Ўзбекистон Республикаси Олий ва махсус ўрта таълим вазирлиги олий ўқув юртларининг талабалари учун дарслик сифатида тавсия этган

V боб
САНОАТДА ЮҚОРИ МОЛЕКУЛЯР БИРИКМАЛАРНИ ИШЛАБ
ЧИҚАРИШ
1 -§. Полимерланиш жараёнлари
Кимёнинг энг жадал ривожланиб бораётган тармоқларидан бири юқори молекуляр бирикмалар — полимерлар ҳақидаги фан бўлиб у полимерларнинг ҳосил бўлиш процесслари ва хоссалари, уларнинг кимёвпй таркибн ва структурасига боғлиқлигини ўрганади. Полимерлар — пластпк массалар, синтетик толалар, каучук ва резиналар, химоя копламалари, ион алмаштирувчи смолалар, синтетик елимлар, шимдириладиган моддалар — буларнинг ҳаммаси турмуш, техника, қурилиш, қишлоқ хўжалиги практикаси ва медицинада мустаҳкам ўрин олди.
Кўп мамлакатларда юқори молекуляр бнрикмалар кимёси физикаси ва физикавий-кимё сохасидаги тадқиқотлар кейинги ўн йилликда анча рнвожланди. Юқори молекуляр бирикмалар ҳақидаги ҳозирги замон тасаввурларининг кенгайишида Г. Штаудингер, В. А. Каргин, Г. Марк, П. П. Шоргин, В. В. Коршак,
В. Карозерс, А. П. Александров, П. Флори, С. С. Медведев, Е. Гут, В. Кун, П. П. Кобеко, ўзбек олимларидан Х.У. Усмонов, М.А. Асқаров ва уларнинг шогирдлари ҳамда бошқа кўпгина физиклар, кимёгарларнинг ишлари муҳим аҳамиятга эга бўлди.
Табиатда учрайдиган турли-туман моддалар орасида бошқаларидан ўзига хос физикавий хусусиятлар, эритмаларининг қовушқоқлиги, юқорилиги, тола ва плёнкалар ҳосил қила олиши ҳамда бошқа хусусиятлари билан фарқланадиган бирикмалар группаси кескин ажралиб туради. Улар жумласига ўсимлик ва хайвонот дунёсида кенг тарқалган целлюлоза, лигнин, пентозанлар, крахмал, оқсиллар ҳамда нуклеин кислоталар киради; бу бирикмалар организмларнинг ҳаёт фаолияти натижасида ҳосил бўлади.
Бу моддалар ўсимлик ва хайвон организмлари қуруқ массасининг асосий қисмини ташкил этади. Геокимёгарларнинг ҳисоблашига кўра, коинотдаги океанлар, қуруқлик ва атмосферадаги барча ҳайвон ва ўсимлик организмларининг қуруқ массаси тахминан 10¹⁷ тонна келади, бу эса ер қобиғидаги никель, хром, мис, рух, қўрғошин, кумуш ва олтиннинг ҳаммасини қўшиб ҳисоблагандаги барча запаслари оғирлигидан 2,5 марта кўпдир. Бундан кўриниб турибдики, юқори молекуляр бирикмалар кишиларнинг ҳаёти ва фаолиятида ниҳоятда катта аҳамиятга эга. Лекин уларнинг кишилар ҳаёти билан шунчалик чамбарчас боғланганлигига, кенг тарқалганлиги ва арзонлигига қарамай, бу моддаларнинг тузилиши ва табиати яқин вақтлардагина аниқланди. Узоқ вақт давом этган илмий мунозаралардан кейин нихоят оқсил, целлюлоза, крахмал, лигнин ва баъзи бошқа муҳим моддалар, масалан каучук ва табиий смолалар мураккаб молекулалардан — гигантлардан, макромолекулалардан тузилганлиги аниқланди. Бу моддалар умумий ном билан юқо ри молекуляр бирикмалар деб аталди. Кимёгарлар, физиклар ва технологларнинг жуда кўп тадкиқотлари натижасида баъзи табиий, юқори молекуляр бирикмаларнинг тузилиши аниқланибгина қолмасдан, арзон хом ашёдан шу бирикмалар ўрнида ишлатса бўладиган моддаларни синтез қилиш усуллари ҳам топилди. Саноатнинг янги тармоқлари вужудга келди, синтетик каучук, сунъий ва синтетик толалар, пластик массалар, лак ва бўёқлар, чарм ўрнига ишлатиладиган материаллар ва бошқалар ишлаб чиқариш бошланди. Дастлабки пайтларда синтетик материаллар табиий материаллар ўрнидагина ишлатилар эди. Ҳозирги вақтда юқори молекуляр бирикмалар кимёси ва физикасининг муваффақиятлари ва уларни ишлаб чиқариш технологиясининг такомиллаштирилиши натижасида битта моддада исталган хусусиятларни мужассамлантириш мумкинлиги туфайли синтетик юқори молекуляр бирикмалар аста-секин саноатнинг барча тармоқларига кириб бормоқда ва мутлақо тенги йўқ конструктив ҳамда коррозияга чидамли материаллар сифатида ишлатилмоқда. Юкори молекуляр бирикмалар асосида олннадиган пластик массалар ва бошқа материаллар қимматли хоссаларга эга бўлганлиги сабабли тобора кўпроқ ишлатилмоқда. Масалан, пластмассадан тайёрланган деталлар мустаҳкамлиги бир хил бўлгани ҳолда металлардан ясалган деталларга қараганда анча енгил бўлади
(масалан, 1000 м узунликдаги водопровод трубаси тайёрлашга пластмассадан 250 кг, металлдан эса 2 т кетади). Бу нарса пластмасса деталлар ишлатиладиган машина ва буюмлар конструкциясини енгиллаштиришга, уларни ремонт қилишга кетадиган харажатларни камайтиришга, хизмат қилиш муддати ва мустаҳкамлигини оширишга имкон беради. Бундан ташқари пластмасса деталлар тайёрлашга металлардан тайёрлашдагига қараганда 7—10 марта кам меҳнат сарфланади.
1 т кимёвий тола ишлаб чиқаришга табиий материаллардан шунча тола ишлаб чиқаришга қараганда 2 — 4 марта кам меҳнат сарфланади. Кимёвий толалар хоссалари жиҳатидан табиий толалардан қолишмайди, кўпинча эса пишиқлиги, едирилишга чидамлилиги, ғижимланмаслиги ва кимёвий барқарорлиги жиҳатидан улардан устун туради. Синтетик юқори молекуляр бирикмалардан 1 т маҳсулот ишлаб чкқариш учун табиий материалдан капитал маблағ ишлаб чиқаришга қараганда икки, баъзан эса беш марта кам маҳсулот сарфланади.
Ҳар кандай полимерни синтез қилиш икки босқичдан: мономер олиш ва уни полимерга айлантиришдан иборат бўлади.
Мономерлар — юқори молекуляр моддалар синтез қилиш учун ишлатиладиган бошланғич маҳсулотлардир. Улар қуйи молекуляр бирикмалар бўлиб, молекулалари ўзаро бирикиб макромолекулалар (полимерлар)ҳосил қилади. Реакция яхши бориши учун мономер молекуласида каррали боғлар, беқарор цикл ёки реакцияга яхши киришадиган функционал группалар (камида иккита) бўлиши керак.
Тўйинмаган (этилен, диен ва ацетилен) углеводородлар — синтетик материаллар саноати учун энг муҳим хом ашё манбаидир. Улар табиатда эркин холда учрайди ва одатда, суюқ ҳамда қаттиқ ёқилғини қайта ишлаш вақтида қўшимча маҳсулотлар сифатида ҳосил бўлади ёки тўйинган алифатик углеводородлардан ва хом ашёнинг бошқа турларидан махсус синтез қилинади.
Мономерлар ишлаб чиқариш учун асосий хом ашё манбалари нефть, йўлдош ва табиий газлар бўлиб, булардан энг тоза бирикмалар олинади; тошкўмирни ва қаттиқ ёқилғининг бошқа баъзи турларини қуруқ хайдаш маҳсулотлари бирмунча камроқ аҳамиятга эга.
Кимё саноатининг кўпчилик тармоқларини ва биринчи __ навбатда синтетик материаллар ншлаб чикаришни ривожлантириш тўйинмаган углеводородлар олиш процессларининг техника-иқтисодий кўрсаткичларини яхшилашга ва уларни ишлаб чиқариш кўламини катталаштиришга боғлиқ.
Юқори молекуляр бирикмалар таркиби жиҳатидан гетрозанжирли ва карбозанжирли бирикмаларга бўлинади. Карбозанжирли полимерларнинг асосий занжири ўзаро боғланган углерод атомларидангина иборат бўлади (полиэтилен, полипропилен, полистирол, фторопластлар, органик шиша ва бош-қалар); масалан полиэтилен қуйидагича тузилган:

Гетерозанжирли полимерларнинг молекуляр занжирларида углероддан ташқари кислород, азот, олтингугурт ва бошқа элементларнинг атомлари ҳам бўлади (целлюлоза, капрон, анид, лавсан, полиформалъдегид ва шунга ўхшашлар); масалан, полиформальдегид ва капрон молекулалари куйидагича тузилган:

Юқори молекуляр бирикмалар полимерлаш ва поликонденсатлаш реакциялари орқали синтез қилинади. Бунда тегишлича полимерлаш синтетик полимерлари ва поликонденсатлаш синтетик полимерлари олинади. Полимерлаш синтетик полимерлари қуйи молекуляр моддаларнинг (мономерларнинг) ўзаро таъсири натижасида олинади, бунда қўшимча маҳсулотлар ҳосил бўлмайди. Бундай полимерларга мисол тариқасида полиэтилен, прлипропиден, поливинилхлорид, полистирол ва политетрафторэтиленни кўрсатиш мумкин. Поликонденсатлаш полимерлари ҳам қуйи молекуляр органик моддалардан олннади, лекии уларнинг ҳосил бўлиш процессида қўшимча маҳсулотлар, жумладан, сув ажралиб чиқади. Бундай синтетик материалларга фенолформальдегид, мочевина-формальдегид смолалар, мураккаб полиэфирлар яққол мисол бўла олади.
Юқори ҳароратдаги холатига қараб синтетик полимерлар термопластик ва термореактив полимерларга бўлинади. Термопластик полимерлар қиздирилганда юмшайди ва қовушоқ-оқуичан бўлиб колади, совитилганда эса дастлабки хоссаларини ўзгартирмай туриб каттиқ ҳолатга ўтади. Термореактив полимерлар (смолалар) совуқда ёки қиздирилганда (агар қаттиқ бўлса аввал юмшайди) суюқланмайдиган ва эримайдиган қаттиқ материалларга айланади.