A. V. Umarov, G’. I. Muxamedov, X. O. Qo’chqorov // Polimerli kompozit materiallar fizikasi
Download 6.9 Mb. Pdf ko'rish
|
Polimer kompozitlar fizikasi
|
I BOB. POLIMERLI KOMPOZITLAR
1.1. Polimerli kompozit materiallar tushunchasi va ta’rifi Monomer – quyimolekulyar birikma bo‘lib, undan polikondensatsiyalanish yoki polimerlanish kimyoviy reaksiyasi natijasida polimer hosil bo‘ladi. Polimerlanishda qatnashayotgan ko‘pchilik monomerlar quyidagi ikkita sinfga tegishli bo‘ladi: 1) Polimerlanish jarayonida karrali bog‘larni ochilishi tufayli yuzaga keladigan birikmalar C=C, C≡C, C=0, C≡N (olefinlar, atsetilinli uglevodorodlar, al‘degidlar, nitrillar) va boshqalar; 2) Polimerlanishda siklli guruhlarni yoyilishi natijasida hosil bo‘lgan birikmalar, masalan, olefin oksidlari, laktamlar, laktonlar. Polikondensatsiyalanish uchun monomerlar sifatida moleku- lalarda eng kamida ikkita ta‘sirlashuvchi (funksionalli) guruhdan iborat ixtiyoriy birikmalar bo‘lishi kerak. Masalan, diaminlar, dikarbon kislotalar, aminokislotalar, glikollar. Bunda bifunksional birikmalardan chiziqli polimerlar, ikki- dan ortiq funksionallikka ega birikmalardan tarmoqlangan va fazoviy (to‘rli) polimerlar hosil bo‘ladi. Monomerlarga misol sifatida etilen, propilen, stirol, butadien, kaproloktallarni ko‘rsatish mumkin. Polimerlanish (polikondensatsiyalanish) darajasi (koeffitsi- yenti) – makromolekulalarda takrorlanuvchan bo‘g‘inlar soni bilan aniqlanadi. Polimerlarda polimerlanish darajasi bir necha birlikdan yuz ming, hatto milliontagacha bo‘lishi mumkin. Polimerlanish darajasini bilgan holda polimer makromoleku- lasini molekulyar massasini aniqlash mumkin. M m =nM 3 7 Bu yerda M m –makromolekula massasi, M 3 –tuzilmalangan bo‘g‘inni (monomer) molekulyar massasi. Molekulyar massa kattaligiga qarab polimerlar quyidagilarga bo‘linadi: 1. Oligomerlar – MM<5000 2. Polimerlar – 5000 4. O‘ta yuqori molekulyar polimerlar – MM > 1000000 Tuzilmalangan bo’g’in – atomlar guruhi bo‘lib, ular polimer makromolekulasida ko‘p marotaba takrorlanadi. Tuzilmalangan bo‘g‘inga misollar: polietilen CH 2 , polistirol CH 2 -CH-C 6 H 5 . Makromolekula konformatsiyasi va konfiguratsiyasi. Konfiguratsiya – makromolekulada valent burchaklar va mos bog‘lar uzunligi bilan aniqlanuvchi atomlarni turlicha fazoviy taxsimoti bo‘lib, ularni bir holatdan ikkinchisiga o‘tishi kimyoviy bog‘larni uzilib o‘zgarishi orqali ro‘y beradi. Konfiguratsiya makromolekulani ―Kimyoviy tuzilma‖sini xarakterlaydi. Konformatsiya konfiguratsiyadan farqli o‘laroq molekulani turlicha fazoviy joylashuvlari bo‘lib, ular atomlararo bog‘larni uzmasdan kimyoviy bog‘ atrofida atomlar yoki atomlar guruhlarini aylanishi tufayli bir holatdan ikkinchi holatga o‘tish qobiliyatiga ega bo‘ladi. Konformatsiya – makromolekulaning konfiguratsiyasini fizik o‘zgarishini xarakterlaydi. Konformatsiya, makromolekulani tashkil etgan atomlar va atomlar guruhini fazoviy o‘zgarib joylashishini bildiradi. Makromolekulani ma‘lum konfiguratsiyasiga faqat ichki issiqlik 8 harakat tufayli uzlukli yoki uzliksiz tarzda o‘zgarib boruvchi konformatsiyalar to‘plami mos keladi. Izomerlar – molekuladagi yadrolarni muvozanat holatidagi joylashuvi o‘zaro barcha ta‘sirlar potensial energiyasini minimumiga to‘g‘ri keladi. Agar potensial sirtdagi energiya minimumlari yetarlicha chuqur va ekvivalent bo‘lmasa, ya‘ni chuqurligi va shakli bilan farq qilsa, unda yadroning holatini ifodalovchi to‘lqin funksiya ulardan biri atrofida eng katta ehtimollikda bo‘lib, shu minimum koordinatasi bilan xarakterla- nadi. Buning ma‘nosi shundan iboratki, potensial energiya sirtidagi har bir minimumga muayyan yadroviy konfiguratsiya to‘g‘ri kelib, undagi eng chuqur minimumga molekulalar sistemasidagi yadrolarni asosiy holati mos keladi. Qolgan energiya minimumlari esa shu molekulani qo‘zg‘atilgan holatdagi konfiguratsiyalariga to‘g‘ri keladi. Ya‘ni, bitta molekulyar sistema uchun turlicha yadroviy energetik holatlar mavjud bo‘lib, ularning har biri o‘zining elektronlar taxsimotiga va o‘zining xossalar majmuasiga ega bo‘ladi. Lekin bir konfiguratsiyali holatdan ikkinchisiga o‘tish energetik minimumlarini ekvivalent emasligi va yetarlicha chuqurligi evaziga juda qiyin bo‘ladi. Shuning uchun ularni har biridagi yadro holatlarini bir xil tarkibdagi atomlarni turlicha kimyoviy bog‘lar bilan birikkan holatlari sifatida qaralib, ularni izomerlar deb yuritiladi. Izomerlarga misol sifatida benzol, ful‘ven, benzvalen, priz- man va boshqalarni ko‘rsatish mumkin. |
