5
KIRISH
Yuqori molekulyar birikmalar yoki polimerlar nima?
Tabiatda uchraydigan ko‘plab moddalar orasida boshqalaridan
o‘zining fizikaviy xossalari bilan keskin farq qiluvchi, eritmalarining
yuqori qovushqoqliligi tufayli tolalar, pardalar va h.k.lar hosil
qilaoladigan moddalar guruhi mavjud. Bu guruhga o‘simlik va
hayvonot organizmi hayot faoliyatida hosil bo‘luvchi sellyuloza,
lignin, pentozanlar, kraxmal, oqsillar va nuklein kislotalar kiradi.
Tabiiy polimerlar deb ataluvchi turli xil tolalar, teri va kauchukdan
qadim zamonlardan foydalanib kelingan.
Yuqori molekulyar birikmalar quyi molekulyar birikmalardan
molekulyar massasining nihoyatda kattaligi bilan farq qiladi. Odatda
molekulyar massasi 5000 va undan yuqori bo‘lgan moddalar, hoh u
tabiiy, hoh sintetik bo‘lsin, yuqori molekulyar birikmalar sinfiga
kiritiladi. Demak, yuqori molekulyar birikmalar kimyosi molekulasi
yuzlab va minglab atomlardan iborat kimyoviy moddalarni o‘rganadi.
Yuqori molekulyar birikmalarni tahlil qilish shuni ko‘rsatdiki,
ularning molekulalari asosan bir xil qismlardan iborat. Shuning uchun
u qismlar elementar zvenolar deb nomlanadi. Tabiiy kauchukda
elementar zveno izopren molekulasidir:
C H
2
C
C H
C H
3
C H
2
Shu kabi ko‘plab elementar zvenolardan tuzilgan yuqori
molekulyar birikmalarni makromolekulalar yoki polimerlar deb
nomlash qabul qilingan. Polimerlar va monomerlar oralig‘idagi
molekulyar massali moddalar oligomerlar (yunon tilidan olingan
bo‘lib,
y
- kam, ko‘p emas,
- qism degan ma’noni
bildiradi) deb ataladi.
Polimerlarning muhim xarakteristikalaridan biri makromoleku-
ladagi elementar zvenolar sonini ko‘rsatuvchi polimerlanish dara-
jasidir.
6
Polimerning molekulyar massasi M va uning polimerlanish dara-
jasi P orasida quyidagi nisbat mavjud:
m
M
P
bu yerda, m – elementar zvenoning molekulyar massasi.
Masalan, sellyuloza makromolekulasi 20-30 ming glikozid
qoldiqlaridan iborat uzun zanjirsimon makromolekuladan iborat:
O
CH
2
OH
H
OH
H
H
H
O
H
OH
O
H
O
H
OH
H
H
CH
2
OH
OH
n
Tirik tabiatning asosini organik yuqori molekulyar birikmalar
tashkil qiladi. Polisaxaridlar, lignin, oqsillar, pektin moddalar o‘simlik
dunyosining asosiy tarkibiga kirib yuqori molekulyar birikmalardan
iborat. Yog‘och, paxta, kanop kabi polimerlarning mexanik xossalari
ular tarkibida yuqori molekulyar polisaxarid – sellyulozaning katta
miqdorda bo‘lishidandir. Bunday yuqori polisaxaridlar assimilyatsion
jarayonning so‘nggi muhim natijasi bo‘lib, quyidagi tenglama bilan
ifodalanadi:
6nCO
2
+ 5nH
2
O
[C
6
H
10
O
5
]
n
+ 6nO
2
Tirik organizm asosini ham yuqori molekulyar birikmalar tashkil
etadi. Bular oqsillar bo‘lib, tirik organizmning deyarli barcha qismi –
mushaklar, birlashtiruvchi to‘qimalar, miya, qon, teri, soch, jun, shox,
tuyoq va boshqalarni tashkil etuvchilar yuqori molekulyar
birikmalardan iborat.
Organik yuqori molekulyar birikmalar tirik tabiatda qanday
ahamiyatga ega bo‘lsa, anorganik yuqori molekulyar birikmalar ham
shunday ro‘l o‘ynaydi va minerallar dunyosida shunday tarqalgan.
Yer qobig‘ining asosiy qismi kremniy, alyuminiy va boshqa
makromolekulalar tashkil etuvchi ko‘p valentli elementlar oksidla-
ridan tashkil topgan. Bular orasida, shubhasiz yuqori molekulyar
birikma hisoblangan kremniy oksidi [SiO
2
]
n
keng tarqalgan. Yer shari
massasining 50% idan ortig‘i kremniy angidrididan iborat, yer qobi-
g‘ining tashqi qismi (granit qavat)da uning miqdori 60% ga etadi.
Kremniyning asosiy qismi yer qobig‘ida toza kremniy oksidi polimeri
va yuqori molekulyar murakkab silikatlar (ko‘proq alyuminiy
7
silikatlari) va faqat ozgina qismi quyi molekulyar silikatlar ko‘ri-
nishida bo‘ladi.
Kremniy angidridining keng tarqalgan turi tog‘ jinslari va
qumning muhim asosiy qismini tashkil etuvchi kvars hisoblanadi.
Tog‘ xrustali va ametist ham deyarli toza kremniy angidrididan iborat.
Alyuminiy oksidi [AI
2
O
3
]
n
polimeri korund minerali va qimmatbaho
minerallar – yoqut va sapfir (ko‘kish yoqut) ko‘rinishida uchraydi.
Tabiatda uchraydigan elementar uglerodning turli xil modifikat-
siyalari (olmos, grafit, amorf uglerod) ham yuqori molekulyar
birikmalardir. Organik yuqori molekulyar birikmalar sintezi XIX asr
o‘rtalaridan boshlangan. 1835-yilda Ren
’
e
1
vinil xloridning yorug‘lik
ta’sirida oddiy quyi molekulyar birikmalardan keskin farqlanuvchi
moddaga aylanishini kashf qildi. Keyinchalik bu natija polimer
moddalar sintezining birinchilardan ekanligi tan olindi. Polimer
atamasi birinchi marta 1833-yilda Berselius
2
tomonidan kiritilib, u
birxil tarkibli, ammo har xil molekulyar massali moddalarga xos
ekanligi ko‘rsatildi. Keyinchalik bunday polimerlar polimergo-
mologlar deb atalaboshladi.
Asr so‘nggida polimerlanish reaksiyasini organik birikmalar
sintezi sohasidagi alohida hodisa emas, balki alohida o‘ziga xos
reaksiyalardan biri deb qarala boshlandi. 1870-yilda A. M. Butlerov
3
dimetilvinil efirining polimerlanish reaksiyasini ko‘rsatib berdi.
1880-yilda Kalbaum, so‘ngra 1883-yilda Veger akril kislotasining
metil, etil, propil va allil efirlari polimerlanishini e
’
lon qildilar.
Demak, polimer birikib bitta uzun va katta molekula hosil g‘iluvchi
ko‘p sonli kichik molekulalardan iborat. Polimer hosil bo‘ladigan
alohida kichik molekulalar monomerlar, monomer molekulalari o‘zaro
bir-biri bilan birlashib polimerning katta molekulasini hosil g‘iluvchi
jarayon esa polimerlanish deyiladi. Xuddi shu davrda Vislitsenus
4
viniletil efiri, A. P. Eltekov
5
va A. E. Favorskiy
6
qator oddiy efirlar
polimerlanishini amalga oshirdilar. Organik polimer birikmalar sintezi
1
Ren’e Anri Viktor (1810-1878-yy.) – fransuz kimyogari va fizigi, Parij fanlar akademiyasi, Peterburg FA ning
xorijlik muxbir a’zosi.
2
Berselius Yens Yakob (1779-1848-yy.) - shved kimyogari, shved qirolligi FA a’zosi, Peterburg
FA ning xorijlik faxriy a’zosi.
3
Butlerov Aleksandr Mixaylovich (1828-1886-yy.) – rus kimyogari, Peterburg FA akademigi, qator
ilmiy jamiyatlarning fahrli a’zosi.
4
Vislitsenus Yoxannes (1835-1902-yy.) – nemis-organik kimyogari. Nemis kimyogarlari jamiyati
prezidenti.
5
Eltekov Aleksandr Pavlovich (1846-1894-yy.) – rus organik-kimyogari.
6
Favorskiy Aleksey Evgrafovich (1860-1945-yy.) – akademik
8
nafaqat polimerlanish, balki funksional guruhlarning reaksiyaga
kirishishi tufayli ham amalga oshirilishi mumkinligi ko‘rsatildi.
Bunday reaksiyalarni birinchilardan bo‘lib amalga oshirgan Vyurts
(1863-y.) bo‘lib, u glikolni polikondensatlab poliglikolni hosil qildi.
1872-yilda Bayer fenol bilan formaldegidning o‘zaro ta’siridan
polimer oldi va uni novolak deb atadi, chunki uning eritmasi tabiiy
qatronlardan olinadigan lok xossalarini eslatardi.
XIX asrning oxirlarigacha polimerlar sintezi epizodik xarakterga
ega bo‘lib qolaverdi, chunki ijodiy fikrlash turli sinf va guruh quyi
molekulyar birikmalar sintezi sohasidagi tajriba va bilim bilan
chegaralangan bo‘lib, texnika va maishiy soha talabi shisha, sopol,
metall va organik tabiiy materiallar (yog‘och, sellyuloza, tabiiy ipak,
charm) bilan qondirilar edi. XIX asrga kelib elektrotexnika va
avtomobil sanoati rivojlana boshladi, bu esa oson qoliplanadigan,
zarbga bardosh beruvchi, dielektrik xossali, elektroizolyatsion
pardalar, yuqori mustahkamlikka ega elastik materiallar (rezina), lokli
qoplov himoyaga va h.k.ga bo‘lgan talabni qondira oladigan yangi
ashyolar ishlab chiqarishni taqozo qilardi. Rezina kabi juda elastik
materiallarni tabiiy kauchuk asosida olish shunga o‘xshash
materiallarni sintez qilish usullarini tadqiq qilishga turtki bo‘ldi.
1908-yilda S.V. Lebedev
1
bu maqsadda tutash qo‘shbog‘li
diolefinlardan
foydalanishni
taklif
qildi.
Butadien,
izopren,
dimetilbutadien, keyinchalik esa xloropоren kabi dienlarni polimerlab
vulkanlanadigan
chiziqsimon
tuzilishli
yuqori
molekulyar
to‘yinmagan polimerlar olish mumkin bo‘ldi. 30-yillar boshiga kelib
butadien va uning hosilalarini polimerlab sintetik kauchuk ishlab
chiqarish rivojlana boshladi. Rezinaga bo‘lgan talabning ortishi
yangidan-yangi monomerlarni sintez qilish va ularni polimerlash
usullarini takomillashtirish yo‘llarini qidirishga olib keldi. 1918-yilda
Klatte atsetilen va sirka kislotasidan vinilatsetat sintez qilib, uni
termik polimerlab yuqori molekulyar birikma olish yo‘lini ko‘rsatdi.
Bunda birinchilardan bo‘lib peroksidlar initsirlash qobiliyatining
to‘yinmagan birikmalarni radikal polimerlashga ta’siri aniqlandi.
Keyinchalik (1927-y.) German va Genel polivinilatsetatdan polivinil
spirti olish mumkinligini ko‘rsatdilar. Bu esa polivinil spirtga
aldegidlar ta’sir ettirib polivinilformal, polivinilbutiral kabi polimer
atsetallar
olish
imkoniyatini
yaratdi.
Polivinilatsetat
va
1
Lebedev Sergey Vasil
’
evich (1874-1934-yy.) – akademik
9
polivinilatsetallar sinmaydigan shisha ishlab chiqarish va elim
tarkibiga qo‘shimcha, polivinil spirt esa parda va tola ishlab chiqa-
rishda amaliyotga tatbiq etildi.
1920-1930-yillarga kelib aviatsiyaning rivojlanishi bilan sin-
maydigan va murakkab shakllarga oson keltiriladigan shishaga talab
paydo bo‘ldi. Bunday shishani stirolni polimerlab tayyorlash mumkin
bo‘ldi.
Polimer birikmalar kimyosi rivojlanishining dastlabki davrida
ko‘pchilik tadqiqotchilarda sellyuloza, kraxmal, kauchuk hamda o‘sha
vaqtda ma’lum bo‘lgan fenol-formaldegid va mochevina-formaldegid
qatronlar, polistirol, polivinilatsetat, polivinilxlorid, polimetilme-
takrilat kabi sintetik mahsulotlarga nisbatan quyimolekulyar birik-
malar (oligomerlar) deb qarashlar mavjud edi. Oddiy quyi molekulyar
birikmalardan farq qiladigan bu moddalar fizikaviy-mexanik
xossalarining o‘ziga xosligi assotsilanish hodisasi bilan tushuntirilar
edi. Mark
1
, Meyer
2
va boshqalar polimerlar kimyosi fanining
rivojlanishida katta ro’l o‘ynagan kolloid (mitsellyar) nazariyani olg‘a
surdilar.
Bu nuqtai nazar nemis olimi Shtaudinger
3
tomonidan keskin
tanqidiy kutib olindi. U polimerlarga ipsimon makromolekulyar
strukturali yangi yuqori molekulyar birikmali moddalar sinfi deb
qarashni taklif qildi. Ko‘p o‘tmay Shtaudingerning makromolekulyar
nazariyasi polimerlar eritmasiga kolloid eritmalarni tadqiq qilish
usullarini qo‘llagan G.Shultsning ishlari bilan tasdiqlandi. Shults o‘zi
yaratgan osmometr yordamida osmotik bosim qiymati bo‘yicha
polimerning molekulyar massasini, keyinchalik esa fraksiyalash
usulini qo‘llab uning polidisperslik darajasini aniqlash mumkinligini
ko‘rsatdi.
1929-yilda Karozers
4
bifunksional birikmalarning polikondensat-
lanish reaksiyasini o‘rganib chiziqsimon strukturali makromolekulalar
hosil bo‘lish sharoitlari bilan bog‘liq bo‘lgan tadqiqot natijalarini
e’lon qildi. Bu ishlar polimerlarning makromolekulyar tuzilish
nazariyasining to‘g‘ri ekanligini uzil-kesil hal qildi va shunga ko‘ra
1
Mark German Frensis (1895-1992yy.) – amerika kimyogari, AQSh Milliy FA va qator davlatlar FA
a’zosi.
2
Meyer Kurt Genrix (1883-1952 yy.) – nemis organik-kimyogari
3
Shtaudinger German (1881-1965 yy.) – nemis kimyogari, qator ilmiy jamiyatlar a’zosi, Nobel
mukofoti sovrindori (1953 yy.).
4
Karozers Uolles Xyum (1896-1937 yy.) – Amerika kimyogari, AQSh Milliy FA a’zosi.
Bu tanishuv parchasidir. Asarning to‘liq versiyasi
https://kitobxon.com/oz/asar/4026
saytida.
Бу танишув парчасидир. Асарнинг тўлиқ версияси
https://kitobxon.com/uz/asar/4026
сайтида.
Это был ознакомительный отрывок. Полную версию можно найти на сайте
https://kitobxon.com/ru/asar/4026
Do'stlaringiz bilan baham: |