Mavzu: Polimеrlarda dеstruksiya va uning ahamiyati rеja

Kimyoviy destruksiya

Polimerlarning kimyoviy destruksiyasi, amalda katalizatorlar ishtirokida olib boriladi. Bunda muhit sifatida suv ishlatilsa, gidrolitik destruksiya yoki gidroliz deb ataladi. Gidroliz jarayonida uglerod-geteroatom bog’ining o’zil-gan joyiga suv molekulasi birikib oladi [4-6].

Agar destruksiya reaksiyalari spirt ishtirokida borsa, jarayon alkogoliz, muhit sifatida kislota ishlatnlsa asido­liz deb ataladi. Bu jarayonlar ichida katta amaliy ahamiyatga ega bo’lgani gidroliz reaksiyasidir.


1.1.1.Gidroliz

Ko’p tarqalgan kimyoviy destruksiya reaksiyalari bo’lib, jarayon vodorod yoki gidroksil ionlari ishtirokida tezlashadi. SHuning uchun ham gidroliz reaksiyalarida katalizator sifatida ko’pincha kislota va ishqorlar ishlatiladi.

Gidrolitik jarayon polimerdagi yon guruhlar, shuningdek asosiy zanjirdagi bog’lar hisobiga ketishi mumkin. Masalan, polivinilasetat va asetilsellyulozaning gidrolizida reaksiyafaqat yon guruhlar hisobiga ketadi. Geterozanjirli polimer asosiy zanjirining gidrolitik destruksiyasida hosil bo’ladigan funksional guruhlar polimerdagi dastlabki funksional guruhlardan farq qilmaydi. Makromolekulalar elementar bo’g’inlari orasidagi bog’larning uzilishi natijasida hosil bo’lgan zanjir oxiridagi guruhlar sonini kimyoviy usul bilan aniq topish mumkin. Karboksil guruhlarning ko’payib borishiga qa­rab poliamidlarning destruklanish darajasini, aldegid guruhlarning ortib borishga qarab polisaxaridlarning gidrolizlanish darajasini hisoblash qiyin emas. Poliamid va poliefirlarning gidrolizi ko’p hollarda nazariy ahamiyatga ega, polisaxaridlar gidrolizi esa sanoat miqyosida ahamiyatga ega bo’lganligi uchun uning ustida mukammalroq to’xtalib o’tamiz.
O’simlik moddalarida sellyuloza bilan bir qatorda katta amaliy ahamiyatga ega bo’lgan boshqa polisaxaridlar: pentozanlar (silan va arabanlar) uchraydi. Sellyuloza to’la gidrolizlanganda — faqat glyukoza, silan gidrolizidan esa — siloza, besh atomli spirtlar, furfurol va boshqalar; araban to’la gidrolizlanganda arabinoza hosil bo’ladi.
Polisaxariddagi yarim asetal, ya’ni glyukozid bog’’larning gid­rolitik uzilishi natijasida birinchi uglerod atomida aldegid (yarim asetalь — sikl shaklida) va to’rtinchi uglerod atomida esa gidroksil guruh hosil bo’ladi:

Bunda vodorod ionlari katalizator vazifasini bajaradi. Gidroksil ionlari bilan reaksiyani tezlashtrmaydi chunki polisaxaridlar ishqoriy muxitda mustaxkam kislotali muxitda esa beqaror bo’ladi. Polisaxaridlar gidrolizida fermentlar Katalizator vazifasini bajaradi ; kraxmal uchun a-glyukozada va qog’ozlar uchun r-glyukozidaza kraxmalning kislotoli gidrolizi sanoatda gyukoza olish uchun qo’llaniladi.
Keyinchalik kraxmalli bijg’itsh yoli bilan etanal, kraxmal , maltoza olinadi.
(C₆H₁₀O₅)_n →n/2С₁₂Н₂₂О₁₁ →nС₆Н₁₂О₆ → 2nC₂H₅OH+ 2nСО₂
Oxirgi vaqtlarda spirt olish uchun tarkibida selyuloza selyuloza bo’lgan o’simlik materiallarni chiqindilari ishlailadi (yog’och apilkasi, pata va kungaboar po’stlog’i) . Shu materiallar gidrolizi paytida selyuloza parchalanibgina qolmay boshqa shunga o’xshash polisaxaridlar ham parchalanadi.
Bu bilan birga bijg’imaydigan geksozalar (glukoza, manzara, gallaktoza) bijg’imaydiganlaran esa (ksiloza ,arabinoza) lardan ozuqa achitqilari tayyorlanadi. Turli tuman polisaxaridlar xar xil tezlikda gidrolizlanadi . shulardan eng qiyin gidrolizlanadigani selyuloza , Kraxmal va pentozanlar esa birmuncha yengil gidrolizlanadi. Bu polisaxaridlarning fizikaviy stukturasining xar xilligi bilan, tushuntiriladi.
Polisaxaridlar gidrolizida konsentrlangan mineral kislo­talar ishlatilsa, reaksiya tezlashadi. Bunda kislota faqatgina katalizator bo’lib qolmay, balki oligosaxaridlar uchun yaxshigina erituvchi bo’lib ham xizmat qiladi.
Sanoatda ko’pincha 80—100% vodorod ftorid, konsentrlangan vodorod xlorid, 60—80% sulfat kislota va konsentrlangan fosfat kislotalar, katalizator sifatida qo’llaniladi.
Molekulasida amid bog’lari bo’lgan polimerlar ham kislota va ishqlorlar ishtirokida oson gidrolizlanadi. Bunda gidroliz mahsulotlari strukturasida karboksil va amin guruhlar hosil bo’ladi Ma’lumki, oqsil moddalarining tarkibida mid (peptid) guruhlari mavjud bo’lib, bu guruhlar kislota, ishqor va fermentlar ta’sirida gidrolizlanadi. Buning natijasida 22 xil α-aminokislota, jelatina va shunga o’xshash moddalar hosil bo’ladi.
H⁺, OH^-
~R – NH – CO-R’ ------- ~R-NH₂-OH + HOCHR~
Polimer gidrolizlarining katalizzatorlari, amid bog’lardan va kisloto va asoslardan iborat.

Gidroliz paytida amidli bog’lamalarda aminogruppa va karboksil gruppalar xosil bo’ladi .

Polikaprolaktamni ishqoriy muhitda qizdirib gidrolizga uchratganda 75-85% miqdorda kaprolaktam olinadi:

NaOH
~NH(CH₂)₅-CO ------ NH(CH₂)₅-CO~------

H-OH
Naylon gidrolizlanishi natijasida ikki dastlabki monomer geksametilendiamin va adipin kislota hosil bo’ladi.
~NH(CH₂)₆ — NHCO- (CH₂)₄ - CO- -> HN₂— (CH₂)₆ — CH₂+
geksametilendiamin
+HOOC — (CH₂)₄COOH
adipin kislota
Gidroliz va aminokislota tarkibidagi keyingi tadqiqotlar -aminokislota maxsulotlari paydo bo’lishi oqsil moddalarni tuzilishini o’rganishda asosiy usullardan biri bo`lib xizmat qiladi.Sintetik polimerlarni gidroliz qilishdachiqindilardan foydalaniladi: bu chiqindilar monomergacha gidrolizlanadi yoki past molekulali polimerlar va yana poliamidlarning sintezi uchun qo’llanildi.
Kislota va ishqorlar ishtirokida murakkab poliefirlar gidrolizida - ishqorlar aktiv katalizatorlar vazfasini ham bajaradi.
Efir bog’lamalarning gidrolitik parchalanishida spirtli va kislotali keyingi gruppalar hosil bo’ladi:

Glikalli poliefirlar va alifatik dikarbonkislotolar yengil gidrolizlanadi.
Odatda, murakkab efirlar gidrolizga uchratilganda karbon kislota va spirtlar hosil bo’ladi. Poliefirlar gidrolizidan ham shunday birikmalar hosil bo’ladi:
O O
II IIH⁺OH_-
~ — O —(CH₂)_n — O — C— (CH₂)_n—C~ ————>
———>O (CH₂)n OH + HOOC (CH₂)n — CO~
Poliefirlar gidrolizlanishida kislota va ishqorlar kata­lizator sifatida ishlatilishi mumkin.Poliefirlar aromatik kislotolardan tashkil topgan bo’lib, gidrolizga turg’un bo’ladi.
Polietilentereftalatning gidrolizida quyidagicha, selyulozalar gidrolizi singari, polimerlarning fizik strukturasi katta rol o’ynaydi. Polietilentereftalat gidrolizi faqat ustki qismda sodr bo’ladi ; uning tezligi past bo’lib, polimer kislota va ishqorlar tasiriga chidamli. Polietilentereftalat eritmada oson gidrolizlanadi, huddi tereftal kislatoning quyi molekulyar efirlariga o’hshab poliefirlar gidrolizi ishlab chiqarish chiqindilar qayta ishlanganda birlamchi komponentlarni regeneratsiya qilishda qo’llaniladi. Polietilentereftalatni sulfat kislota ishtirokida gidrolizlash mumkin va olingan past molekulyar polimer yoki monomerlar aralashmasini poliefirlar sintezi uchun qayta ishlash munkin .
Kimyoviy destruksiya suvsiz kislota va ularning angidridlariishtirokida borsa – atsidoliz, aminlarishtirokida borsa —aminoliz, fenollar ishtirokida borsa - fenoliz deyiladi.