Kristall va kristallanuvchi polimerlarni mexanik xossalari

CHO’ZILGANDA KRISTALLANISH. MOLEKULYAR STRUKTURANI KRISTALLASHGA BOG’LIQLIGI.
KRISTALL VA KRISTALLANUVCHI POLIMERLARNI MEXANIK XOSSALARI.
REJA:
1.Kristal va amorf jismlar.
2.Suyuq kristallar.
3.Qattiq jismlarning mexanik xossalari.
4.Biologik to’qimalarning mexanik xossalari.
5.Xulosa
6.Adabiyotlar

KRISTALL VA AMORF JISMLAR.POLIMERLAR

Kristall holatlarning farqli alomati anizatropiyadir,yani
(Mexanik,issiqlik,elektrik,optik) xossalarning yo`nalishiga bog`liq bo`lishidir.
Kristall anizatropiyaning sababi ularni tashkil etgan atom va molekulalarning tartibli joylashgandan iborat bo`lib,ayrim monokristallarning tashqi ko`rinishi muntazam geometrik bo`lishida namoyon bo`ladi.Biroq,odatda,kristall jismlar polikristallaribir biri bilan tutashib tartibsiz joylashgan ayrim kichkina kristallar (kristalitlar) hosil qiladi.
Ionli kristallarning kristall panjaralari tugunlarda turli xil ishoralarda joylashadi. Ular o`rtasidagi o`zaro tasir kuchlari Kulon kuchlaridir. Bunday kristall umuman bi butun molekula sifatida qaraladi. Atom krisstal panjaralarasi tugunlari neytral atomlar bilan band bo`lib,ular orasida kovalentbog`lanishli tasirlar mavjud.Metall panjaraning barcha tugunlarida metall musbat ionlari joylashgan.Ular orasida elektronlar xaotik harakatlanadi.
Energetik nuqtai nazardan qaralagnda ideall kristall ideal gazga qarama qarshi dir. Ideal gazlar o`zaro tasir energiyasining absolyut qiymati molekulyar tatibsiz issiqlik harakatining o`rtacha energiyasi Kt dan ancha kamdir.

Amorf jismlarning asosiy makroskopik xususiyati ular xossalarining tabiiy izotropiyasida va jismlarning ichki tuzilishiga ko`ra muayyan erish nuqtasining yo`qligidir

Amorf holda bo`lgan jismlar I ichki tuzilishidagi eng muhim xususiyat kristall holat uchun xos bo`lan uzoq tartibning yo`qligi, ya`ni butun jism bo`yicha atom va atomlar guruhining barcha yo`nalishlarda gi joylashish larida jiddiy takrorlanishning yo`qligidir.

Shu bilan birga amorf holdagi moddalarda yaqin tartib ya`ni yondosh zarrachalar joylashishida muayyan tartib mavjuddir. Masofa ortishi bilan bu tartib kamayib boradi.Amorf jismlar ichki tuzilishida zarrachala r kam tartibli bo`lgani uchun bir xil sharoitlarda kristallarga qaraganda katta solishtirma hajmga, entropiyaga va ichki energiyaga ega bo`ladi.

Molekulalari ko`p miqdordagi atomlardan yoki atomlar guruhidan tuzilgan va kimyoviy bog`lanishlar birlashtirilgan uzun zanjir ko`rinishdagi moddalar polimerlar deyiladi.Polimerlarning kimyoviy tuzilishing o`ziga xos xususiyatlari ularning maxsus fizik xossalarini yuzaga keltiradi.

Polimer moddalar past molekulali moddalardan o`zining mexanikxossalari bilan keskin farq qiladi. Malumki qattiq jismlarning kichik qaytuvchan deformatsiyalarida katta mustahkamlik xarakterli . Suyuqliklar juda kichik mustahkamlikka ega bo`lsada chegaralanagan deformatsiyalanish xossasiga ega.Polimerlar-mexanik xossalari jiihatdan qattiq jism va suyuqliklar xossalarining birlashmasidan tashkil topgan materiallardir. Ular yetarlicha mustahkam va shu bilan birga yetarlicha katta qaytuvchan deformatsiyalanish qobilyatia ega.

Deyarli barcha jonivorlar va o`simliklardan olingan materiallar,masalan,jun,muguz,soch,ipak,paxta,tabiiy kaucuk va boshqalar,shuningdek turli genetik materiallar sintetik kauchuk plastmassalar polimer moddalar hisoblanadi

Yuqori molekulyar strukturalarni akademik V.A.Kargin to`rtta asosiy guruhga ajratgan:

Globulyar struktura(yakka molekulyar yoli molekulalar guruhi yig`ilgan)
Polosuli struktura(yuqori elastik holatdagi barcha polimerlar strukturasi)
Fibrillyar struktura(chiziqli pachkalar yoki ularning cho`zinchoq shaklini saqlovchi to`plamlari.)
Yirik struktura(sferolitlar, yakka kristallar va hokazo)

SUYUQ KRISTALLAR

Ham suyuqliklar, ham kristallar xossasiga ega bo`lgan moddalar suyuq kristallar deb ataladi.
Bu moddala r o`zining mexanikxossalari jihatidan suyuqlikka o`xshaydi, ya`ni oquvchandir Optik xossalari jihatidan suyuq kristallar o`zing anizatrop kristallar kabi namoyon qiladi, yani qutublanish tekislgini aylantiradi,nurlarni ikki marta sindira oladi va hokazo. Ko`pincha moddaning suyuq kristall holatimuayyan biron temperatura oralig`ida namoyon bo`ladi , bundan yuqori temperaturada u suyuq amorf holatida , past temperaturada esa qattiq kristall holatda bo`ladi.

Suyuq kristallarning bunday ikkilangan xossaga ega bo`lishi uning ichki tuzilishi bilan bog`liq. Ularda molekulalarning joylashishlari amorf holat bilan qattiq kristallar holatinig oralig`ida molekulyar tuzilishga ega. Amorf holatda molekulalar joylashishida uzoq tartib batamomyo`q bo`llib, qatiq kristall holatda molekulalar markazlarining joylashishida uzoq tartib bor bo`lganidek, molekulalar oriyentatsiyasida ham tartiblanish mavjuddir. Molekulalari cho`zinchoq tayoqchalar yoki cho`zilgan plastinkalarga shakllarga ega bo`lgan moddalarda suyuq kristallik holati kuzatiladi. Molekulalarning bunday shakli ularning tartibli joylashishiga imkon yaratadi.

QATTIQ JISMLARNING MEXANIK XOSSALARI

Jism nuqtalari vaziyatlarining o`zaro bir biriga nisbatan o`zgarishi tufayli uning o`lchamlari va shaklining o`zgarishi deformatsiya deyladi.Deformatsiya tashqi tasirlar (mexanik,elektr, magnit yoki jism harorati o`zgarishi tufayli yuz beradi.

Agar kuch tasiri to`xtagandan so`ng qattiq jismda qoldiq deformatsiya qolmasa bu elastik deformatsiya deyiladi. Agar tashqi kuchlar tasiri to`xtagandan so`ng ham deformatsiya saqlansa bunday deformatsiya plastik deformatsiya deyiladi. Jismda qisman deformatsiya saqlangan bo`lsa oraliq holat elastik plastik deformatsiya deyiladi.
Juda kichik elastik deformatsiyalar Guk qonuniga bo`ysunadi, bu qonuna binoan kuchlanish deformatsiyaga proporsionaldir. Uning ifodasi quydagicha ifodalanadi:
va t=Gy
Bu yerda E- Yung moduli G-siljish moduli

Kristall monomerlar bilan polimer materiallar elastik xossalari orasida juda katta va prinspial farq bor masalan: po`lat mustahkamlik chegarasida 0,3%ga cho`zilgandayoq uziladi, yumshoq rezinalarni esa 300%ga cho`zish mumkin.. Bunday farq tomonidan yuqori molekulyar bog`lanishlar elastikligi mexanizmi bilan bog`liq

Ayrim materiallarning mexanik xossalari to`g`risidagi malumotlarni keltiramiz:

Materiallar	Yung moduli,GPa
Mustahkamlik chegarasi, MPa
Po`lat	200	500
Shisha to`ldirilgan kapron	8	150
Oorganik shisha	3,5	50

Suyak to`qimasi-Suyak-tayanch harakatlanish apparatining asosiy materialidir. Soddlashtirish holda hisoblash mumkinki, ixcham holdagi suyak to`qimasini massasining 2/3 qismi(0,5hajm)noorganik matrealdan suyakning mineral moddasi 3Ca3(PO4)2(Ca(OH)2 gidroksil apatitdan tashkil topgan

Suyakning qolgan qismi organik matrealdan asosan kollagendan (yuqori molekulyar birikmadan, yuksak elastiklik xossasiga ega bo`lgan tolali oqsildan tashkil topgan. Gidroksidapatit kristallchalari kollagen to`qimalari (fibillar)orasida joylashgan. Suyak to`qimasining zichligi 2400 kg/m3

Teri. U kollagen tolalardan, elastik(kollagen kabi tolali oqsil) tolalaridan tashkil topgan. Kollagen quruq massasining 75% ini ealstik esa taxminan 4% ini tashkil etadi.

Materiallar	Yung moduli, GPa	Mustahkamlik chegarasi, MPa
Kollagen	10-100	100
Elastik	0,1-0,6	5

Elastik deyarli rezina kabi juda kuchli (200-300%gacha )cho`ziladi . Kollagen 10% gacha cho`zilishi mumkin.

http://fayllar.org Polimerlarning kimyoviy xossalarining o`ziga xosligi

Yuqorida polimerlarning kimyoviy reaksiyalari tabiati jihatidan quyimolekulyar birikmalar reaksiyasidan keskin farq qilmasligini ko`rdik. Ammo makromalekulaning katta o`lchami va uning polifunksiyonalligi polimerlarning kimyoviy reaksiyalariga faqat polimerga xos bo`lgan qator xususiyatlarni kiritadi. Avvalo, polimer zanjiridagi funksional guruhlar reaksiyasi oxirigacha bormaydi. Bu makromolekuladagi sterik noqulaylik tufayli yuz beradi. Masalan, polivinil spirti va etil spirti etirifikasiyasini o`rganish (PVS) makro- molekulasida to`la o`zgarish amalga oshmasligini ko`rsatadi.

Quyimolekulyar birikma – etil spirtida etirifikasiya reaksiyasi to’liq bormasa, biz reaksion aralashmada spirt, kislota, murakkab efir va suvning hosil bo’lganini bilamiz va bularni bir-biridan ajratib olishimiz mumkin. Ammo PVS etirifikasiyasidan hosil bo’lgan mahsulot sopolimerlardan iborat bo’ladi va o’z tarkibida bir-biridan ajratish qiyin bo’lgan reaksiyaga kirishmagan – OH va reaksiyada hosil bo’lgan OCOCH₃ guruhli makromolekulalardan iborat bo’ladi. Reaksiya davomida makromolekula zvenolarining hammasi bir xilda reaksiyaga kirisha olmaydi, shuning uchun o’rtacha kimyoviy tarkibga ega bo’lgan makromolekulalar hosil bo’ladi, chunki zvenoning tabiati o’zgarishi bilan bog’liq bo’ladi.

Xulosa
Polimerlarning kimyoviy o’zgarishlari turli kimyoviy reaksiyalarni o’z ichiga olib, uning natijasida makromolekulaning kimyoviy tuzilishi, tarkibi va polimerlanish darajasi o’zgaradi. Polimerlarning kimyoviy o’zgarishlarini maqsadga muvofiq o’tkazish yangi xossali makromolekulyar birikmalar sinfini yaratishga imkon beradi.
Polimerlarning kimyoviy o’zgarish reaksiyasi uch xil yo’nalishda boradi:
1) polimerlanish darajasi o’zgarmasdan ko’zatiladigan reaksiyalar – polimeranalogik o’zgarishlar va ichki molekulyar reaksiyalar;
2) polimerlanish darajasi ortishi bilan boradigan reaksiyalar – choklanish, payvand va blok – polimerlanish;
3) polimerlanish darajasi kamayishi bilan boradigan reaksiyalar – destruksiyalanish.
Polimer funksional guruhlarining reaksiyaga kirishish qobiliyati bilan quyimolekulyar birikmalarning reaksiyaga kirishish qobiliyati orasida tabiatan hech qanday farqi yo’q.
Adabiyotlar

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения. М.: АСАДЕМА, 2005, 367 с.
2. Мусаев У.Н., Бабаев Т.М., Курбанов Ш.А., Хакимжонов Б.Ш., Мухамедиев М.Г. Полимерлар кимёсидан практикум. Тошк.: Университет, 2001.
3. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. Учебное пособие. М.: Химия, 1978.
4. Стрепихеев А.А. Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений. Учебное пособие, М.: 1976.
5. Оудиан Дж. Основы химии полимеров. М.: Химия, 1978
6. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. Учебник, М.: Высшая школа, 1981.