasini uni
kimyoviy belgilariga qarab sinflarga bo`lmasdan tushunib olish qiyin.
Makromolekulasining asosiy zanjirini tashkil qilgan elementlarga qarab 2
guruhga bo`linadi:
a) faqat uglerod atomidan tashkil topgan bo`lsa- karbozanjirli polimerlar
deyiladi — С —С — С — С — С —.
b) asosiy zanjirni tashkil qilgan atomlar 2 va undan ortiq elementdan iborat
bo`lsa polimerni geterozanjirli polimerlar deb yuritiladi.
3

Oqsil va sintetik poliamidlar makromolekulalarining asosiy zanjiri 3 xil
element S, H, N atomlaridan, mochevina-formaldegid smolasi va poliamidlarniki 3
xil S, O va N atomlaridan atomlaridan tashkil topgan.
Polimerlar makromolekulasidagi bo`g`inlar bir xil bo`lsa- gomopolimerlar,
har xil bo`lsa- sopolimerlar deyiladi.
Makromolekulalarning kimyoviy tuzilishi- konfigurasiyasiga oid yana bir
omil- bo`g`inlarning o`zaro tuzilishi, ya'ni makromolekula stereoizomeriyasidir.
Ma'lumki, uglerod atomidagi o`rinbosarlar 2 xil bo`lsa (R va H, yoki R1 va R2)
uglerod atomi asimmetrik atom bo`lib, u L- yoki D- shaklda (o`ng va chapga
buruvchi) bo`la oladi.
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 32 betni tashkil etadi.
4

I BOB: POLIMERLARNING FIZIKAVIY KIMYOSI VA ULARNI OLISH
TURLARI
1.1 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
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
5

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
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.
6

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.
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
7

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.
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.
8

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
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).
9

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
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
10

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
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-
11

$atvorning sabablaridan biri shundaki, makromolekulalarning uzunligi oshgani sayin, umumlashtirilgan lasan shakllanishi bilan bog'lanishlar tarmog'i (4.2.1- kichik bo'limga qarang) hosil bo'ladi. 1.2 Polimerlarni olish usullari va turlari Polimerlar polimerlanish, polikondensatsiya, shuningdek, makromolekulalarning kimyoviy transformatsiyasi yordamida olinadi. Polimerizatsiya – Bu kovalent bog'lanishlarni qayta tashkil etish orqali monomer molekulalarining o'sib borayotgan zanjirga ketma-ket ulanishi orqali polimer hosil bo'lish reaktsiyasi. Polimerlanish, asosan, ko'p (ikki yoki uch) bog'langan yoki siklik birikmalarga ega bo'lgan birikmalar uchun xarakterlidir. Polimerlanish jarayonida monomer molekulalarida ko‘p bog‘lar uziladi yoki sikllar ochiladi, so‘ngra bu molekulalar o‘rtasida kimyoviy bog‘lar hosil bo‘lib, polimerlar hosil bo‘ladi. Ishtirok etgan monomerlar soniga ko'ra ular ajralib turadi gomopolimerizatsiya(bir turdagi monomerning polimerizatsiyasi) va sopolimerizatsiya(ikki yoki undan ortiq turli monomerlarning sopolimerlanishi). Gomopolimerizatsiya reaktsiyasiga misol sifatida teflon (ftoroplast) ishlab chiqarish mumkin: nCF 2 \u003d CF 2  (-CF 2 -CF 2 -) n tetrafloroetilen politetrafloroetilen Sopolimerlar har bir monomerdan olingan polimerlarning xossalarini birlashtiradi. Shuning uchun sopolimerizatsiya kerakli xususiyatlarga ega polimerlarni sintez qilishning samarali usuli hisoblanadi. Stirol-butadienli kauchuk sopolimerlanish reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi: 2 n CH2 CH CH CH 2 + nCH CH (CH2 CH CH CH2 CH2 CH) n butadien-1,3 stirol butadien stirol kauchuk Polikondensatsiya – bu ikki yoki undan ortiq funktsional guruhlarga ega bo'lgan monomerlardan polimerlar hosil bo'lish reaktsiyasi bo'lib, bu guruhlar 12$

tufayli past molekulyar og'irlikdagi mahsulotlar (H 2 O, NH 3, HCl va boshqalar)
ajralib chiqadi.
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);
13

– sun'iy, tabiiy polimerlarni kimyoviy modifikatsiya qilish orqali olinadi
(trinitroselüloza, asetat va viskoza tolasi, xlorli tabiiy kauchuk, kauchuk);
– 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.
14

Biopolimerlar: Biopolimerlar tabiiy makromolekulyar birikmalar. Bularga
polisaxaridlar, poliizoprenlar, polipeptidlar, oqsillar, nuklein kislotalar kiradi.
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.
15

Proteinlarda to'rtta tuzilish darajasi mavjud:
– 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:
16

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.
17

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.
18

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.
19

Sopolimerizatsiya usulining afzalligi shundaki, komponentlar orasidagi
nisbatni o'zgartirish orqali kauchukning xususiyatlarini nazorat qilish mumkin.
20

$II BOB: POLIMERLARNING KIMYOVIY XOSSALARI Polimerlarning kimyoviy o’zgarishlari turli kimyoviy reaksiyalarni o’z ichiga olib, uning natijasida makromolekulaning kimyoviy tuzilishi, tarkibi va polimerlanish darajasi o’zgaradi. Polimerlarning kimyoviy o’zgarishlarini maqsadga muvofiq o’tkazish yangi xossali makromolekulyar birikmalar sinfini yaratishga imkon beradi. Polimerlarning kimyoviy o’zgarish reaksiyasi uch xil yo’nalishda boradi: 1) polimerlanish darajasi o’zgarmasdan ko’zatiladigan reaksiyalar – polimeranalogik o’zgarishlar va ichki molekulyar reaksiyalar; 2) polimerlanish darajasi ortishi bilan boradigan reaksiyalar – choklanish, payvand va blok – polimerlanish; 3) polimerlanish darajasi kamayishi bilan boradigan reaksiyalar – destruksiyalanish. Polimer funksional guruhlarining reaksiyaga kirishish qobiliyati bilan quyimolekulyar birikmalarning reaksiyaga kirishish qobiliyati orasida tabiatan hech qanday farqi yo’q. Flori prinsipiga muvofiq, polimerlarning reaksiyaga kirishish qobiliyati ularning molekulyar massasiga bog’liq emas. Bu prinsipga binoan karboksil va gidroksil guruhlarning reaksiyaga kirishish tezligi polimer zanjirining o’lchamiga bog’liq emas. Masalan, polivinilpirralidon va uning quyimolekulyar analogi N – izopropil – γ – valerolaktamning ishqoriy gidrolizi (xalqaning ochilishi) bir xil tezlik bilan borib, hatto reaksiyalarning faollanish energiyalarining qiymatlari ham bir – biriga yaqin. NaOH NaOH - CH 2 –CH – CH 2 –CH- ----→ -CH 2 –CH–CH 2 –CH- CH 3 –CH–CH 3 --→ CH 3 –CH–CH 3 | | | | | | N N NH NH N NH | | | | | | / \ / \ (CH 2 ) 3 (CH 2 ) 3 / \ CH 3 - CH H 2 C C=O H 2 C C=O | | CH 3 -HC C=O (CH 2 ) 2 | | | | COOH COOH | | COOH 21$

H
2 C __ CH
2 H
2 C__ CH
2 H
2 C __ CH
2
Xuddi shuningdek, polivinilasetat va vinilasetatning gidrolizlanish tezlik
konstantalari ham bir xil qiymatga ega. Polimer molekulasidagi funksional
guruhlarning xuddi quyimoekulyar birikma guruhidek reaksiyaga kirishish
qobilyatini ta’minlash uchun quyidagi shartlarni bajarish kerak;
1) reaksiya gomogen sharoitda, ya’ni hamma: olingan oraliq va hosil bo`lgan
mahsulotlar shu muhitda erishi;
2)reaksiyada bir xil funksional guruhlar qatnashib,olingan mahsulotlar
o`lchami kichik va harakatchan bo`lishi;
3) quyi molekulyar analog iloji boricha polimer zvenosiga o`xshash bo`lishi
kerak.

2.1 Polimerlarning kimyoviy xossalarining o`ziga xosligi
Yuqorida polimerlarning kimyoviy reaksiyalari tabiati jihatidan
quyimolekulyar birikmalar reaksiyasidan keskin farq qilmasligini ko`rdik. Ammo
makromalekulaning katta o`lchami va uning polifunksiyonalligi polimerlarning
kimyoviy reaksiyalariga faqat polimerga xos bo`lgan qator xususiyatlarni kiritadi.
Avvalo, polimer zanjiridagi funksional guruhlar reaksiyasi oxirigacha bormaydi.
Bu makromolekuladagi sterik noqulaylik tufayli yuz beradi. Masalan, polivinil
spirti va etil spirti etirifikasiyasini o`rganish (PVS) makro- molekulasida to`la
o`zgarish amalga oshmasligini ko`rsatadi.
Quyimolekulyar birikma – etil spirtida etirifikasiya reaksiyasi to’liq bormasa,
biz reaksion aralashmada spirt, kislota, murakkab efir va suvning hosil bo’lganini
bilamiz va bularni bir-biridan ajratib olishimiz mumkin. Ammo PVS
etirifikasiyasidan hosil bo’lgan mahsulot sopolimerlardan iborat bo’ladi va o’z
tarkibida bir-biridan ajratish qiyin bo’lgan reaksiyaga kirishmagan – OH va
reaksiyada hosil bo’lgan OCOCH
3 guruhli makromolekulalardan iborat bo’ladi.
Reaksiya davomida makromolekula zvenolarining hammasi bir xilda reaksiyaga
kirisha olmaydi, shuning uchun o’rtacha kimyoviy tarkibga ega bo’lgan
22

makromolekulalar hosil bo’ladi, chunki zvenoning tabiati o’zgarishi bilan bog’liq
bo’ladi.
Polimer zanjiridagi kimyoviy o’zgarish – makromolekula va undagi
funksional guruhlarning kimyoviy reaksiyaga kirishish qobiliyati bilan bog’liqdir.
Oxirgi yillarda quyi va yuqori molekulyar birikmalarning reaksion qobiliyatidagi
tafovutlar aniqlanib, makromolekulyar birikmalarda maqsadga muvofiq ravishda
kimyoviy o’zgarishlarni ta’minlash qonuniyatlari yaratildi. Hozirgi vaqtda
quyimolekulyar birikmalar bilan makromolekulalarning tabiatini solishtirib,
quyidagi xususiyatlar borligi aniqlandi:
1. Polimerlarda, quyimolekulyar analoglarida bo’lmaydigan, faqat o’zlariga
xos bo’lgan reaksiyalar ma’lum. Masalan, zanjirli depolimerlanish,
makromolekulyar reaksiyalar.
2. Konfigurasion va konformasion effektlar polimerlarga o’ziga xos
xususiyatlar bag’ishlaydi.
3. Konsentrasion effekt yoki eritmada makromolekula yaqinida reaksiyaga
kirishayotgan funksional guruhlarning konsentrasiyasini o’zgarishi va uning
natijasida reaksiya tezligining o’zgarishi bilan bog’liq effektlar.
4. Reaksiyaga kirishayotgan zarrachalar bilan zaryadlangan
makromolekulalar o’rtasida o’zaro elektrostatik ta’sir bilan bog’liq effektlar.
5. Qattiq fazada va eritmada reaksiyaga kirishayotgan zarrachalarning
agregasiyasi va assosiasiyasi bilan bog’liq bo’lgan ustmolekulyar effektlar.
Shu makromolekulalargagina xos bo’lgan xususiyatlardan ba’zilarini
ko’ramiz.
Zanjir effekti. Polimerlarda hosil bo’ladigan ba’zi reaksiyalar quyimolekulyar
birikmalarda bo’lmaydi. Bunday reaksiyalar makromolekulaning uzun zanjirsimon
tuzilishi (strukturasi) tufayli amalga oshadi. Bunday reaksiyalar qatoriga
depolimerlanish, ichki molekulyar polisikllanish va boshqa reaksiyalar kiradi.
Konfigurasion effektlar . Reaksiya tezligi va mexanizmini o’zgartiradigan
effektlar qatoriga ichki molekulyar yoki polimeranologik o’zgarishlar
reaksiyasidagi ”qo’shni effekti” deb ataluvchi effekt kiradi. ”Qo’shni effekti” deb
23

polimeranalogik va makromolekulyar reaksiyalar natijasida hosil bo’lgan
funksional guruhlarning reaksiya mexanizmi va tezligiga ta’siridan kelib chiqadi.
Shu funksional guruh yoki zveno reaksiyaga kirishadigan guruhlarning reaksion
qobiliyatini o’zgartirishi mumkin. Bu hodisa gidroliz, siklizasiya, kvaterlanish,
galogenlash va boshqa reaksiyalarda kuzatiladi. Makromolekulalar reaksiya
knetikasi va mexanizmi o’zgarishini polimerning tabiati va reagentning ta’siri bilan
tushuntirish mumkin.
Glevisning ko’rsatishicha, izotaktik polimetilmetakrilatning ishqoriy gidroliz,
ataktik va sindiotaktik tuzilishga ega bo’lgan polimerlarga qaraganda tezlik va
yuqori gidrolizlanish darajasi bilan boradi. Buning sababi: a) reaksiya mahsuloti
sifatida sopolimer hosil bo’ladi; b) sopolimer tarkibi kompozision xilma – xil
bo’ladi; v) hosil bo’lgan – COOH guruhlar – COOCH
3 guruhlar bilan vodorod
bog’lar hosil qiladi, natijada gidroliz tezlashadi.
CH
3 CH
3
| |
- CH
2 – C – CH
2 – C -
| |
C=O O=C – OCH
3
| …
OH
Sindiotaktik polimetilmetakrilatda konfigurasion effekt namoyon bo’lishi qiyin,
shuning uchun uning gidrolizi sekin boradi.

O – CH
3
|
CH
3 C=O CH
3
| | |
- CH
2 – C – CH
2 – C – CH
2 – C -
| | |
C=O CH
3 C=O
24

| |
O – CH
3 O – CH
3
Agar reaksiyaga kirishish kerak bo’lgan yon guruhlarni “A” bilan, reaksiyaga
kirishib ulgurgan guruhlarni “B” bilan belgilansa, “B” guruhlar “A” guruhlarni
reaksiyaga kirishish qobiliyatini oshirishi yoki susaytirishi mumkin.
–CH
2 –CH–CH
2 –CH–CH
2 –CH– –CH
2 –CH–CH
2 –CH–CH
2 –CH– –CH
2 –CH–CH
2 –CH–CH
2 –CH–
| | | | | | | | |
A A A A B A B B B
“Qo’shni effekti” namoyon bo’ladigan va bu effektni aniq ko’rsatadigan
misol, masalan; poli-paranitro fenilmetakrilatning gidrolizi quyimolekulyar anologi
bo’lgan izomoy kislotasining nitrofenil efiriga nisbatan 104 marta tez boradi.
Buning asosiy sababi reaksiya mexanizmining o’zgarishidir; sopolimerdagi
murakkab efir guruhining gidrolizi “tashqi” OH – ionlari ta’sirida emas
(quyimolekulyar modelda ko’rsatilganidek), balki zaryadlangan karboksil
guruhining efirdagi karbonil guruhiga hujumi natijasidadir.
25

Quyimolekulyar efirda dissosiyalangan karboksil guruhiga ega zveno
bo’lmagani uchun “qo’shni effekti” namoyon bo’lmaydi. Shuning uchun reaksiya
oddiy kislotali gidroliz mexanizmi bo’yicha boradi. Muxidning PH 3 dan 6 gacha
o’zgarganda gidroliz tezligi zaryadlangan karboksil guruhining zaryadlanish
darajasiga to’g’ri proporsionalligi ko’rsatildi.
Reaksiyaga kirishib ulgurgan qo’shni guruh, reaksiyaga kirishishi kerak
bo’lgan guruhning reaksion qobiliyatini kamaytirishi ham mumkin.
Masalan, polimetakrilamidning ishqoriy gidrolizi ikki zaryadlangan qo’shni
karboksil guruhlarini birlamchi amid guruhini qo’rshab olishi tufayli reaksiya
oxirigacha bormaydi.
CH
3 CH
3 CH
3 CH
3 CH
3 CH
3 CH
3 CH
3 CH
3
| | | H
2 O | | | | | |
–CH
2 –C–CH
2 –C–CH
2 –C–→– CH
2 –C–CH
2 –C–CH
2 –C–→–CH
2 –C–CH
2 –C–CH
2
–C -
| | | OH -
| | | | | |
O = C
O = C
O = C
O = C
O = C
O = C

O = C
O = C
O = C
| | | | | | | | |
NH
2 NH
2 NH
2 -
O… H– N–H NH
2 -
O …H – N – H… O -

“Qo’shni effekt” bilan boradigan reaksiyalar knetikasi quyimolekulyar
birikmalar reaksiyasidan tubdan farq qilishi mumkin. Yon zvenolarning o’zaro
ta’siri ularning fazoviy joylashuviga bog’liq. Shuning uchun tabiiyki,
makromolekulalarning konfigurasiyasi reaksiyaning knetikasi va mexanizmiga
ta’sir qiladi.
Konsentrasion effektlar. Polimer ishtirokida reaksiya tezligining o’zgarishi
makromolekula atrofida reaksiyaga kirishayotgan guruhlarning konsentrasiyasi
o’rtacha konsentrasiyaga nisbatan oshishi sababli yuz beradi. Bunda
makromolekula zvenosi o’z atrofida quyimolekulyar reagentlarni to’plab, o’ziga
xos mikrofaza rolini o’ynashi tufayli reaksiya tezligi oshadi. Bu effektlar
B.A.Kabanov tomonidan polistirolsul’fokislotasi ishtirokida boradigan organik
molekulalarning
26

murakkab efiri (etilasetat) gidrolizi misolida ko’rsatilgan:
- CH
2 – CH –
|
C
6 H
4 SO
3 H
Murakkab efirlarning gidrolizlanish tezlik konstantasi polimer katalizatori
ishtirokida uning quyimolekulyar analogi toluolsul’fokislotaga qaraganda ancha
yuqori. Agar polikislota konsentrasiyasi keng oraliqda o’zgartirilsa, etilasetatning
gidrolizlanish tezligi 1000 martagacha ortadi. Gidroliz tezligining oshish sababi
polimer zvenolari yaqinida gidroksid ionlari konsentrasiyasining ko’payishi
natijasida etilasetatning zaryadlangan shaklini stasionar konsentrasiyasi ko’payishi
tufaylidir.
Konformasion va ustkimolekulyar effektlar - polimer funksional
guruhlarining reaksiyaga kirishish qobiliyatiga ta’sir qiluvchi faktorlardan
hisoblanadi. Konformasion o’zgarish vaqtida funksional guruhlarning tashqi
agentlariga hujumi osonlashadi. Bunday konformasiyalar ayniqsa fermentativ
reaksiyalar uchun xarakterli bo’lib, katta tezlik bilan boradi, chunki reaksiya
davomida avvalo makromolekulalarning shakli bilan ularning kimyoviy tarkibi,
ichki molekulyar va molekulalararo ta’sirlar, potensial aylanish to’siqlari
o’zgaradi. Masalan, murakkab efirlarning α – ximotripsin (XT) ishtirokida
gidrolizi boshqa shakldagi denaturlangan fermentga nisbatan 106 marta tez ketadi.

H2O
XT–OH+ROCO–C
6 H
4 –NO
2 → XT–OCOR+HO–C
6 H
4 NO
2 XT–OCOR ----→
XT–OH+RCOOH
Keltirilgan misolda fermentlarning asosiy zanjiri bir xil bo’lishiga qaramay,
reaksiyaning turlicha tezlikda ketishi fermentlarning konformatsiyasi bilan bog’liq.
Makromolekulaning konformatsion o’zgarishi jarayonning boshlanishida hamma
zanjirlari kerakli reagent bilan ta’minlanishi jarayonni tezlatishi, reaksiyaning
so’ngi bosqichida esa tezlikni sekinlatishi ham mumkin. Ayrim hollarda zanjirning
27

buralib olishi tufayli reaksiya tezlashadi. Polivenilatetatning gidrolizi (1), uning
quyimolekular analoglari etilasetat yoki 1,3- diasetookbutanlarning (2) farq qilib,
reaksiya tezligining ortishi bilan ketadi.

H2O
1. –CH
2 – C – CH
2 – C – CH
2 – -------→ –CH
2 – C – CH
2 – C – CH
2 –
| | - CH
3 COOH
| |
OCOCH
3 OCOCH
3 OH OCOCH
3

2H2O
2. CH
3 OCO
– CH
2 – CH
2 – CH – OCOCH
3 – -------→ HO - CH
2 – CH
2 – CH –
OH

| - 2CH
3 COOH
|
CH
3 CH
3
Zanjirdagi gidroksil guruhlar ko’payishi bilan tezlik orta boradi va o’zgarish
darajasi 20%ga yetganda quyimolekular efirning gidroliz tezligiga tenglashadi. Bu
sharoitda o’ralma (klubok) to’g’rilanib olishi tufayli gidrolizlovchi agentga
nisbatan funksional guruhlarning imkoniyati tenglashadi. Birgina konformatsion
effektlar umuman kam uchraydi, ular ko’pgina boshqa effektlar ichida yashirin
holatda bo’ladi, lekin makromolekulaning konformatsiyasi polimerning
ustkimolekular tuzilishini belgilashi sababli, barcha effektlar o’zaro bog’liq.
Volf va meosning ko’rsatishicha, polivinil sperti tolasining degidrolanishi va
cho’zilishi natijasida toladagi qo’shbog’lar soni keskin ko’payadi, chunki bunda
tolaning ustkimolekular qavatining o’zgarishi natijasida toladagi qo’shbog’lar soni
keskin ko’payadi., chunki bunda tolaning ustkimolekular qavatining o’zgarishi
natijasida poliyin strukturali polimer hosil bo’ladi.
2.2 Polimer zanjirining konformasiyasi. Zanjir bukiluvchanligi
Uzun polimer zanjiri turlicha konfigurasiya va konformasiya shakllarida
bo`lishi mumkin. Masalan, 1-4 holatda izopren qoldiqlaridan tuzilgan zanjir ikkita
barqaror konfigurasiyada: sis- konfigurasiya (tabiiy kauchuk) va trans-
konfigurasiyada (guttapercha) bo`lishi mumkin:
28

Polimer zanjirining konformasiyasi haqidagi tasavvurlar birinchi marta
V.Kun, G.Mark va Ye.Gut tomonidan kiritildi. Ularning fikricha polimer
zanjirining har xil konformasiyasi kimyoviy bog`lar uzilmagan holda zvenolarning
bir-biriga nisbatan erkin aylanishidir.
Uglerod atomlari faqat - bog`lar bilan bog`langan alohida olingan polimer
zanjirini ko`rib chiqaylik. Bunday zanjir zvenolari issiklik harakatida bo`ladi, ya'ni
bir zveno qo`shni zvenoga nisbatan aylana oladi. Bunday zanjirning valent
burchaklari fiksasiyalanmagan bo`lib, aylanish - bog`lar atrofida erkin bo`lsin deb
faraz qilaylik. Bunday zanjir erkin a'zolangan deb atalib, fazoda qo`shni zvenolar
holatidan qat'iy nazar har qanday holatni egallashi mumkin. Bunday zanjir har xil
konformasiyada bo`lishi mumkin, ya'ni u bukiluvchandir (9-rasm). Polimerlarning
real zanjirli molekulalarida valent burchaklar aniq qiymat (109°28') ga ega bo`lib,
zvenolarning aylanma harakati natijasida o`zgarmaydi. Fiksasiyalangan valent
burchakli zanjirda har bir zveno holati yonidagi zvenoga bog`liq bo`ladi (10-rasm).
Shuning uchun erkin aylanish bo`ladi deb faraz qilganimizda ham bunday zanjir
erkin a'zolangan zanjirga qaraganda kam sonli konformasiyani egallaydi, lekin u
ham yaxshi bukilish xususiyatiga ega bo`ladi.
29

S.E.Bresler va Ya.I Frenkel polimer molekulalaridagi ichki aylanish bir-biri
bilan kimyoviy bog`langan atomlar ta'siri natijasida tormozlanishini ko`rsatdilar.
Bu bitta makromolekuladagi atomlarni o`zaro tasiri (ichki molekulyar ta'sir) va
qo`shni zanjirlardagi zvenolar atomlari o`zaro ta'siri (molekulalararo ta'sir)
natijasida bo`lishi mumkin. Real sistemalarda polimer molekulalari o`ziga
o`xshash molekulalar bilan o`ralgan, shuning uchun aylanishning tormozlanish
darajasiga ta'sir qiluvchi u yoki bu xildagi molekulalararo ta'sirlar bo`ladi, lekin bu
o`zaro ta'sirlarni hisobga olish murakkab vazifadir. Shuning uchun bunday
ta'sirlarni hisoblashda faqat ichki molekulyar ta'sirlarni hisobga olish bilan
chegaralaniladi. Ikki xil ichki molekulyar ta'sir bo`ladi:1.
Yaqin tartibli o`zaro ta'sir, ya'ni oralaridagi masofa yaqin bo`lgan atomlar va
atomlar guruhlari ta'siri. Masalan, 1. Qo`shni zvenolar atomlari orasidagi ta'sir. 2.
Uzoq tartibli ta'sir, ya'ni zanjirdagi bir-biridan ancha uzoq masofada joylashgan
zvenolardagi atomlar yoki atomlar guruhi orasidagi ta'sir. Bunday ta'sir faqat uzun
zanjir juda bukilgan holatda bo`lishi mumkin. Shunday qilib, polimer
makromolekulasining potensial energiyasi molekulaning bir qismi ikkinchi
qismiga nisbatan burilganda ichki molekulyar ta'sir natijasida o`zgaradi.
Agar zanjirdagi zveno bir holatining potensial energiyasini U1, issiqlik
harakati tufayli vujudga kelgan holatini U2 desak, bir holatdan ikkinchi holatga
o`tish energiyasi Δ U=U2-1 bo`ladi (11-rasm). Energiyalar farqi Δ U polimer
zanjirining bukiluvchanligini belgilaydi va u termodinamik bukiluvchanlik
deyiladi.
30

11-rasm. Uglerodli zanjir aylanishi aktivlanish energiyasining zvenoning
burilish burchagiga bog`liqligi.
Zanjirning termodinamik bukiluvchanligi uning konformasion o`zgarishlariga
qobiliyati haqida tasavvur qilish imkonini beradi, lekin bukilishdan tashqari bir
holatdan ikkinchi holatga o`tish tezligi ham katta ahamiyatga ega. Konformasion
o`zgarishlar tezligi aktivasion yoki potensial to`siqlar nisbati (Uo) ga va tashqi
ta'sirlar energiyasi (issiqlik harakati, mexanik yoki boshqa ta'sir kuchlar)ga bog`liq.
U0 qiymati qancha katta bo`lsa, zvenolar burilishi shuncha sekin amalga oshadi.
Demak, bukiluvchanlik shuncha kam bo`ladi. Shuning uchun U0- kinetik
bukiluvchanlikni xarakterlaydi. Termodinamik va kinetik bukiluvchanlik bir xil
bo`lmasligi mumkin: zanjirning termodinamik bukiluvchanligi yuqori bo`lsa,
burilishlar tezligi sust bo`ladi, ya'ni zanjir juda qattiq bo`ladi.
31

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.
32

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
33

Polimerlarning fizikaviy-kimyosi. Polimerlarning bukiluvchanligi

Sotib olish

Dokument ma'lumotlari

Sotuvchi

Polimerlarning fizikaviy-kimyosi. Polimerlarning bukiluvchanligi

O'xshash dokumentlar