O’zbеkistоn rеspublikаsi оliy vа o’rtа mахsus tа’lim vаzirligi bеrdаq nоmidаgi qоrаqаlpоq dаvlаt univеrsitеti

Ma'ruza № 17: Kirish. Polimеrlar kimyosi asosiy tushunchalari. Polimеrlar kimyosi fani va uning ahamiyati. Polimеrlar kimyosining boshqa faninlar bilan bog’liqligi :

REJA :

1. 
   Polimеrlar kimyosining rivojlanishi:
   
2. 
   Polimеrlar kimyosining tabiatda va sanoatdagi ahamiyati:
   
3. 
   Polimеrlar kimyosining boshqa faninlar bilan bog’liqligi:
   

Tayanch so’zlar: polimerlar, fizik kimyo, sanoatda uchrashi, ahamiyati, ishlatilishi

Polimerlarga oid kimyo, fizikaviy kimyo va fizika asoslari asrimizning 30-yillaridan boshlab mustaqil fan sifatida rivojlana boshlab, bu sohadagi turli fanlarning yetakchi tarmoqlaridan biriga aylandi. Hozirgi kunda xalq xo’jaligining turli sohalarini polimerlarsiz tasavvur qilish qiyin. Sanoatning eng yirik tarmoqlari: rezina, plastmassa, kimyoviy tola, polimer pardalar, lok-biyoq, yelim, dielektriklar hamda boshqa tur buyumlar dunyo miqyosida keng ko’lamda ishlab chiqariladi. Bu sohalarni ham polimerlarsiz tasavvur etib bilmaydi. Yuqori molekulyar birikmalar nomining kelib chiqish sababi shundaki, bu moddalar juda katta nisbiy molekulyar massaga ega. Oddiy quyi molekulyar moddalarning nisbiy molekulyar massasi ba’zangina 300-400 lar atrofida bo’ladi, ammo yuqori molekulyar birikmalarning nisbiy molekulyar massasi yuz, ming ba’zan milliondan ortiq bo’ladi. Masalan, tabiiy kauchukning nisbiy massasi 70000-2500000 atrofida (vaholanki suvning nisbiy massasi 18 ga teng).

Yuqori molekulyar birikma massasi katta bo’lganligi uchun moleklalalarni makromolekulalar deb ataladi. Ko’pchilik yuqori molekulyar birikmalarning makromolekulalari ko’p marta takrorlanadigan bir xil tarkibli atomlar gruppasi-oddiy bo’g’inlar-zvenolardan tuzilgan bo’ladi. Masalan, tabiiy kauchukning makromolekulalarini juda ko’p sondagi C₅H₈ tarkibli oddiy zvenolar tashkil etadi. Oddiy zveno deganda makromolekulani tashkil etgan dastlabki quyi molekulyar moddaning ko’p marta takrorlanadigan qoldig’ini tushunmoq kerak. Ular o’zaro kimyoviy bog’lar bilan birikib polimerlarni hosil qiladi. Elementar (oddiy) bo’g’inlar bir xil yoki boshqa-boshqa tarkibga ega bo’lishi mumkin. Polimer sintezi uchun olingan dastlabki moddalar monomerlar deb ataladi. Masalan, kraxmal makromolekulasining oddiy bo’g’ini glyukoza qoldig’i C₆H₁₀O₅-bo’lgani uchun kraxmal makromolekulasining kimyoviy formulasi (C₆H₁₀O₅)_n-ko’rinishga ega. Bu formuladagi n takrorlanadigan oddiy zvenolar sonini ko’rsatadi va polimerlanish koefitsenti deb ataladi. Masalan kraxmalning monomeri glyukozadan iborat.

Polimer makromolekulasining shakli jihatdan chiziqsimon (uzunchoq), tarmoqlangan va to’rsimon polimerlarga bo’linadi. Chiziqsimon polimerlarning makromolekulalarini bo’yi juda uzun bo’lib, eni bo’yiga nisbatan juda kichik bo’ladi. Masalan, tsellyuloza (chiziqsimon) makromolekulasining yoni bir nanometrdan kichik bo’lgani holda uning bo’yi yuz nanometrdan uzundir. Tarmoqlangan polimerning makromolekulasi albatta yon zanjirga ega bo’ladi. To’rsimon polimerlar bir-birlari bilan ko’ndalang kimyoviy bog’lar orqali birikkan makromolekulyar zanjirlardan tuzilgan.

Polimerlar tarkibida bir xil tarkibga ega bo’lgan turli o’lchamdagi makromolekulalar borligi tufayli ular o’rtacha malekulyar massalar bilan harakterlanadi. Ko’pincha malekulyar massasi 5000 dan yuqori bo’lgan moddalar yuqori molekulali birikmalar hisoblanadi. O’zining turli xossalari jishatidan quyi va yuqori molekulyar moddalarga o’xshash, lekin molekulyar massasi 500 dan 5000 gacha bo’lgan birikmalar OLIGOMERLAR deb ataladi.

Polimerlar kelib chiqishi, tabiatda uchrashi, olinishiga qarab tabiiy, sun’iy yoki sintetik polimerlarga bo’linadi. Ma’lumki, tabiy polimerlar o’simliklar va hayvonot olamining asosini tashkil etadi. O’simlik organizmining asosiy tarkibiy qismi tsellyuloza, kraxmal, lignin va pektin kabi tabiiy polimerlardan tashkil topgan bo’lsa, hayvonot olamida to’qiqimaning asosini oqsil moddalar, gormonlar va fermentlar tashkil etadi. Tsellyuloza to’qimachilik sanoatida asosiy xom-ashyo hisoblansa, kraxmal oziq-ovqat sanoatining asosidir.

Sun’iy polimerlar mavjud bo’lgan tabiiy polimerlarni kimyoviy o’zgarishlarga uchratib hosil qilinadi. Tabiiy polimerlarga tsellyuloza va kraxmalning turli-tuman hosilalari tabiiy ipak, oqsillar, shuningdek, charm va muyna sanoatining asosiy xom-ashyosi bo’lgan kollagen, keratin va boshqalarni misol tariqasida keltirish mumkin.

Sintetik polimerlar tabiatda uchramaydi. Ular faqat kimyoviy yo’llar bilan hosil qilinadi. Hozirgi zamonda juda ko’p sintetik polimerlar o’zlarining ajoyib xossalari bilan, tabiy polimerlar bilan raqobatlasha oladi va ba’zida ulardan ustun turadi. Ma’lumki, texnikada ko’p miqdorda ishlatiladigan tabiiy polimerlardan biri-tabiiy kauchukdir biroq olinadigan barcha tabiiy kauchuk texnika eshtiyojini qanoatlantirish uchun yetarli emas. Polimerlar kimyosi va texnologiyasi esa o’z xossalari jishatdan tabiiy kauchukdan qolishmaydigan sintetik kauchuk anomal sharoitlariga (o’ta sovuq va o’ta issiq holatlariga), shuningdek turli agressiv muhitlarga chidamliligi bilan tabiiy kauchuklardan ustun turadi. Tirik tabiatda organik polimerlar qay darajada ahamiyatga ega bo’lsa, jonsiz tabiatda anorganik polimer moddalar shu darajada ahamiyatlidir. Ma’lumki yer sharining asosiy qismini kremniy, alyuminiy kabi elementlarning oksidlari tashkil etadi. Ular o’zaro birikib makromolekulalar ham hosil qiladi. Meneral jinslar, asosan, ana shu makromolekulalardan tashkil topgan. Bularning ichida kremniy hosil qilgan polimerlar ko’p ishlatiladi.

Polimerlarni ishlatishda ularning makromolekulalarining kimyoviy tuzilishini o’rganish ahamiyatga egadir. Polimerlarning fazoviy geometrik tuzilishini o’rganishga ham alohida e’tibor berish lozim. Makromolekulalar geometrik shakliga qarab chiziqsimon, tarmoqlangan va to’rsimon tuzilishlarda bo’ladi. O’z navbatida to’rsimon polimerlar narvonsimon, parketsimon va uch o’lchovli fazoviy tuzilishga ega bo’lgan polimerlarga bo’linadi.

Chiziqsimon polimerlarda makromolekulaning uzunligi, uning ko’ndalang o’lchamidan yuz va ming marta katta bo’ladi. Bunday polimerlarga tsellyuloza, tabiiy kauchuk, fibroin, kazein, shuningdek ko’pgina sintetik polimerlar kiradi.

Tarmoqlangan polimerning makromolekulalari yon tomondan shoxlangan ko’rinishga ega bo’ladi. Bunday polimerlarga kraxmal, glikogen, shuningdek, sintetik yo’l bilan olinadigan ko’pgina payvand sopolimerlar misol bo’la oladi. To’rsimon polmerlarda makromolekulalar choklangan bo’ladi, bunday polimerlar erituvchilarda erimasligi, issiqlik ta’sirida suyuq holatga o’tmasligi bilan ajralib turadi. Vulkanlangan kauchuk, rezina, divinilsopolimerlari fazoviy tuzilishdagi fenolformaldegid va karbamidformaldegid smolalari bunday polimerlarga misol bo’la oladi. Demak polmerlarning tuzilishi ularning fizik-kimyoviy xossalariga ta’sir ko’rsatadi va fizika fani bilan bog’liq ekanligi shundoq ko’rinadi.

Hozirgi kunda polimerlar kimyosi biologiya va meditsina bilan bog’liq bo’lgan sohalari kundan kunga oshib bormoqda.