15-Mavzu: Polimerlarning erish jarayoni
Mavzuning asosiy masalalari
1. Polimerlarning bo‗kishi.
2. Bo‗kish darajasi.
3. Bo‗kish kinetikasi va unga ta‘sir etuvchi omillar.
4. Polimer eritmalarida assotsilanish va solvatlanish.
5. Eritma komponentlari orasidagi moyillik.
6. Polimer eritmalari termodinamikasining Flori - Xaggins nazariyasi.
7. Polimer eritmalarining osmotik bosimi.
8. Ikkinchi virial koeffitsiyent va uning Flori - Xaggins parametri bilan bog‗liqligi. Teta holat va
teta erituvchi tushunchalari.
Asosiy tayanch tushunchalar
Bo‘kish, assosilanish va solvatlanish, eritma komponentlari, osmotik bosimi, Teta holat va
teta erituvchi.
Yuqori molekulyar birikmalar bilan quyi molekulyar suyqliklarning
bir-biri bilan
to‘qnashishi natijasida suyuqlikning molekulalari polimer fazasiga osonlik bilan o‘ta boshlaydi,
mana shu holatda makromolekulalar suyuq fazaga (erituvchi fazasiga) o‘tishga ulgurmaydi va
natijada polimerning suyuqlikda erishi o‘rniga uning bo‘kishi boshlanadi. Bo‘kish jarayonida
polimer makromolekulasi suyuqlikni yoki uning bug‘larini o‘ziga yutib,
suyuqlik molekulalari
ta;sirida uning hajmi hamda massasi ortadi va natijada o‘zining mikroskopik bir jinsliligini
yo‘qotmagan holda, makromolekulani tuzilishi o‘zgarib, u yumshoq, qovushoq va cho‘ziluvchan
bo‘lib qoladi. Laboratoriya sharoitida bo‘kish jarayoni nabuxametr yordamida,
yuqori
molekulyar birikmalarning quyi molekulyar suyqliklarni o‘ziga yutish (yoki singdirish) jarayoni
natijasida polimerlarning hajmiy o‘zgarish hodisasiga bo‘kish deyiladi. Yuqori molekulyar
birikmalar sirtidagi g‘avak bo‘shliqlar va naychalarning suyuqlik bilan to‘lishi va
makromolekulaning harakatchan qismlarining suyuqlik molekulalari bilan o‘zaro ta‘siri
natijasida ham sirtqi molekulyar va ichki molekulyar qismlarida bo‘kish kuzatiladi. Chunki,
yuqori molekulyar birikmalar quyi molekulyar suyuqliklar bilan to‘qnashganda suyuqlik
molekulalari polimer makromolekulasiga nisbatan ko‘proq harakatchan bo‘lganligidan ularning
makromolekulalari
orasiga diffuziyalanib, polimer bo‘kadi. Erituvchining diffuziyalanayotgan
molekulalari bilan polimer makromolekulasining o‘zaro (kimyoviy) ta‘siri sol‘vatlanish deyiladi.
Yuqori molekulyar birikmalarning bo‘kishi va erishi ularning molekulyar massasiga
bog‘liqdir.
Molekulyar massa, qanchalik katta bo‘lsa, bo‘kish va erish ham shunchalik qiyin
bo‘ladi.
Yuqori molekulyar birikmalarning cheksiz bo‘kishi, ya‘ni polimerning erishi ikki
suyuqlikning o‘zaro cheksiz aralashishi kabi bo‘ladi. Chegarali bo‘kish esa,
eritmaga
o‘tmaydigan bo‘kishdir. Ya‘ni polimer ma‘lum darajagacha bo‘kkach, jarayon to‘xtaydi va erish
bo‘lmaydi. Buning sababi - yuqori molekulyar birikma bilan erituvchi o‘zaro cheklangan
ravishda aralasha olish imkoniyatiga egaligidandir. Buning natijasida, jarayon oxirida, sistemada
ikkita faza hosil bo‘ladi: polimerning erituvchidagi to‘yingan eritmasi va erituvchining
polimerdagi to‘yingan eritmasi (bo‘kkan polimer) hosil bo‘ladi. Chegarali bo‘kishda polimerning
hajmi va eritmasining konsentrasiyasi doimiy bo‘ladi. Ko‘pincha chegarali bo‘kish
tajriba
sharoitining o‘zgarishi bilan cheksiz bo‘kishga o‘tadi. Masalan, jelatina yoki agar-agar moddasi
suvda chekli bo‘ksa, harorat ortishi bilan unda eriydi.
Bo‘kish miqdorini aniqlash maqsadida polimerning bo‘kish darajasi degan tushunchadan
foydalaniladi. U Q = m – m
o
/ m
o
formula orqali aniqlanadi. Bunda: m
o
– polimerning
bo‘kishgacha bo‘lgan massasi; m – polimerning bo‘kishdan keyingi massasi.
Namunaning
bo‘kish darajasini uning hajm o‘zgarishi orqali ham aniqlash mumkin. Bu holda tenglama Q= V
– V
o
/ V
o
ko‘rinishida bo‘ladi.
Makromolekulaning o‘lchami katta bo‘lganidan polimerning bo‘kish va erish jarayonlari uzoq
vaqtga cho‘ziladi. Polimerni ma‘lum vaqt oralig‘ida tarozida tortish yoki uning hajm o‘zgarishini
maxsus asbobda o‘lchash yo‘li bilan polimerning bo‘kish jarayoni knetikasini o‘rganish mumkin.
Q 4
Quyidagi grafikda har xil turdagi bo‘kish Q
3
max
knetikasining ifodalovchi egri chiziqlar Q
2
max 3 2
keltirilgan. 1, 2 – egri chiziqlar cheksiz bo‘-
kishni; 3, 4 – egri chiziqlar esa, chegarali Q
1
max
bo‘kishni ko‘rsatadi. 1
Bo‘kish darajasining yuqori qiymatga ega
bo‘lish vaqti turli polimerlar uchun
turlicha
ekanligi grafikdan ko‘rinib turibdi. Ba‘zi poli-
merlarda bo‘kish tez, boshqalarida esa, sekin (2)
boradi. Cheksiz bo‘kadigan polimer vaqt o‘tishi
