Mavzu: Polimerlarning mexanik mustahkamligi, sudraluvchanligi va uzoq muddatligi

2. Poliefirlarning xossalari
Poliefirlar asosan oddiy va murakkab poliefirlarga bo’linadi. Oddiy poliefirlarga polimetilenoksidi va polietilenoksidlarini misol qilib olishimiz mumkin.

Polimetilenoksidi formal’degidni turli usullar bilan polimerlab olinadi. Formal’degid esa, amalda quyidagi usullarda sintez qilinadi:

a) metanga 500 – 600⁰da NO₂ katalizatori ishtirokida kislorod ta’sir ettirib:

CH₄ + O₂ → CH₂O + H₂O

b) metil spirtni 500 – 700⁰da Pt va CuO katalizatorlari ishtirokida oksidlab:

CH₃OH + O₂ → CH₂O + H₂O

v) uglerod (II) - oksid bilan vodorodni o’zaro ta’sir ettirib ham olish mumkin:

CO + H₂ → CH₂O

Formal’degid oddiy sharoitda rangsiz, o’tkir hidli gaz, -118⁰ da suyuqlanadi, -19⁰ da qaynaydi. U gaz holida tez polimerlanadi. Formal’degid polimerlanish natijasida 2 xil tuzilishli polimer hosil qiladi:

Formal’degid dastlab polimerlanganda qattiq modda– paraformal’degid hosil bo’ladi. Paraformal’degidni polimerlanish darajasi juda kichik. U kristall modda bo’lib, uning formulasini (CH₂O)_x*H₂O ifodalash mumkin. Formulada x = 8 dan 100 gacha, issiqlik ta’siriga beqaror, parchalanadi va gaz holiga o’tadi.

Ikkinchisi polimetilenoksididir: .....- CH₂O - CH₂O - CH₂O - CH₂O - ..... U sanoatda va texnikada katta ahamiyatga egadir.

Polietilenoksidi HO-[-CH₂-CH₂-O-]_n-H

Polietilenoksid etilenoksidni polimerlash natijasida hosil bo’ladi. Etilenoksid amalda 2 usulda sintez qilinadi:

a) Etilenxlorgidringa konsentrlangan NaOH ta’sir ettirib:

CH₂Cl - CH₂OH → CH₂-CH₂

\ /

O

b) Etilenni oksidlab; buning uchun etilen bilan kislorod aralashmasi 375 – 400⁰gacha qizdirilgan kumush kukuni orqali o’tkaziladi:

2CH₂ = CH₂ + O₂ → 2 CH₂-CH₂

\ /

O

Etilenoksid oddiy sharoitda gaz, -112.5⁰ da suyuqlanadi, +10.7⁰ da qaynaydi, zichligi 887 (7⁰ C da) kg/m³. Etilenoksid odatda radikal mexanizm bo’yicha polimerlanmaydi. Shuning uchun polietilenoksid etilenoksidni katalizatorlar ishtirokida polimerlab olinadi. Katalizatorlar sifatida metalorganik birikmalar ishlatiladi. Polimerlashni massada, eritmada, suspenziya va emulsiyalarda olib borish mumkin. Boshqa polimerlar kabi uning ham barcha xossalari molekulyar massaning katta-kichikligiga bog’liq. Polietilenning molekulyar massasi 40000 – 12000000 atrofida bo’ladi. Kristallarining suyuqlanish temperaturasi 60 – 68⁰.

Molekulyar massasi 40000 gacha bo’lganpolietilenoksid suvda eriydi. Shuning uchun polivinil spirt, kraxmal, karboksimetilsellyuloza kabi polimerlar o’rnida ham ishlatiladi. Kimyo sanoatida poliuretanlar olish, medisinada, kosmetikada, to’qimachilik va farmasevtika sanoatlarida oxorlovchilar, antiseptika vositalari, plastifikator va boshqalar olishda ishlatiladi. Polietilenoksid (AQSHda – polioks, Yaponiyada – alkoks nomi bilan) bo’yoq va latekslar tarkibida qurutgich, sopollar ishlab chiqarishda bog’lovchi sifatida, suspenziyalarga cho’ktirgich sifatida, undan temir quvurlardan suyuqlik oqishda ishqalanishni enguychi suvda eruvchan pardalar olishda xom ashyo sifatida ham ishlatiladi.

Murakkab poliefirlar

Polietilentereftalat murakkab poliefirlar sinfiga kiradi. Polietilentereftalat birinchi marta 1941 yilda sintez qilingan. Polietilentereftalatdan asosan tola olinadi. Undan olingan tolalar lavsan, dakron, lanon, diolen, tetrital, svitlen deb yuritiladi.

Poliefir tola o’zining ba’zi xossalari va ko’rinishi jihatdan poliamid tolalarga o’xshaydi. Lekin uning elastiklik moduli juda katta. Shuning uchun bunday toladan to’qilgan kiyim g’ijimlanmaydi.

Poliefir tolalar quyosh nurlari ta’siriga chidamli bo’lib, yuqori temperaturada ham o’zining mexanik xossalarini o’zgartirmaydi. Polietilentereftalatning bu xususiyatidan foydalanib, undan maxsus kiyimlar, baliq ovlanadigan to’r, kord tola, pardalar, elektr tokini yomon o’tkazganligi uchun turli lentalar, kondensatorlar, fotoplyonkalar va boshqa buyumlar tayyorlanadi.

Poligeksametilenadipinamid - geksametilendiamin bilan adipin kislotaning o’zaro polikondensatlanishidan hosil bo’ladi. Uni birinchi marta 1936 yilda Karozers olgan.

Geksametilendiamin oddiy sharoitda och binafsha kristall, 40⁰da suyuqlanadi va 205⁰da qaynaydi. Adipin kislotasi esa, oddiy sharoitda rangsiz kristall, 150⁰da suyuqlanadi.

Poligeksametilenadipinamid rangsiz tiniq modda. Organik erituvchilar va ishqor eritmasi ta’siriga chidamli. Ammo kuchli kislotalarda oddiy sharoitda erib , temperatura ortishi bilan gidrolizga uchraydi. Poligeksametilenadipinamiddan olingan tolalari juda pishiq, dielektrik xossaga ega. U oson kristallanishi, issiqga chidamliligi va suyuqlanish temperaturasi yuqoriligi bilan boshqa poliamidlardan ustun. Poligeksametilenadipinamid ishqalanish, chirituvchi bakteriyalar va kuya ta’siriga ham chidamli. Ularning bu xususiyati suv ta’sirida ham yuqolmaydi. Poligeksametilenadipinamiddan asosan tola olinadi. Undan olingan tola turli mamlakatlarda har xil nom bilan yuritiladi. Masalan, naylon – 66, naylon – 10, anid, perlon, igamid – A, arabel’ta, braylon, akilon va hokazo.

Poliamid tolalar sanoatning barcha tarmoqlarida, texnikada va turmushda ko’p ishlatiladi. Undan har xil qalinlikdagi plyonkalar, ul’trabinafsha nurini yaxshi o’tkazganligi uchun parniklarga oyna hamda sun’iy charm, kinolentalar olinadi. Poligeksametilenadipinamiddan olingan lak, elim va plyonka metallarga yaxshi yopishadi, mikroblar ta’siriga chidamli. Shuning uchun ulardan elektr simlari, kabellar, sun’iy teri va quvurlarni chirishdan saqlashda qoplama sifatida foydalaniladi.

Bundan tashqari undan mashinalarning turli detallari, medisina asboblari, samolyot va avtomashinalarning ba’zi qismlari kabi texnikada zarur buyumlar ham ishlab chiqariladi.

Poli–Ɛ-kaprolaktam- H-[NH-(CH₂)₅-CO]_n-OH ni birinchi marta 1889 yilda Gabriel va Meos Ɛ-aminokapron kislotadan sintez qilgan. Kaprolaktam rangsiz qattiq modda, 68.5-69⁰ da suyuqlanadi, 262⁰ da qaynaydi.

Poli–Ɛ-kaprolaktam ko’pchilik organik moddalarda, ishqor eritmalarida erimaydi. U ham asosan tola sifatida ishlatiladi. Tola – kapron, perlon, naylon-6, kaprolan, amilon, dederon, bodanil nomlari bilan ataladi. Poliamiddan shuningdek plyonka, elim, lak va boshqa narsalar tayyorlashda, mashinasozlikda, samolyotsozlikda, radiotexnikada, medisina va xirurgiyada, kundalik turmushda keng foydalaniladi.

Poliuretanlar birinchi marta 1947 yilda diizosianatlar bilan glikollarni polikondensatlash natijasida sintez qilingan. Diaminlar va glikollarning dixlorkarbonat efirlari bilan o’zaro ta’sirlashuvidan ham poliuretanlar hosil bo’ladi. Odatda geksametilendiamin bilan fosgenning o’zaro ta’sirlashuvidan geksametilendiizosianat olinadi:

O O

| | | |

NH₂ -(CH₂)₆-NH₂ + Cl-C-Cl → NH₂-(CH₂)₆-NH –CO-Cl + Cl-C-Cl → Cl-CO-NH-(CH₂)₆-

-HCl -HCl
- NH - CO-CL + 2KOH → O = C = N - (CH₂)₆ – N = C = O

-2KCl, -2H2O

195⁰C

nOCN- (CH₂)₆-NCO + HO-(CH₂)₄-OH → HO-[CONH-(CH₂)₆-NHCOO-(CH₂)₄-O]_n-H

Poliuretanlar kimyoviy tarkibi jihatidan poliamidlarga o’xshaydi. Ular kauchuklar sifatida ham ishlatiladi. Undan tayyorlangan rezina buyumlar ishqalanishga chidamliligi bilan hamma polimerlardan afzal. Poliuretan eritmalaridan olingan lak va elim ham yaxshi xususiyatga ega. Bu elimlar metallarni yog’och, kauchuk, plastmassalarga; kauchuklarni shisha, chinni, paxta tolasiga mahkam yopishtiradi. Bundan tashqari poliuretanlar bulutsimon g’avak polimerlar olishda ham katta ahamiyatga ega. Bunday polimerlar juda engil hamda yuqori temperaturada ham o’z shaklini saqlay oladi. Ular mustahkamligi, tovush va issiqlikni o’tkazmasligi tufayli sanoatning barcha tarmoqlarida (qurilishda, avtomobilsozlik, samolyotsozlik, kemasozlik va boshqa sohalarda) keng ishlatiladi.