|
6.6. Polimer aralashmalar va komplekslar
Polimerlarning qo‘shiluvchanligi. Polimerlarni amaliy qo‘llanishida ular asosidagi suyuq fazali aralashmalar va komplekslar hamda qattiq fazali qotishmalar va kompozitlar hosil qilish muhim o‘rin tutadi. Ma’lumki polimerlarni aralashtirish mexanik tarzda amalga oshirilganda ko‘p hollarda bir jinsli bo‘lmagan aralashmalar hosil bo‘ladi va bunday tizimlarni texnologlar bir biriga mos kelmaydigan, nomansub, nomoyil, qo‘shilmovchan aralasmalar deb atashgan. Aksincha, turli polimerlar aralashtirilganda, ular o‘zaro qo‘shilib, biri ikkinchisida erib haqiqiy eritma hosil qilsa, tizim qo‘shiluvchan, ya’ni termodinamik moyil aralashma deyiladi. Tarkibdagi elementlar, komponentlar, jumladan, polimerlar ma’lum sharoitdagina qushiluvchanlikni namoyon qilsa va bir jinsli tizim bo‘lib tursa, bunday aralshma kinetik barqaror tizim deyiladi. Shuni alohida ta’kidlash joizki, ikkita qattiq fazali polimerni bir biriga qo‘shganda eritma hosil bo‘lishiga erishish juda murakkab jarayondir. Shu bois, polimerlarning qo‘shiluvchanligini baholashda, ularning eritmalari aralashtirish yoki aralashmalarni shishalanish haroratini aniqlash orqali tadqiqotlar o‘tkazish samarali hisoblanadi.
Polimerlarning qo‘shiluvchanligini ularning eritmalarini qo‘shilish xususiyatlari bo‘yicha baholash usuli Dobri va Boyer-Kovenoki tomonidan taklif etilgan. Unga binoan polimerlar uchun bitta universal erituvchi tanlanadi va tayyorlangan eritmalarning biri ikkinchisiga quyiladi: - agar eritmalar aralashmada shaffofligini yo‘qotmasa, ular qo‘shiluvchan hisoblanadi; - agar aralashma xiralashsa va ikki qatlamga ajralsa hamda qatlamlar asosan tarkibidagi polimer turi bilan farqlansa, bunday tizim qo‘shilmovchan bo‘ladi. Qatlamlarga ajralishi o‘ta suyultirilgan va yuqori konsentirlangan eritmalar aralashishida yaxshi amalga oshmaydi. Shu bois o‘rtacha konsentratsiyali, taxminan 5 % li eritmalar qo‘llaniladi.
Polimerlarning o‘zaro erituvchanligi, ularni aralashmalaridan erituvchini bug’lantirib chiqarib yuborish asosida olingan plyonkalarni optik zichligini aniqlash orqali aniqlash mumkin. Agar polimerlar o‘zaro eruvchan bo‘lsa, unda plyonkalar shaffof bo‘ladi. Agar polimerlar o‘zaro eruvchan bo‘lmasa, plyonkada ikkinchi fazali zarrachalari hosil bo‘ladi va nur sochilish markazlari sifatida qayd etiladi. Polimerlar qo‘shilmovchan bo‘lganda ham, bir eritmani ikkinchisiga kichik miqdorlarda qo‘shib borishda, dastlab aralashma shaffofligining saqlab turadi, keyin esa, odatda, keskin tarzda xiralashadi. Bu holatni optik zichlikni (D). polimerlar nisbatiga (P1 – P2) bog‘lanish diagrammasi ko‘rinishida ifodalansa, grafikda sinish nuqtalari, ya’ni D miqdorini keskin tarzda oshishi kuzatiladi (6.6.1-rasm). Ushbu sinishlar ro‘y beradigan konsentratsiyalar bir polimerni ikkinchisida eruvchanlik chegarasi deb yuritiladi. Bunday usul bilan Kuleznev tomonidan polistirolni (PS) polimetilmetakrilatda (PMMA) eruvchanlik chegarasi 0,9 % (mass), aksincha, PMMA ning PS da eruvchanlik chegarasi esa 1,9 % (mass) ekanligi aniqlangan.
6.6.1-rasm. Bir polimer eritmasini (P1) ikkinchiga (P2) turli nisbatlarda aralashtirib olingan plyonkalarning optik zichliklarini (D) o‘zgarishi:
1 – qo‘shilmaydigan polimerlar;
2 – qo‘shiladigan polimerlar.
Polimerlarning molekulyar massalari kichiklashsa, ularning o‘zaro eruvchanligi, ya’ni qo‘shiluvchanligi yanada oshadi. Yuqori saviyada qo‘shiluvchanlikka misol sifatida umimiy erituvchisi atseton bo‘lgan nitrat sellyulozani (NS) polivinilatsetat (PVA) bilan yoki NS ning PMMA bilan aralashmalarini keltitirish mumkin. Ushbu tizimlar polimer komponentlari deyarli barcha nisbatlarida yuqori darajada bir-biriga qo‘shiladi hamda shaffof aralashmalar va plyonkalar hosil qiladi.
Bulardan shuni ta’kidlash joizki, o‘zaro eruvchan polimerlar haqiqiy eritma aralashma, aksincha, o‘zaro erimaydigan polimerlar majburan aralashtirilganda ikki fazali kolloid tizimlar hosil qiladi.
Ko‘pchilik polimer-polimer aralashma plyonkalar uchun shishalanish harorati (Tsh) bo‘yicha ularning qoshiluvchligi aniqlangan. Jumladan, mexanik yo‘qotish tangens burchagining (tg) haroratga bog‘liqlik (T) grafigida polimer komponentlar shishalanish haroratlarini ifodalovchi maksimumlar vujudga kelishi kuzatilgan (6.6.2-rasm). Agar polimerlar qo‘shilmovchan bo‘lsa, unda har bir polimer uchun tavsifli shishalanish haroratilarida (Tsh1 va Tsh2) maksimumlar namoyon bo‘ladi.
Agar polimerlar qo‘shiluvchan bo‘lsa, unda yagona shishalanish harorati (Tsh*) mavjud bo‘ladi va uning maksimumi polimerlar nisbati o‘zgarishi bilan harorat (T) o‘qi boylab siljiydi. Agarda, aralashma bitta shishalanish harorati (Tsh*) bilan tavsiflansada, maksimumi polimerlar nisbati o‘zgarishi bilan siljimasa, aralashma qo‘shilmovchan hisoblanadi.
6.6.2-rasm. Mexanik yo‘qotish tangens burchagini (tg) haroratga (T) bog‘liqlik grafigi:
Do'stlaringiz bilan baham: |
