Toshkent yangiyul poligraph service

Polimerlarning sinflarga

112-rasm. 0‘zgarmasyuk ta;sirida _bo4inishi. Ularning kelib polimer deformatsiyalanishining , . . . ...

c
haroratga bog‘liqligi.
hiqishi, asosiy zanjirning tarkibi, makromolekulaning tuzilishi, olinishi, qayta ishlash

usullari va boshqalarga qarab amalga oshiriladi. Kelib chiqishiga qarab tabiiy va sintetik polimerlarga bo‘linadi. Tabiiy polimerlarga sellyuloza, kraxmal, tabiiy ipak, tabiiy kauchuk va boshqalar hamda kimyoviy yo‘llar bilan boshqa shaklga aylantirilgan (modifikatsiyalangan) tabiiy polimerlar, masalan, nitro- sellyuloza, atsetilsellyuloza kiradi

Sintetikpolimerlargamonomerlardan olingan: polipropilen, polistirol, polietilen, butadiyenli kauchuk, fenol va amino- formaldegidli, epoksidli, poliefirli, poliamidli va boshqa smolalar kiradi.

Makromolekula asosiy zanjirning kimyoviy tarkibiga qarab barcha polimerlar uch guruhga bo‘linadi. Agar makromolekula asosiy zanjirining tarkibi uglerod atomlaridan tashkil topgan bo‘lsa, ular organik polimerlar deyiladi (kauchuklar, polilefinlar, poliamidlar, poliefirlar, poliuretanlar va boshqalar). Asosiy zanjir kremniy, bor, titan, fosfor, aluminiydan tuzilgan (ko‘pincha ular kislorod orqali bog‘langan bo‘ladi) va ularga organik radikallar birikkan bo‘ladi. Bunday polimerlar element organik polimerlar deyiladi (polisiloksanlar, titanoksanlar, alumoksanlar).

Agar asosiy zanjirda va yon zanjirlarda ham uglerod atomi bo‘lmasa, anorganik polimerlar deyiladi. Har qaysi sinflar yana gomozanjirli va geterozanjirli polimerlarga bo‘linadi. Gomozanjirli polimerlarda asosiy zanjir bir xil element atomlaridan tashkil

topgan bo'ladi. Geterozanjirida esa asosiy zanjir turli element atomlaridan tashkil topadi.

Organik gomozanjirli polimerlarga karbozanjirli polimerlar deyiladi. Ularda asosiy zanjir uglerod atomidan iborat bo‘ladi. Masalan, polietilen, polinilxlorid, polivinil spirti ko'pgina sintetik kauchuklar va boshqalar.

Geterozanjirli polimerlar asosiy zanjirda uglerod va boshqa ele­mentlar (azot, kislorod, oltingugurt, fosfor va hokazolar) saqlay­di. Masalan, polisaxaridlar, poliamidlar, poliefirlar, poliuretanlar va boshqalar.

Makromolekulalarning tuzilishiga (geometrik shakliga) qarab chiziqsimon, tarmoqlangan va to'rsimon polimerlarga bo'linadi. 0‘z navbatida to'rsimon polimerlar narvonsimon, parketsimon va uch o'lchamli fazoviy tuzilishga ega polimerlarga bo‘linadi (113- rasm). Chiziqsimon polimerlarda makromolekulaning uzunligi, uning ko'ndalang kesimidan yuz va minglab marta katta bo‘ladi. Masalan, sellyuloza, tabiiy kauchuk, fibroin, kazein va bosh­qalar.

Tarmoqlangan polimerlaming makromolekulalari yon tomon- dan shoxchalangan ko'rinishga ega bo‘ladi. Misol: kraxmal, glikogen, shuningdek, sintetik payvand sopolimerlar va boshqalar.

To‘rsimon polimerlarda makromolekulalar choklangan «tikilgan» bo‘ladi, bunday polimerlar erituvchilarda erimasligi, issiqlik ta’sirida suyuqlanmasligi bilan ajralib turadi. Masalan, vulqon- langan kauchuk, rezina, divinil polimerlari, fazoviy tuzilishli fenolformaldegid smolalari va boshqalar.

Mexanik xossalariga qarab, polimerlar plastomerlarga (mustahkam va cho‘ziluvchan) va elastomerlarga (elastik, cho'ziluvchan), harorat ta’siriga bo‘lgan munosabatga qarab termoplastik va termoreaktiv polimerlarga bo‘linadi. Termoplastik polimerlar qizdirilganda yumshab plastik holatga o‘tadi, sovitilganda esa o'zining awalgi xossalarini saqlab qolgan holda qotadi. Termoreaktiv polimerlar qizdirilganda yumshaydi (shakl berish mumkin bo‘lgan holatga o‘tadi), so‘ngra issiqlik yoki qotirgichlar ta’sirida hamda molekulasida aktiv guruhlar bo‘lganligidan makromolekulalar o'zaro bog‘lanib uch o‘lchamli tuzilishga o‘tadi va suyuqlanmaydigan, erimaydigan bo‘lib qoladi. Masalan, fenolformaldegidli va aminoformaldegidli smolalar.

Polimerlar usuliga qarab polimerlanish va polikondensatlanish polimerlariga bo‘linadi. Polimerlar, tarkibida ikkitadan kam bo‘lmagan reaksion qobiliyatli funksional guruh, qo‘sh bog¹, beqaror xalqalar, saqlovchi monomerlardan sintezlanadi. Sintezlash ikki asosiy usul: polimerlanish va polikondensatlanish reaksiyalari yordamida amalga oshiriladi. Polimerlanish ko‘p sonli monomer molekulalarining o‘zaro birikib, qo‘shimcha mahsulot ajralib chiqmay makromolekulalar hosil qilish jarayonidir. Bu jarayon qaytmas bo‘lib, issiqlik ajralib chiqishi bilan boradi.

Polimerlanish reaksiyasini amalga oshirish uchun awalo monomerni passiv holatdan aktiv holga o‘tkazish zarur. Buning uchun initsiatorlar (reaksiyani tezlashtiruvchi moddalar, katalizatorlar, nur, issiqlik yoki yadro energiyalaridan foydalaniladi. Polimerlanish reaksiyalari makromolekulaning hosil bo‘lish mexanizmiga qarab bosqichli va zanjirli reaksiyalarga bo‘linadi. Amaliyotda zanjirli polimerlanish reaksiyalari keng tarqalgan. Bu reaksiya uch bosqichda: tezlashuv, zanjirning o‘sishi, zanjirning uzilishi bosqichlarida boradi. Polimerlanish jarayonida radikal yoki ionli mexanizmda borishi mumkin (bu mexanizmlar organik kimyo kursida batafsil o‘rganiladi).

Radikal polimerlanishda zanjirli jarayonning boshlanishi harorat, nur, turli xildagi nurlantirishlar va initsiatorlar ta’sirida boradi. Ularning monomerga ta’siridan zanjirning o‘chishiga olib keluvchi radikallar hosil bo‘ladi. Initsiatorlar beqaror organik birikmalar bo‘lib, termik parchalanganda o‘zlari radikalga aylanadi, uning monomer molekulasi bilan o'zaro ta’sirida molekular massasi katta bo‘lgan radikallar hosil bo'ladi (zanjirning o'sishi). Erkin radikallarda kimyoviy aktivligi yuqori bo‘lgan juftlanmagan (toq) elektronning mavjudligi, ularning monomerlari bilan reaksiyaga kirishishiga moyillik yaratadi. Natijada, monomer molekulasida o'sish imkoniyatiga ega bo‘lgan aktiv markaz hosil bo‘ladi.

R—r • —Xbi!—r + r' (initsiatomi ng parchalanishi).

CH₂ = CH₂+R —>RCH₂ CH₂ (tezlashuv jarayoni)

rch₂-ch+ ch₂ = ch₂-*r ch₂ ch₂ ch₂ ch₂

R(CH₂)₃ CH₂+nCH₂=CH₂—>RCH₂CH₂(CH₂CH₂)_n CH₂ CH₂ (zanjirning o‘sishi)

R CH₂ CH₂ (CH₂ CH₂)_n CH₂ CH₂ +R

R CH₂— CH₂ (CH₂ CH₂)_n CH₂ CH₂ R' (zanjirning uzilishi)

Zanjirning o‘sishi boshqa radikallar bilan o‘zaro ta’sir etganda to‘xtaydi. Boshqa radikal manbai erituvchi, monomer molekulasi yoki polimerning o‘zi bo'lishi mumkin. Polimerlanish darajasi zanjirning o‘sish va uzilishi tezliklari nisbatlari bilan aniqlanadi. Bu nisbat qanchalik katta bo‘lsa, makromolekula zanjirining uzunligi ham shunchalik katta bo‘ladi. Natijada hosil bo‘lgan makromolekula zanjirining uzunligi va unga mos ravishda molekular massa har xil bo‘ladi. Initsiator konsentratsiyasi yoki nurlanti­rish jadalligi oshirilsa, erkin radikallar soni ham, aktiv mar- kazlar ham ortadi va demak, polimerlanishning umumiy tezligi ortadi.

Bunda polimerning o‘rtacha molekular massasi kamayadi (114- rasm). Polimerlanish vaqtini uzaytirish polimer unumini oshiradi

va molekular massasiga ta’sir etmaydi. Haroratning ortishi jarayon tezligini oshiradi, ammo polimerning molekular massasini kamaytiradi. Bosimdan foydala­nish polimerlanishni tezlashtiradi va molekular massani oshiradi.

Ion polimerlanish radikal polimerlanishdan farq qilib, katalizator ta’sirida zanjirli yoki pog‘onali mexanizmda boradi. U katonli va anionli polimerlanishga bo'linadi. Kationli polimerlanish Lyuis kislotalari (A1 Cl₃ BF₃, Sn Cl₄ va boshqalar) ishtirokida boradi. Aktiv katalitik kompleksning monomerlar bilan o‘zaro ta’siri aktiv markazning (kationning) paydo bo‘lishiga olib keladi, qaysiki, u zanjirning o'sishini boshlab beradi: