Konfiguratsiya, konformatsiya, egiluvchanlik

Polimerlarning faza-agregat va relaksatsion holatlari. 

---

Agregat holatlar deyilganda, jismlarni tashqi ta’sirlar (mexanik, issiqlik va 
boshqalar) tufayli o’z shaklini saqlashi yoki o’zgartirishi tushuniladi. Past molekulyar 
birikmalar uchun ularni bir-biridan joylashishi bo’yicha, zichligi va harakati bilan 
ajratib turadigan uchta agregat, ya’ni gaz, suyuq va qattiq holatlar mavjuddir. 
Polimerlar tuzilishining o’ziga xosligi va molekulalaroro o’zaro ta’sirlashish 
energiyasining nihoyatda yuqori bo’lganligi sababli, ularni gaz holatiga o’tkazib 
bo’lmaydi. Shuning uchun ham polimerlarda faqat suyuq va qattiq agregat 
holatlargina mavjuddir. 
Polimerlarning qattiq agregat holati makromole-kulalarni yuqori darajada zich 
joylashishi va ular o’rtasida nihoyatda qisqa masafalar bo’lishi bilan xarakterlanadi. 
Unda makromolekulalar ilgarilanma va aylanma harakat qilish imkonitiga ega 
bo’lmaydi va faqat tebranma harakat qiladi. Bunday tebranma harakat chastotasi 
10
12
-10
13
Gst atrofida bo’ladi. Makromolekulalar tashqi kuchlar ta’sirida o’z 
shaklining o’zgarishiga qattiq qarshilik ko’rsatadi va elastiklik namoyon qiladi. 
Polimerlar suyuq agregat holatida makromolekulalar erkinroq harakat qilish 
imkoniyatiga ega bo’lib, tashki ta’sirlar ostida tebranma harakatdan tashqari 
ilgarilanma harakat ham qiladi. Bunday harakat tufayli o’z shaklini osongina 
o’zgartiradi, ammo makromolekulalararo ta’sir-lashish yuqori darajada saqlanib 
qoladi. 
Polimerlarning suyuq va qattiq agregat holatlarda bo’lishi ularni ma’lum bir 
mukammal tizimlar sifatida namoyon bo’lishini ta’minlaydi. Bunday tizimlarga 
agregat holatlaridan tashqari fazaviy va relaksastion holatlar ham xos bo’ladi. Ular 
quyidagicha ta’riflanadi: 
-tizim - tashqi muhitdan fikran ajratilgan va o’zaro ta’sirlashishda bo’lgan jism 
yoki jismlar guruhi; 
-gomogen tizim - bu ma’lum hajmda o’zining xossalari bilan bir biridan ajratib 
turuvchi chegaraga ega bo’lmagan polimerlar yoki polimer zarralar tizimidir; 
-geterogen tizim -bu ma’lum hajmda sirtiy ajralishga ega bo’lgan polimerlar yoki 
polimer zarralar tizimidir; 
-bir jinsli tizim - hajmining barcha qismida bir xil tarkibli (kimyoviy bir jins) va 
bir xil xossali (fizikaviy bir jins) polimerlar tizimidir; 
-bir jinslimas tizim -bir jinsli tizimning teskarisi bo’lib, agarda uning xossalarini 
o’zgarishi sirtqi ajralishlarsiz amalga oshsa, u gomogen tizim ham bo’lishi mumkin; 
-faza - bu tizimning barcha gomogen, ya’ni tarkibi, kimyoviy va fizikaviy 
xossalari bir xil, hamda modda miqdoriga bog’liq bo’lmagan polimerlar yoki polimer 
qismlarining to’plamidir; 
Polimerning u yoki bu fazaviy holatga tegishli ekanligi, uning ichki holati, 
ya’ni molekulalarning bir-biriga nisbatan joylashishi va strukturasi bilan aniqlanadi. 
Bunda, muayyan termodinamik sharoitda muvozanat holati polimerning aniq bir 
fazaviy holati - amorf yoki kristall holati bilan belgilanadi. Polimerlarda fazaviy va 
agregat holatlar odatda bir biriga mos kelmaydi. Masalan, amorf polimerlar suyuq 
fazaviy holatida agregat holati bo’yicha ham qattiq (shishasimon, yuqori oquvchan), 
ham suyuq (qovushoq oquvchan) bo’lishi mumkin. Bunda struktura elementlarining 
tartiblanishi ikki tushuncha, ya’ni yaqin va uzoq tartiblar bilan xarakterlanadi. 

---

Uzoq tartib deb atom, atom guruhlari yoki makromolekulalarning joylashishi 
shunday qat’ian tashkil bo’lishi kerakki, unda birlik struktura elementining 
o’lchamidan nihoyatda katta (yuz va ming barobar) masofalarda ham umumiylik 
saqlanishi lozim. Bunday geometrik shaklga erkin ichki energiyaning minimum 
miqdori to’g’ri kelishi, ya’ni samarali molekulyar harakatning namoyon bo’lmasligi 
strukturaviy elementlarning fazoda tartibli joylashishini yoki kristall fazasini hosil 
qiladi. Bu fazoda uch o’lchamli uzoq tartibli geometrik shaklni ifoda etadi.
Agar issiqlik harakati tufayli molekulalarning tartibli joylashishi noqulay 
bo’lsa, polimer amorf, ya’ni shaklsiz holatda bo’ladi. Bunda makromolekulalar juda 
yaqin masofalardagina umumiylikni namoyon qiladi va bu yaqin tartibli struktura 
deyiladi. Yaqin tartibli struktura asosan amorf polimerlarga tegishlidir.
Polimer sistemasini deformatsiya qilish uni muvozonat holatidan nomuvozanat 
holatiga o’tkazadi. Bunda sistemani tashkil etuvchi elementlar issiqlik harakati 
oqibatida o’zining dastlabki holatiga qaytishga, ya’ni tashqi deformastion kuchlanish 
ta’sirini susaytirishga yoki bo’shashtirishga intiladi. Bu o’tish, ya’ni nomuvozanat 
holatdan muvozanat holatga qaytish ma’lum vaqt davomida amalga oshadi va 
relaksatsiya (relax inglizcha bo’shashtirish) deyiladi. Oddiy hollarda ma’lum bir fizik 
parametrning vaqt davomida susayishi sistemani muvozanat holatdan og’ishini 
ko’rsatadi (II.5.1-rasmga qarang). Bu o’zgarish eksponensial tavsifga ega bo’lib, 
analitik ko’rinishda ifodalanadi. 
S 

 S
o
e
-t/

(II.5.1) 
bu yerda t - kuzatish vaqti; 

- relaksatsiya vaqti bo’lib, uning miqdori 

 

 tS 

 S
o
e
-1
 

 
S
o
/e shartidan S parametrning e marta o’zgarish vaqti kabi aniqlanadi. 
Polimerlar holati va harakatini o’rganishda hamma vaqt ular uchun ikkita, 
ya’ni tajriba (kuzatish) vaqti va tizimni ichki o’zgarishini ifodalovchi relaksatsiya 
vaqti mavjudligini inobatga olish zarurdir. Polimerlarda bir nechta relaksatsiya 
vaqtlari mavjud bo’lib, ulardan eng ko’p ishlatiladigani doimiy deformatsiya 
paytidagi kuchlanish relaksatsiyasidir. U doimiy deformatsiya (

 

 const) paytida (

) 
kuchlanishning vaqt davomida o’zgarish grafigidan aniqlanadi. Bunday grafikni 
umumiy ko’rinishlari II.5.2-rasmda keltirilgan. Ideal egiluvchan polimer jismlar 
uchun kuchlanish vaqt davomida deyarli doimiydir (1-grafik II.5.2-rasm) va (II.5.1) 
formulaga muvofiq relaksatsiya vaqti 

 

 

dir. Real qattiq holatdagi polimerlar 
uchun bu ko’rsatgich 


10
13 
s tartibda bo’ladi. 
II.5.1-rasm. Ixtiyoriy polimer 
parametri (S) ning vaqt (t)
davomida susayish grafigi. 

---

Nyuton suyuqliklari uchun relaksatsiya vaqti 


0 (2- grafik) va real 
suyuqliklar uchun bu ko’rsatgich nihoyatda kichik 


10
-8 

10
-9
s. Bu maxsus 
tajribalar orqaligina aniqlanishi mumkin. Ammo polimerlar uchun relaksatsiya 
vaqtini aniqlashda Maksvell modeli (II.5.3-rasm qarang), ya’ni qovushoq eguluvchan 
jism modeli ko’proq yaqin keladi. 
Bunga muvofiq kuchlanishning susayishi eksponenstial qonun bo’yicha o’zgaradi (3-
grafik) va relaksatsiya vaqti dempferdagi suyuqlik qovushoqligini (

) prujinaning 
egiluvchanlik moduli (E) ga nisbati bilan aniqlanadi, ya’ni 

 

 

/E. Aslida real 
makromolekulalar uchun relaksatsiya vaqti to’plami (relaksatsiya vaqti spektri) 
mavjuddir. Bu alohida olingan makromolekulalarning to’liq relaksatsiya vaqtini, 
shuningdek segmentlar, zvenolar, ma’lum guruhlar va atomlarning relaksatsiya 
vaqtlarini ifodalaydi.