merlanish deb ataladi. Bunda monomer molekulasiga kvant
nur energiyasi yutilishi natijasida erkin radikal hosil bo‘ladi:
CH
2
= CHR + hv t→
●
CH
2
=
●
CHR
hv nurning bir kvant energiyasi bo‘lib, u Plank doimiysi (h)
ning to‘lqin tebranish tezligi (v) ga ko‘paytmasiga teng.
Tarkibida galoid atomi bo‘lgan monomerlarning ushbu
usul bilan aktiv markaz hosil qilishi oson. Masalan, issiqlik
ta’sirida mutlaqo polimerlanmaydigan vinilxlorid ultrabinafsha
nur ta’sirida –35°С da ham polivinilxlorid hosil qiladi.
Ko‘pincha fotopolimerlanish tezligini oshirish maqsadida
tizimga nur ta’sirida oson parchalanib, radikal hosil qiluvchi
sensabilizatorlar qo‘shiladi.
Monomer molekulalarini α, β, γ-nurlar, rentgen nurlari,
tezlashtirilgan elektronlar va boshqa yuqori energiyali zarra-
chalar yordami bilan ham radikalga aylantirib polimerlash
mum
kin. Bunday polimerlash radiatsion polimerlanish de-
yiladi.
Harorat va nurlar ta’sirida polimerlanish jarayonlarlaridan
initsiatorli polimerlanish o‘zining osonligi va kam energiya
talab qilishi bilan ajralib turadi. Shu sababli deyarli barcha
64
monomerlarni polimerlashda reaksiya maxsus initsiatorlar
ish tirokida olib boriladi. Initsiatorlarning ahamiyati ularning
oson lik bilan parchalanib, erkin radikal hosil qilishidir. Reak-
siyani boshlab bergan initsiator zarrachalari polimer mole-
kulalarining tarkibida kimyoviy bog‘ bilan ulanib qoladi. Ini-
tsiatorlarga misol qilib benzoil peroksid, vodorod peroksid,
azo-bis-izobutironitril va natriy, kaliy, ammoniy persulfatlarni
ko‘rsatish mumkin. Polimerlanish jarayonini boshlab yuborish
uchun reaksiya muhitiga monomer og‘irligining 0,1–1 % miq-
dorida initsiator qo‘shish kifoya.
Masalan, benzoil peroksidi 60°С va undan yuqori haroratda
qizdirilganda ikkita benzoat guruhli erkin radikal hosil qiladi:
Benzoat radikallar parchalanishi davom etib, fenil guruhli
erkin radikallar hosil qilishi mumkin:
Har ikkala radikal monomer molekulalari bilan birikib,
polimerlanishning aktiv markazlarini hosil qila oladi. Ular ta’-
sirida metilmetakrilat molekulalari quyidagicha aktiv markaz
hosil qiladi:
65
Ba’zi polimerlanish reaksiyalarini past haroratlarda olib
borishning muhim ahamiyati bor, chunki harorat qanchalik past
bo‘lsa, polimer sifatini pasaytiruvchi qo‘shimcha reaksiyalar
shunchalik kam sodir bo‘ladi. Bu maqsadda oksidlovchi-qay-
taruvchi initsiatorlardan foydalaniladi, chunki ularning aktiv-
lashtirish energiyasi kichik bo‘lib, 40–60 kJ/mol ga tengdir.
Oksidlovchi sifatida vodorod peroksid va persulfatlar olinsa,
qaytaruvchi sifatida ikki valentli temir tuzlari va tiosulfatlar
ishlatiladi. Tizimda reaksiyani boshlab beruvchi agent sifatida
hosil bo‘ladigan erkin radikal – gidroksil guruhning ahamiyati
muhimdir:
H
2
O
2
+ Fe
2+
→ OH
●
+ OH + Fe
3+
OH
●
+ Fe
2+
→
← OH + Fe
3+
Fe
3+
+ OH → Fe
2+
+
●
OH
HO
●
+ CH
2
= CHX → HO–CH
2
–
●
CHX
yoki
S
2
O
8
2-
+ S
2
O
2
2-
→ SO
4
2-
+ SO
●
4
+ S
2
O
3
SO
●
4
+ H
2
O →HSO
4
+ HO
●
Demak, aktiv markaz hosil qilishning turli-tuman usullari
bor ekan. Polimerlanish jarayonida o‘sayotgan erkin radikal
yo‘qolsa zanjir uziladi, ya’ni polimerlanish to‘xtaydi. Masalan,
o‘sayotgan ikki polimer zanjiri o‘zining erkin radikallari bilan
uchrashib, o‘sishdan to‘xtashi mumkin (rekombinatsiya):
O‘sayotgan makroradikallarning biridan ikkinchisiga bir
vodorod atomining o‘tishi va bir makroradikalda qo‘shbog‘
hosil bo‘lishi bilan ham zanjir uzilishi mumkin (disproporsiya):
5—
66
Zanjirning o‘sishdan to‘xtashi aktiv markaz yoki o‘sayotgan
makroradikallarni reaksiya muhitidagi ikkilamchi birikmalar
bilan to‘qnashib, o‘sish markazini behuda uzib yuborishi nati-
jasida ham sodir bo‘lishi mumkin. Masalan, muhitda to‘yin gan
modda molekulasi AV bo‘lsin. Agar polimer radikali yetar li
energiyaga ega bo‘lsa-yu, AV bilan to‘qnashsa, uni par chalab
yuborishi mumkin. Natijada makroradikal to‘yingan modda-
ning bir qismini o‘ziga biriktirib so‘nadi. To‘yingan mod daning
qolgan qismi esa radikal holiga o‘tadi. U yana mo nomerga
ta’sir qilib, uning o‘sish markaziga aylanadi:
Natijada polimerning o‘sayotgan molekulasi bir necha
zanjirga bo‘linadi va uning molekular massasi (M
m
) kamayadi.
Harorat ko‘tarilgan sari kuchayadigan bu jarayon tez-tez uchrab
turadi. Misol tariqasida, etilenning tetraxlormetan ishtirokida
polimerlanishini keltirish mumkin:
Demak, bu jarayondan foydalanib, etilen bilan tetraxlor-
metanning o‘zaro miqdoriy nisbatlarini o‘zgartirish bilan poli-
merning Mm ni oshirish yoki kamaytirish mumkin. Bunday
moddalar odatda regulatorlar (rostlagichlar) deb ataladi.
67
Agarda muhitdagi to‘yingan AV molekuladan hosil bo‘lgan
erkin radikal V
·
qaytadan o‘sish markazini hosil qila olmasa,
buning natijasida polimerlanish reaksiyasi sekinlashadi yoki
ma’lum vaqtgacha butunlay to‘xtab qoladi.
Polimerlanish reaksiyasini butunlay to‘xtatuvchi moddalar
ingibitorlar deb ataladi. Ingibitorlarga gidroxinon misol bo‘la
oladi. U o‘sib borayotgan polimer zanjiridan yoki hosil bo‘lgan
monomerning radikalidan vodorodni tortib olib, semixinonga
aylanadi, zanjirda esa qo‘shbog‘ hosil bo‘ladi:
Hosil bo‘lgan semixinon guruhi yana bir makroradikal yoki
aktiv markaz bilan birikib, ularni ham o‘sishdan to‘xtatadi,
ya’ni zanjir uziladi:
Ingibitorlar sifatida ko‘p atomli fenollar – gidroxinon, piro-
katexin, aromatik aminlar, nitrobirikmalar ishlatiladi.
Monomerlarni saqlashda, uzoq joylarga jo‘natishda ingi-
bitorlar qo‘llaniladi. Monomerlarning o‘z-o‘zidan polimerla-
nishining oldini olish uchun 0,5–1,5 % ingibitor qo‘shish kifoya.
Radikal polimerlanishning borishi haroratga bog‘liq.
Haroratning ko‘tarilishi muhitda aktiv markazlarni ko‘paytiradi
va binobarin, ular harorat ta’sirida serharakat bo‘lib qolganla-
ridan polimerning o‘sish tezligi ortadi. Harorat ta’siridan o‘sa-
68
yotgan zanjirlarning bir-biri bilan yoki aktiv markaz bilan
to‘qnashish tezligi, ya’ni makroradikalning uzilish tezligi
ham ortadi. Demak, bir tomondan polimerlanish tezligi ortsa,
ikkinchi tomondan, zanjirning uzilish tezligi oshib, molekular
massaning qisqarishiga sabab bo‘ladi. Shuning uchun ham
polimerlanish jarayoni yuqori haroratda o‘tkazilganda aktiv
markazlar ko‘payib polimerning Mm si kamayadi. Reaksiya
mu
hitida aktiv markazlar qancha ko‘p bo‘lsa, makromole-
kulaning o‘lchami shuncha qisqa bo‘ladi, aksincha aktiv mar-
kazlar qancha kam bo‘lsa, makromolekulalarning soni shuncha
kam bo‘ladi va ular uzatilishiga ancha imkoniyat yaratiladi.
Issiqlikka chidamlilik deganda, polimer materiallarning yuk
ta’sirida o‘zining mexanik puxtaligini yo‘qotadigan eng yuqori
harorat tushuniladi. Bunda ularning strukturasida hech qanday
kimyoviy o‘zgarish ro‘y bermaydi.
Polimer materiallarning qanday harorat chegarasida ishlay
olish xususiyatini aniqlash ularning issiqlik-fizik xossalari
ichida muhim o‘rin tutadi. Polimer materiallarning haroratga
bog‘liq xossalari katta amaliy ahamiyatga ega bo‘lgani uchun
ularni aniqlash yo‘llari mukammal o‘rganilgan va buning
uchun zamonaviy asboblar mavjud.
Polimer materiallarning issiqlikka chidamliligi, material
turiga qarab, har xil usullar bilan aniqlanadi. Masalan, Mar-
tens usuli bilan reaktoplastlarning qattiqligi va issiqlikka chi-
damliligi, eguvchi kuch orqali esa issiqlikka chidamliligi aniq-
lanadi. Bu ko‘rsatkich Vika usuli bilan konstruksion termo-
plastlarga botiruvchi kuch ta’sirida aniqlanadi.
69
Do'stlaringiz bilan baham: |