Tabiiy fanlar fakulteti kimyo kafedrasi

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI

FARGʻONA DAVLAT UNIVERSITETI
TABIIY FANLAR FAKULTETI
KIMYO KAFEDRASI

“yuqori molekulyar birikmalar kimyosi”
fanidan
Mustaqil ishi
MAVZU: “Polimerlarning kontsentrlangan
eritmalari va ularning xossalari.”
BAJARDI:
QABUL QILDI:

Fargʻona 2022
Reja:

1. 
   Yuqori molekulyar birikmalar kimyosi fani va uning rivojlanishi .
   
2. 
   Polimerlarning eritmalari.
   
3. 
   Polimerlarning konsentrlangan eritmalari.
   
4. 
   Polimer iviqlar.
   
5. 
   Tiksotropiya va sinerezis.
   
6. 
   

Yuqori molekulyar birikmalar kimyosi fani va uning rivojlanishi .
Tabiatda uchraydigan ko‘piab moddalar orasida boshqalaridan o'zining fizikaviy xossalari bilan keskin farq qiluvchi, eritmalarining yuqori qovushqoqliligi tufayli tolaiar, pardalar va h.k.lar hosil qila oladigan moddalar guruhi mavjud. Bu guruhga o‘simlik va hayvonot organizmi hayot faoliyatida hosil bo‘luvchi sellyuloza, ligniti, pentozanlar, kraxmal, oqsillar va nuklein kislotalar kiradi. Tabiiy polimerlar deb ataluvchi turli xil tolaiar, 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:

Shu kabi ko‘piab 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, oliyod - kam, ko‘p emas, meros - qism degan ma’noni bildiradi) deb ataladi.
Polimerlarning muhirn xarakteristikalaridan biri makromolekuladagi elementar zvenolar son ini ko‘rsatuvchi polimerlanish darajasidir.
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 bolishidandir. Bunday yuqori polisaxaridlar assimilyatsion jarayonning soʼnggi muhim natijasi bo‘lib, quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
6nC 02 + 5nH20 = [C6H 10O5]n + 6n 0 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 b oisa, 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 valentii elementlar oksidlaridan tashkil topgan. Bular orasida, shubhasiz yuqori molekulyar birikma hisoblangan kremniy oksidi [Si02]nkeng tarqalgan. Yer shari massasining 50% idan ortig‘i kremniy angidrididan iborat, yer qobig'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 silikatlari) va faqat ozgina qismi quyi molekulyar silikatlar ko‘rinishida 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 [Al203]n polimeri korund minerali va qimmatbaho minerallar - yoqut va sapfir (ko'kish yoqut) ko‘rinishida uchraydi.
Tabiatda uchraydigan elementar uglerodning turli xil modifikatsiyalari (olmos, grafit, amorf uglerod) ham yuqori molekulyar birikmalardir. Organik yuqori molekulyar birikmalar sintezi XIX asr o‘rtaJaridan boshlangan. 1835-yilda Rene vinil xloridning yorug‘lik ta’sirida oddiy quyi molekulyar birikmalardan keskin farqlanuvchi moddaga aylanishini kashf qildi. Keyinchafik bu natija polimer moddalar sintezining birinchilardan ekanligi tan olindi. Polimer atamasi birinchi marta 1833-yilda Berselius tomonidan kiritilib, u bir xil tarkibli, ammo har xil molekulyar massali moddalarga xos ekanligi ko‘rsatildi. Keyinchalik bunda, у polimerlar polimergomologiar deb atala boshladi.
Asr so‘nggida polimerlanish reaksiyasini organik birikmalar sintezi sohasidagi alohida hodisa emas, balki alohida o‘ziga xos reaksiyalardan bid deb qaraia bosh landi. 1870-yilda A. M. Butlerov dimetilvinilning polimerlanish reaksiyasini ko‘rsatib berdi. 1880-yilda Kalbaum, so‘ngra 1883-yilda Veger akril kislotasining metil, etil. propil va allil efirlari polimerlanishini eʼIon qildilar.
Demak, polimer birikib bitta uzun va katta molekula hosil g‘iluvchi ko‘p sonli kichik molekulalardan iborat. Polimer hosil bo‘ladigan alohida kichik molekuialar monomerlar, monomer molekulalari o ‘zaro bir-biri bilan birlashib polimerning katta molekuiasini hosil g'iluvchi jarayon esa polimerlanish deyiladi. Xuddi shu davrda Vislitsenus viniletil efiri, A. P. Eltekov va A. E. Favorskiy qator oddiy efirlar polimerlanishini amalga oshirdilar. Organik polimer birikmalar sintezi nafaqat polimerlanish, balki funksional guruhlarning reaksiyaga kirishishi tufayli ham amalga oshirilishi mumkiniigi 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 boʼlib 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. Lebedev1 bu maqsadda tutash qo‘shbog‘li diolefinlardan foydalanishni taklif qildi. Butadien, izopren, dimetilbutadien, keyinchalik esa xloroporen kabi dienlarni polimerlab vulkanlanadigan chiziqsimon tuzilishli yuqori molekulyar toʼyinmagan polimerlar olish mumkin bo‘ldi. 30-yillar boshiga kelib butadien va uning hosilalarini polimerlab sintetik kauchuk ishlab chiqarish rivojlana boshladi. Rezinaga boʻlgan talabning ortishi yangidan-yangi monomerlarni sintez qilish va ularni polimerlash usullarini takomillashtirish voilarini 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 polivinilatsetaliar sinmaydigan shisha ishlab chiqarish va yelim tarkibiga qo‘shimcha, polivinil spirt esa parda va tola ishlab chiqarishda amaliyotga tatbiq etildi.1920-1930-yillarga kelib aviatsiyaning rivojlanishi bilan sinmaydigan 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‘pchi!ik tadqiqotchilarda sellyuloza, kraxmal, kauchuk hamda o‘sha vaqtda maʼlum bo‘lgan fenol-formaldegid va mochevina-formaldegid ,qatronlar, polistirol, polivinilatsetat, polivinilxlorid, polimetilmetakrilat kabi sintetik mahsulotlarga nisbatan quyimolekulyar birikmalar (oligomerlar) deb qarashlar mavjud edi. Oddiy quyi molekulyar birikmalardan farq qiladigan bu moddalar fizikaviy-mexanik xossalarining o‘ziga xosligi assotsilanish hodisasi bilan tushuntirilar edi. M ark, Meyer,va boshqalar polimerlar kimyosi fanining rivojlanishida katta rol o ‘ynagan kolloid (mitsellyar) nazariyani olg‘a surdilar.Bu nuqtai nazar nemis olimi Shtaudinger 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 qoʻlllagan 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-yiIda Karozers4 bifunksional birikmalarning polikondensatlanish reaksiyasini o‘rganib chiziqsimon strukturali makromolekuialar hosil bo'lish sharoitlari bilan bog‘Iiq 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 tabiiy va sintetik yuqori molekulyar moddalar sinfining mavjudligini isbotlab berdi.

Zamonaviy makromolekulyar tuzilish nazariyasining asosi quydagilardan iborat:

1. Polimer birikmalar makromolekulalar rnajmuasidan iborat bo‘lib, ular tuzilishi va zvenolar tarkibi bilan bir-biridan farq qiladi.
2. Makromolekulaning asosiy zanjirini tashkil etgan atomlar makromolekulaning konformatsion o‘zgarishlariga olib keluvchi kovalent bog‘lar atrofida to‘xtovsiz tebranma harakat qiladi.
3. Polimeming xossalari uning molekulyar massasi, makromolekulasining tuzilishi, ularning bukiluvchanligi, kimyoviy tarkibi hamda makromolekulyar ta’sir tabiatiga bog‘liq.
4. Polimer eritmalari termodinamik barqaror sistemalar bo‘lib, quyi molekulyar birikmalarning chin eritmalaridan farq qilmaydi, ammo assotsilanish va solvatlanish kuchlari shunchalik yuqoriki, ular juda suyultirilgan eritmalarga ham taalluqlidir.
Polimerlanish jarayoniga uzoq vaqt dimer, trimer va h.k. hosil bo‘lishi orqali sodir bo‘ladigan bosqichli reaksiya deb qarab kelindi. Bu nuqtai nazar XX asrning 30-yillarida N. N. Semenov tomonidan kimyoviy reaksiyalardagi zanjirli jarayonlar nazariyasi yaratilganiga qadar xukm surdi. Bu nazariya radikal zanjirli polimerlanishni, keyinchalik esa ion-zanjirli ionli polimerlanish reaksiyalarini chuqurroq o‘rganishga imkoniyat yaratdi. Initsirlangan polimerlanish reaksiyalarining har bir bosqichini chuqur o‘rganish makromolekulalar hosil boMish mexanizmini boshqarish va uni kerakli tuzilish va tarkibga yoMlash masalasini hal qilib berdi. Bu esa polimerlar sintezi, ayniqsa, fiziologik faol polimerlar sintezi va sintetik polimer va sopolimerlar sifatini yaxshilash uchun yangi imkoniyatlar yoʻllarini ko‘rsatdi.
1937-yilda radikal polimerlash, 1953-yilda esa ionli polimerlash orqali polietilen olish usullari yaratildi. K.Tsiglerva Dj. Natta polimerlash orqali tartibli tuzilishga ega bo‘lgan, ya’ni stereoregulyar deb nomlanuvchi polimerlar sintezi usullarini taklif qildilar. Stereoregulyar polimerlar yuqori mexanik pishiqhk va issiqlikka chidamlilikka ega. Stereospesifik polimerlash usuli bilan quyi bosimda polietilen va yuqori sifatli sintetik kauchuklar olindi.Polikondensatlash reaksiyasiga asos solgan Karozersning bifunksional moddalar asosida olgan poliamidlar, oddiy va murakkab polimerlar, politioefirlar, polimochevinalar va ko‘plab boshqa polimer birikmalar katta ahamiyatga ega bo‘ldi. 1958-1959-yillarda boshqa qaytar reaksiyalardan farqlanadigan mutlaqo yangi fazalararo polikondensatsiya usuli taklif qilindi. Bu jarayon yuqori molekulyar massali va yuqori kristallanish darajasiga ega bo‘lgan geterozanjirli polimerlar olishning amaliy imkoniyatlarini kengaytirdi.Radioelektronika, aviatsiya va, ayniqsa, raketa texnikasining rivojlanishi sintetik materiallarga kichik zichlikdagi yuqori pishiqlikka, 500-600°C gacha issiqqa chidamli, -200°C da ham elastikligini saqlay oluvchi, oksidlovchi muhitlarga barqaror va boshqa talablami qo‘ydi. Bular polimerlar sintezining jadal rivojlanishiga cabab bo‘ldi. Polimerlash usuli bilan issiqqa va sovuqqa chidamli, polikondensatlab esa nihoyatda o‘tga chidamli fosfor tutgan polimerlar olindi. Polikondensatlash usuli tarkibida metall atomlari tutgan, tabiatda uchramaydigan polimerlar - elementorganik polimerlar olish imkonini berdi. Bular orasida hozirda plastik massalar, rezina, germetiklar va h.k.lar ishlab chiqarishda foydalaniladigan kremniy organik polimerlar to‘la tadqiq qilindi. Bu polimerlar issiqqa chidamliligi (350°C gacha) va yuqori dielektrik xossalari bilan ajralib turadi.Hozirgi davrda polimer materiallar tabiiy polimerlardagi kamchiliklami to‘ldiruvchi, ba’zi hollarda ularda bo‘lmagan yangi sifatlarga ega boʻlgan bebaho vositalarga aylangan.Keyingi-yillarda vujudga kelgan fiziologik faol polimerlar sintezi imkoniyatlari polimerlar kimyosini biokimyoga yaqinlashtirdi.

Buning uchun turli xil tabiiy birikmalar sintezining sharoitlarini sinchkovlik bilan o‘rganish talab qilinadi. Antibiotiklar, darmondorilar, gormonlar, oqsillar, uglevodlar, yoglar, lipoidlar, alkaloidlar, nukleotidlar, fermentlar va h.k.lar makromolekulyar kimyoning ilmiy tadqiqot obyektlariga aylanmoqda. Shu o‘rinda Oʻzbekiston kimyogar-polimerchilarining paxta sellyulozasi kimyosi va fizikasi, polimerlarning radiatsion kimyosi, ftorpolimerlar va tibbiy polimerlar sohasidagi fundamental tadqiqotlari alohida ahamiyatga ega. Bu tadqiqotlar polimerlar kimyosini o'rganishni Oʻ‘zbekistonda boshlagan alloma - O‘zbekistonda xizmat ko‘rsatgan fan va texnika arbobi, akademik H.U. Usmonov nomi bilan bogiiq.0 ‘zbekiston paxta etishtiruvchi etakchi mamlakatlardan hisoblanib unda tabiiy polimer - sellyulozaning behisob zaxirasi mavjud. Bundan tashqari ko‘plab pentozan tutuvchi xomashyoiarning kopligi va tabiiy gazning mavjudiigi polimerlar kimyosi va texnologiyasining yirik markazini aynan 0 ‘zbekistonda tashkil etishni taqozo etgan edi. Ikkinchi jahon urushigacha ko‘plab yosh o'zbek olimlari Moskvada polimerchi-kimyogarlarning ilk vakillari, keyinchalik esa jahonning buyuk kimyogarlari qatoridan o‘rin olgan, polimerlar kimyosining nazariyasi va sanoatining rivojlanishiga ilmiy tadqiqot ishlari bilan nihoyatda katta xissa qo‘shgan S. S. Medvedev, V.A. Kargin, V.V. Korshak, P.V. Kozlov va boshqalar rahbarligida Toshkentda polimerlar kimyosi sohasida tadqiqotlar olib borishni rejalashtirgan boisalar ham, bu ishlar 1946-yilga kelib boshlandi. Bu sohadagi birinchi ish sellyuloza atsetati eritmalarining termodinamikasiga bagMshlangan edi. Mazkur tadqiqotlar hozirgacha Mirzo Ulug‘bek nomidagi 0 ‘zbekiston Milliy Universitetida davom etdirilmoqda.1950-yilda 0 ‘zbekiston Fanlar Akademiyasining Kimyo institutida paxta sellyulozasi va efirlarining termodinamik, fizik-kimyoviy va mexanik xossalarini tadqiq qilishni boshlagan tabiiy polimerlar kimyosi laboratoriyasi tashkil etildi. Buni 0 ‘zbekistonda polimerlar haqidagi fanga asos solingan davr deb hisoblash mumkin. Polimerlar haqidagi dastlabki ishlar, shuningdek, sohaga oid institut va laboratoriyalarning tashkil etilishi, H.U. Usmonovning ustozi akademik V.A. Kargin nomi bilan bog‘liq. Tabiiy polimerlar kimyosi laboratoriyasida sellyuloza biosintezi, uning strukturasi, fizik-kimyoviy, termodinamik va boshqa xossalarini tadqiq qilish rivojlantirildi. Paxta tolasi rivojlanishining turli bosqichlarida sellyulozaning molekulyar massasi va molekulyar massaviy taqsimianishini aniqlash orqali paxta tolasining yoshi, molekulyar massasining ortishi va sellyulozaning molekulyar massaviy taqsimlanishining gomogenizatsiyalanishi orasida mutanosiblik mavjudligi ko‘rsatildi va bu bilan sellyulozaning biosintezi polikondensatsion mexanizmda borishi haqidagi taxmin tasdiqlab berildi. Uglevodorodli gazlar, neft mahsulotlari, furfural va boshqa mahalliy xomashyolar asosida monomerlar, polimerlar, plastifikatorlar va erituvchilar sintezi muammolari hal qilindi.Akrilnitrilning vinilatsetat, stiro!, metilmetakrilat, vinilpirrolidon bilan sopoiimerlari hamda akril kislotasining efiriari sintez qilindi va ularning akrilnitril bilan sopolimerianish reaksiyalaridagi faolligi o ‘rganildi. O ‘zbekistonda sintetik polimerlarni sintez qilish va xossalarini o‘rganishda ayniqsa, akad. M.A. Asqarovning xizmatlari katta.Akad. K.S. Axmedov rahbarligida dispers sistemalarning fizikkimvoviy xossalarini maqsadli yo‘na!ishga qaratish uchun suvda eriydigan poiielektrolitlar, sirt faol moddalar ishlab chiqildi va amaliyotga tatbiq etildi. Gaz kondensati, neftni qayta ishlash sanoati chiqindilari asosida yangi sirt faol moddalar olindi va ularning dispers sistemalarga ta’sir mexanizmi oVganildi. Bu tadqiqotlar natijasida yaratilgan K-4 preparatining amaliyotga tatbiq eliiganligi uchun akad K.S. Axmedov rahbarligidagi bir guruh olimlar Beruniy mukofotiga sazovor bo'ldilar.1960-yildan boshlab Mirzo Ulug‘bek nomidagi 0 ‘zbekiston Milliy universitetining kimyo fakultetida sintetik polimerlarni radiatsion modifikatsiyalash sohasida liar tomonlama tadqiqotlar va yangi termo-xemo- va yoruglikka bardoshli ftorpolimerlar olish usullari ishlab chiqildi.

Markaziy Osiyoda birinchi bo‘iib universitetda fiziologik faol polimerlar kimyosi va fizik-kimyosi o‘rganila boshiandi. Bu sohada professor Oʻ.N . Musayev va shogirdiari tomonidan aikaloidlar va dori vositalari asosida farmakologik fao! qator yangi suvda eruvchan polimerlar sintez qilindi. Keyingi-yillarda Oʻzbekiston Fanlar Akademiyasining. Polimerlar kimyosi va fizikasi institutida akademikS. Sh. Rashidova rahbarligida o‘ziga xos speitsifik xususiyatlarga ega polimerlarni sintez qilish va tadqiq qilinishi mazkur sohani rivojlantirishga munosib hissa qo‘shmoqda.