Joba: Polimerlarning dúzilisi hám qásiyetleri

Tema:Polimeranalogik reakciyalar massada emociyada eritpeler
Joba:
1. Polimerlarning dúzilisi hám qásiyetleri
2. Injenerlik polimerlari
3. Polimerlarning molekulyar dúzilisi

Polimer ózgeshelikleri ádetde ózgeshelik belgilenetuǵın ólshewge, sonıń menen birge onıń fizikalıq tiykarına qaray bir neshe klasslarǵa bólinedi. Bul elementlardıń eń tiykarǵı sapası onıń quramındaǵı monomerlardıń ayriqshalıǵı. Mikrostruktura dep atalıwshi ekinshi ayrıqshalıqlar kompleksi mánisi tárepinen bul monomerlerdin’ polimerde jaylasqanlıǵın bir Ts masshtabında ańlatadı. Bul tiykarǵı strukturalıq ayrıqshalıqlar bul elementlardıń tiykarǵı fizikalıq qásiyetlerin anıqlawda úlken rol oynaydı, bul bolsa polimerdıń makroskopik material retinde ózin qanday tutıwın kórsetedi. Nano ólshewdegi ximiyalıq ayrıqshalıqlar shınjırlardıń hár qıylı fizikalıq kúshler arqalı óz-ara tásirin suwretleydi. Makroskalada olar tiykarǵı polimerdıń basqa ximiyalıq elementler hám eritiwshiler menen óz-ara tásirin kórsetedi.

Polimerdi quraytuǵın qayta birliklerdiń ayriqshalıǵı onıń birinshi hám eń zárúrli atributı bolıp tabıladı. Bul elementlardıń nomenklaturasi ádetde Polimerdi quraytuǵın monomerik qaldıqlardıń túrine tiykarlanadı, tek bir túrdegi qayta birlikti óz ishine alǵan polimerlar homo-Polimer dep ataladı. Usınıń menen birge, eki yamasa odan artıq túrdegi qayta birliklerdi óz ishine alǵan Ps kopolimerlar dep ataladı. Terpolimerlarda úsh túrdegi qayta birlikler bar.

Mısalı, polistirol tek stirol monomerik qaldıqlarınan ibarat hám sol sebepli homo-Polimer dep klassifikaciyalanadı. Basqa tárepden, etilen vinil asetat quramında bir neshe tákirarlanatuǵın birlik ámeldegi hám usınıń sebebinen kopolimer esaplanadı. Birpara biologiyalıq Ps júdá kóp hár qıylı, biraq dúzilisi menen baylanıslı bolǵan monomerik qaldıqlardan ibarat ; mısalı, DNK sıyaqlı polinukleotidlar tórt túrdegi nukleotid subbirliklarinan ibarat.
Ionlastırılatuǵın subbirliklarni óz ishine alǵan polimer molekulası polielektrolit yamasa ionomer retinde belgili.

Polimer dıń mikroyapısı (geyde konfiguratsiya dep da ataladı ) monomerik qaldıqların magistral boylap fizikalıq jaylasıwı menen baylanıslı. Olar ózgeriwi ushın kovalent baylanısıwdı úziwdi talap etetuǵın II dúzılıw elementleri. Dúzılıw polimerdıń basqa qásiyetlerine kúshli tásir kórsetedi. Mısalı, tábiyiy kauchuktıń eki úlgisi, olardıń molekulalarında birdey monomerlar sonda da, hár túrlı shıdamlılıǵın kórsetiwi múmkin.

Polimerlarning dúzilisi hám qásiyetleri
Bul noqat anıqlıq kirgiziw ushın júdá zárúrli bolıp tabıladı. Polimer strukturasınıń zárúrli mikrostrukturaviy ózgesheligi onıń arxitektorshilig’i hám forması bolıp, olar tarmaq noqatlarınıń ápiwayı sızıqlı shınjırdan shetleniwine alıp keledi. Bul elementtıń tarvaqaylab ketken molekulası bir yamasa bir neshe qaptal shınjırlar yamasa orınbasar shaqları bolǵan tiykarǵı shınjırdan ibarat. Tarvaqaylab ketken Ps túrlerine juldız, taraqsimon polimer, sabınlaǵısh polimer, dendronlangan, nárwan hám dendrimerler kiredi. Tapologik tegislik menen tákirarlanatuǵın birliklerden shólkemlesken eki ólshewli polimerler da bar. Polimer materialın hár túrlı túrdegi apparatlar menen sintez qılıw ushın hár qıylı texnikalerdan paydalanıw múmkin. Mısalı janlı polimerizatsiya.

Basqa pazıyletler

Polimerlardin’ quramı hám dúzilisi olar haqqındaǵı pa’nde qanday etip dallaniw qatań polimer shınjırdan shetlaniwine alıp keliwi menen baylanıslı. Dallaniw tosınarlı túrde júz beriwi múmkin yamasa reakciyalar málim arxitektorshiliqqa jóneltirilgen bolıwı múmkin. Bul zárúrli mikroyapı ózgesheligi. Polimer arxitektorshilig’i onıń kóplegen fizikalıq qásiyetlerine tásir etedi, sonday-aq eritpediń jabısatuǵınlıǵı, erigenligi, hár qıylı quramdaǵı eriwsheńligi, aynaǵa ótiw temperaturası hám eritpedegi bólek polimer rulonlardin’ úlkenligi. Bul quramındaǵı strukturalıq bólimlerdi hám polimerlardin’ dúzilisin úyreniw ushın zárúrli bolıp tabıladı.

Polimer molekulasınıń ósip baratuǵın ushi (a) keyin basıp yamasa (b) basqa polimer shınjırǵa ornatılǵanda, ekewi de vodorodtıń shıǵarılıwı sebepli orta shınjır ushın ósiw zonasın jaratıwda payda bolıwı múmkin.

Dallaniw menen baylanıslı tásir ximiyalıq óz-ara baylanıslılıq bolıp tabıladı - shınjırlar ortasında kovalent baylanısıw payda bolıwı. Óz-ara baylanısıw Tg ni asırıwǵa, kúsh hám bekkemlikti jaqsılawǵa umtıladı. Basqa usıllardan tısqarı, bul process altıngugurtti óz-ara bóliwge tiykarlanǵan vulkanizatsiya dep atalatuǵın processda kauchuklerdi sertleştirmek ushın isletiledi. Mısalı, avtojalg’aw shinalari, hawa aǵıwın kemeytiw hám olardıń shıdamlılıǵın asırıw ushın joqarı kúshke hám óz-ara baylanısıw dárejesine iye. Basqa tárepden, elastik zımbalamaz, bul kauchukti tazalawǵa múmkinshilik beredi hám qaǵazǵa ziyan tiyiwinin’ aldın aladı. Sap altıngugurtti joqarı temperaturalarda polimerizatsiyasi, eritilgan jaǵday daǵı joqarı temperaturalarda ne ushın jabısatuǵın bolıwın da túsintiredi.
Tarmaq
Joqarı dárejede óz-ara baylanısqan polimer molekulası polimer mash dep ataladı. Shınjırǵa shınjırǵa (C) jetarlishe joqarı koefficient sheksiz dep atalatuǵın tarmaq yamasa geldin’ payda bolıwına alıp keliwi múmkin, ol jaǵdayda hár bir bunday filial keminde bir-birine baylanısqan.

Tiri polimerizatsiyanin’ úzliksiz rawajlanıwı menen bul elementlardıń ayriqsha arxitekturaǵa iye sintezi barǵan sayın ańsatlasip atir. Juldız, taraq, sabınlaǵısh, dendronlangan, dendrimer hám halqa polimerlari sıyaqlı arxitektorshılıq múmkin. Quramalı arxitekturaǵa iye bolǵan bul ximiyalıq birikpeler arnawlı saylanǵan baslanǵısh birikpeler járdeminde yamasa aldın bir-biri menen birigiw ushın keyingi reakciyalarǵa ushraytuǵın sızıqlı shınjırlardı sintez qılıw arqalı sintez etiliwi múmkin. Tied Ps bir polimer shınjırında (kompyuterde) kóplegen molekula ishi siklizatsiya birliklerinen ibarat.

Ulıwma alǵanda, dallaniw dárejesi qanshellilik bálent bolsa, polimer shınjırı sonshalıq maslasadı. Olar sonıń menen birge, shınjırdıń shálkesip ketiwine, bir-birinen ótip ketiw qábiletine tásir etedi, bul bolsa óz gezeginde tiykarǵı fizikalıq ayrıqshalıqlarǵa tásir etedi. Uzaq shınjırlı shtammlar qosıwdaǵı baylanısıwlar sanın kóbeytiw arqalı polimerlardin’ bekkemligin, miytinligin hám aynaǵa ótiw temperaturasın (Tg) jaqsılawı múmkin. Basqa tárepden, C nıń tosınarlı hám qısqa ma`nisi shınjırlardıń bir-biri menen óz-ara tásir qılıw yamasa kristallasiw qábiletiniń aynıwı sebepli materialdıń bekkemligin tómenletiwi múmkin, bul polimer molekulalarınıń dúzilisi menen baylanıslı.
Dallaniwdin’ fizikalıq ayrıqshalıqlarǵa tásiri mısalın polietilenen tabıw múmkin. Joqarı tıǵızlıqtaǵı polietilen (HDPE) júdá kem dallaniw dárejesine iye, salıstırǵanda qattı. Mısalı denedegi qalqanlardı óndiriste isletiledi. Basqa tárepden, tómen tıǵızlıqtaǵı polietilen (LDPE) júdá kóp uzın hám qısqa ayaqlarǵa iye, salıstırǵanda maslasıwshı hám plastik plyonkalar sıyaqlı tarawlarda qollanıladı. Polimerlardin’ ximiyalıq dúzilisi naǵız ózi paydalanıw ushın qolaylı esaplanadı.


Dendrimerler - bul hár bir monomer birliginde tarmaqlanıw noqatı bolǵan, shuwalasip ketken polimerdin’ bólek jaǵdayı bolıp tabıladı. Bul molekulalar ara shınjırdıń quramalasıwı hám kristallaniwin kemeytiwge umtıladı. Tiyisli arxitektorshılıq, dendritik polimer ideal dárejede shuwalasip qoyılmaǵan, biraq joqarı dárejedegi dallaniwi sebepli dendrimerlerge uqsas ayrıqshalıqlarǵa iye.
Polimerleniw processinde júzege keletuǵın strukturanıń quramalılıǵı dárejesi isletilingen monomerlerdin’ islewine baylanıslı bolıwı múmkin. Mısalı, stiroldin’ erkin radikal polimerizatsiyasinda 2 funktsionallıqqa iye divinilbenzol qosılsa, shuwalasip ketken polimer payda bolıwına alıp keledi.
Injenerlik polimerleri
Injenerlik polimerlerine kauchuk, plastmassa, plastmassa hám elastomer sıyaqlı tábiyiy materiallar kiredi. Olar júdá paydalı shiyki o’nim. Sebebi olardıń strukturaların ózgertiw hám materiallar islep shıǵarıw ushın maslastırıw múmkin:

bir qatar mexanik ayrıqshalıqlarǵa iye;

reńlerdiń keń assortimentinde;
hár túrlı ashıqlıq qásiyetlerine iye.
Polimerlarning molekulyar dúzilisi
Polimer kóplegen ápiwayı molekulalardan ibarat bolıp, olar monomerler (M) dep atalǵan sistemalı birliklerdi tákirarlaydı. Bul elementtıń bir molekulası júzlegen den million monomerlerge shekem bolǵan muǵdardan ibarat bolıwı hám sızıqlı, shubatilip qoyılǵan yamasa retikulyar dúzılısge ıyilewi múmkin. Kovalent baylanıslar atomlardi bir-birine baylanıstırıp turadı, keyininen ekilemshi baylanısıwlar polimer shınjırları gruppaların bir-birine baylanıstırıp, polimerial payda etedi. Kopolimerlar bul elementtıń eki yamasa odan artıq hár túrlı monomer túrlerinen shólkemlesken túrleri.

Polimer organikalıq element bolıp tabıladı hám hár qanday bunday túrdegi elementlardıń tiykarın uglerod atomlari shınjırı quraydı. Uglerod atominin’ sırtqı qabıǵında tórt elektron bar. Bul valentlik elektronlarınıń hár biri basqa uglerod atomi yamasa biytanis atom menen kovalent puw payda etiwi múmkin. Polimerdin’ dúzilisin túsiniwdiń gilti sonda, eki uglerod atomlari ush ulıwma baylanısqa ıyelewi múmkin hám basqa atomlar menen baribir baylanısadı. Bul ximiyalıq birikpede eń kóp ushraytuǵın elementler hám olardıń valentlik nomerleri:
1 valentlik elektronı bolǵan H, F, Cl, Bf hám I;
2 valentlik elektronı bolǵan O hám S; n
3 valentli elektronlar menen hám C hám Si
4 valentli elektronlar menen.

Polietilen mısalı

Molekulalardıń uzın shınjır payda etiw qábileti polimer payda etiw ushın júdá zárúrli bolıp tabıladı. Etan gazınan, C2H6 dan tayarlanǵan polietilen materialın kórip shıǵamiz. Etan gazı shınjırında eki uglerod atomiga iye hám olardıń hár biri basqası menen eki valentli elektronǵa iye. Eger eki etan molekulası bir-birine baylanısqan bolsa, hár bir molekula daǵı uglerod baylanısıwlarınan birewi aynıwı múmkin hám eki molekula uglerod -uglerod baylanısı menen birlestiriliwi múmkin. Eki metr jalǵanǵannan keyin, basqa esaplag’ishlardi yamasa polimer shınjırlardı jalǵaw ushın shınjırdıń hár bir ushina taǵı eki bos valentli elektron qaladı. Process molekulanıń hár bir ushina ámeldegi bolǵan baylanısıwdı toldıratuǵın basqa ximiyalıq (terminator) qosılıwı menen toqtatilg’ang’a shekem kóbirek metr hám polimerlardi bir-birine bóliwde dawam etiwi múmkin. Buǵan sızıqlı polimer dep ataladı hám termoplastik bóliw ushın qurılıs blogı bolıp tabıladı.

(c) (d)
Polimer shınjırı kóbinese eki ólshewde kórsetiledi, biraq olardıń úsh ólshewli polimer dúzilisine iye ekenligin atap ótiw kerek. Hár bir baylanısıw 109° dárejegeshe, sol sebepli uglerod magistrali TinkerToys shınjırı sıyaqlı kosmos boylap háreketlenedi. Stress qollanılǵanda, bul shınjırlar sozılıp ketedi hám sozılıw polimer kristallı strukturalarǵa qaraǵanda mińlaǵan ret úlkenlew bolıwı múmkin. Bul polimerlardin’ strukturalıq qásiyetleri.