A. V. Umarov, G’. I. Muxamedov, X. O. Qo’chqorov // Polimerli kompozit materiallar fizikasi
-rasm. Makromolekulalar zanjiri ko’rinishlari
Download 3.62 Mb. Pdf ko'rish
|
Polimer kompozitlar fizikasi-Umarov compressed
|
1.2-rasm. Makromolekulalar zanjiri ko’rinishlari.
l p –kattalik zanjirning persistent (barqaror) uzunligi. Polietilen uchun ( ). Bu yerda l 0 –bir necha angstremli kattalik. Barqarorli holat mexanizmida polimer zanjiri bukiluvchan- ligining burilish izomeriyasi juda kichik, konformatsiya esa, valent burchaklar deformatsiyasi evaziga ro‘y beradi. 11 Kinetik bukiluvchanlik – Y uqorida aytilganidek, qo‘shni uglerod bog‘larni biri ikkinchisiga nisbatan trans yoki gosh holatni egallashi mumkin. Bir energetik holatdan ikkinchi ener- getik holatga o‘tish vaqti , holatlarni ajratuvchi U–energetik to‗siq (bar‗yer) balandligiga bog‘liq. Agar U energiya kT energiyadan biroz katta bo‘lsa, unda to‗siq deyarli yo‘q hisobi va izomeriya (trans konformerdan gosh konformerga va aksincha o‘tish) ~10 -11 s vaqt orasida ro‘y beradi. Bu holda zanjir dinamik bukiluvchanlikka ega. Agar U>>kT bo‘lsa, o‘tish vaqti eksponentali kattalashib boradi: ( * Bu yerda –barqarorlilik vaqti, –molekulada atomlar tebranish davri (~10 -13 s). Statistik nuqtai nazardan (ya‘ni trans va gosh o‘tishlar orasidagi energetik farq <<kT) yuqori aylanish to‘sig‘iga ega bo‘lgan (masalan ulkan yon guruhlarga va bukiluvchan asosga ega) juda bukiluvchan molekulalarni topish mumkin. Bunday moleku-lalar bitta konformatsiya holatida qotib qolgan o‘ram ko‘rinishida bo‘ladi. Makromolekulani bukiluvchanligi asosiy zanjirdagi kovalent bog‘larni kimyoviy tabiatiga va yon guruhlarni xarakteristika- lariga (qutblanish, o‘lchamlar va shunga o‘xshash) bog‘liq bo‘ladi. Zanjirli makromolekulalarda –bog‘ bo‘yicha ichki molekulyar aylanish erkinligi va ularni bukiluvchanlik darajasi ichki va molekulalararo o‘zaro ta‘sirni (vodorod bog‘lar, dipol- dipolli o‘zaro ta‘sir va shunga o‘xshash) shuningdek, hajmiy o‘rindoshlarni (R) cheklaydi. 12 Berilgan kimyoviy tuzilmali polimer uchun bukiluvchanlik molekulyar massa va makromolekula uzunligi bilan aniqlanib, bu parametrlar ortishi bilan bukiluvchanlik ortib boradi. Bukiluv- chan zanjirli polimerlar (masalan, polietilen, polibutadien, poliizopren, polivinilxlorid) keng oraliqdagi mumkin bo‘lgan konformatsiyalarga egaligi bilan xarakterlanadi (o‘ralgan holatdan to‘g‘rilangan holatdagiga qadar). Bir konformatsiyadan boshqasiga o‘tish imkoniyatini mavjudligi bunday polimerlarning o‘ziga xos xususiyatlarini, birinchi o‘rinda yuqori elastikligini, yo‘nalish olish qobiliyatini va ustmolekulali kristall tuzilma hosil qilishini belgilaydi. Qattiq zanjirli polimerlar konformatsiyalar bilan cheklangan bo‘lib, uning natijasi sifatida bu polimerlar (masalan, poliamidlar va aromat poliamidlar) osongina ham qattiq, ham suyuq, shuning- dek, suyuq kristall holatdagi anizotrop sistemani shakllantira oladi. Egiluvchanlikni miqdoriy xarakterlovchi kattaliklarga statistik segment va barqarorli uzunlik kiradi. Statistik segment – bu zanjirni minimal bo‘lagi bo‘lib, uning uzunlik davomiyligida oxirgi bo‘g‘inni fazodagi holati, boshlang‘ich holatga bog‘liq bo‘lmay qoladi. Persistent (barqaror) uzunlik – bu zanjirni o‘zgarmas egrilikdagi minimal bo‘lagi bo‘lib, uning uzunlik davomiyligida boshlang‘ich va oxirgi nuqtalardagi urunmalar orasidagi burchak bir xilda qoladi. Makromolekulani bukiluvchanligini baholashda shu uzunlikdan foydalaniladi. Ko‘rinadiki, bu parametrlar qancha katta bo‘lsa, makromole- kula bukiluvchanligi shuncha kichik bo‘ladi. Odatda statistik segment barqarorli uzunlikdan ikki marta ortib ketadi. 13 Statistik segment va barqaror uzunliklar kattaliklarini tajribada yorug‘likni sochilishi va qovushoqlikni o‘lchash usullari yordamida aniqlanadi. Barcha polimerlar tarkib bo‘yicha organik, elementorganik va noorganik polimerlarga bo‘linadi. Organik polimerlar organik radikallar (CH 3 , C 6 H 3 , CH 2 ) ishtirokida shakl- lanadi, bular smola va kauchuklardir. Organik elementli polimer- larda esa, asosiy organik radikallar zanjirida noorganik atomlar (Ti, Si, Al) organik radikallar bilan birgalikda qatnashadi. Tabiatda ular uchramaydi. Sun‘iy hosil qilinganlariga organik kremniyli birikmalar misol bo‘la oladi. Noorganik birikmalar Si, Al, Mg, Ca va boshqalar oksidlari- dan tashkil topadi. Ularga keramika, asbest, slyudalar kiradi. Zanjirdagi monomer bo‘g‘inlar turiga qarab polimerlar gomopolimerlar va sopolimerlarga bo‘linadi. Gomopolimerlar bir xil bo‘g‘inlardan tashkil topadi (masalan, -A-A-A-), sopolimerlar esa, ikki yoki undan ortiq bo‘g‘inlardan tashkil topadi (masalan, -A-B-C-). Sopolimerlar statistik –A-B-B-A-B-A-A-A-B-B- bo‘g‘inlar (noregulyar – tartibsiz joylashuvi) va takroriy –A-B-A-B- (bo‘g‘inlarni regulyar tartibli) bo‘g‘inlar guruhlariga bo‘linadi. Odatda blok sopolimer va singdirilgan sopolimerlar farqlanadi. Blok sopolimerlar har bir turdagi bo‘g‘inlarni uzun ketma- ketligidan –A-A-A-A-A-B-B-B-B-A-A-A-A- tashkil topadi va uning nomida tashkil etgan bo‘g‘in ko‘rsatiladi [masalan, poli (stirol-blok-metilakrilat)]. Sinchlangan (armirlangan) sopolimerlar asosiy zanjirida bir monomer bo‘g‘inlari bo‘lib, yonlarida boshqa xil monomer bo‘g‘inlar joylashadi. 14 -A-A-A-A-A- -B-B-B-B- Makromolekulani asosiy zanjiri tarkibiga qarab polimerlar gomozanjirli va geterozanjirlilarga bo‘linadi. Gomozanjirli polimerlar bir xil atomlardan tashkil topgan asosiy zanjirga ega bo‘ladi. Agar u uglerod atomlaridan tashkil topgan bo‘lsa, bunday polimerlarni karbonzanjirli polimer deyi- ladi (polietilen, polistirol va boshqalar). -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - Agar bosh zanjir kremniy atomlaridan tashkil topgan bo‘lsa, kremniy zanjirli polimer deyiladi . Geterozanjirli polimerlarda bosh zanjir turli xil atomlardan tashkil topadi. -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O--CH 2 -CH 2 -O-. Polimerlar makromolekulasi tuzilishiga ko‘ra chiziqli, tarmoqlangan, to‘rsimon va fazoviy polimerlarga bo‘linadi. Polimer surfaktantlar – poliamfolitlar asosidagi sirt faol moddalar bo‘lib, nanozarrachalarni barqarorlashtiradi. Makromolekulalarni yo‘nalishli tartibdagi kristalli fibrilla deb ataladi. Egiluvchan zanjirlarni ma‘lum qalinlikda qatlangan va kristallangan tuzilishi lamella deb ataladi. Polimerlarni ko‘plab xossalari ulardagi amorf va kristall fazalarni o‘zaro munosabatlariga, ya‘ni kristallanish darajasiga bog‘liq bo‘ladi. Tadqiqotlar natijlariga ko‘ra, polimerlarda kristall tuzilishni tashkil bo‘lish belgisi tasmasimon monokristallilar – lamellalar bo‘lib, ularda kristallni keng yassi tekisligiga tik holda 15 zichlashib joylashib boradi. Lamellaning qalinligi 100-150 A 0 , kengligi va uzunligi bir necha mikrometrgacha bo‘lishi mimkin. Kristallanayotgan makromolekula uzunligi lamella qalinligidan ancha ortiq bo‘ladi va kristallga joylashishi uchun makromole- kula ko‘p martalab yig‘iladi. Makromolekula yig‘ilishi tempera- tura, erituvchi, polimerni molekulyar massasiga qarab turlicha bo‘lishi mumkin (1.3-rasm). a) b) c) d) Download 3.62 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|