Ma'ruza «Polimer materiallari» fanini urganishdan maksad va vazifalar. «Polimer materiallari» fanini sanoatda urni. Polimerlar xakida asosiy tushunchalar. Monomer, polimer, oligomerlar, ularni tuzilishi va xossalari

10. MODDALARNING TUZILISHI VA POLIMER HOLATINING O'ZIGA XOS XUSUSIYATLARI
Monomerlar va makromolekulalardagi strukturaviy o'zgarishlar
Strukturaviy transformatsiyalar oddiy kimyoviy bog'lanishlar atrofida makromolekulalar zanjirining alohida qismlarining ichki aylanishi bilan bog'liq. Jarayon past molekulyar og'irlikdagi organik birikmalar molekulalarida ichki aylanish bilan juda ko'p o'xshashliklarga ega.
Etan molekulasi CH3-CH3, rasmda sxematik tarzda tasvirlangan. 1A, CH3 metil guruhlarining tetraedral tuzilishini belgilaydi. C-C aloqasi atrofida aylanish ichki energiya sarfini talab qiladi, ya'ni.C– C aloqalari atrofida aylanish inhibe qilinadi. Molekulaning bir qismini boshqasiga nisbatan C–C aloqasi atrofida aylantirish uchun molekula ichki aylanish o'qi atrofida aylanish burchagiga qarab potentsial U energiyasiga ega bo'lishi kerak. Bu jarayonda hosil bo'lgan molekulalarning turli xil barqaror pozitsiyalari aylanadigan izomerlar deb ataladi. (ailanma izomerlar) .Izomerizatsiyaning bir turidan ikkinchisiga o'tish issiqlik harakati natijasida juda tez sodir bo'ladi, chastotasi 1013 Gts. Shuning uchun molekulalarning tarkibiy tarkibi haqida faqat ehtimollik (statistik) pozitsiyalaridan gapirish mumkin.
Shaklda. 7b va 7b etan molekulasining mumkin bo'lgan izomerlarini taqdim etadi (sek. 1a, yuqori ko'rinish)va sek. 2-uning potentsial energiyasining burilish burchagiga bog'liqligi.

Shakl. 7. Etan (a) molekulasining sxematik tasviri va uning mumkin bo'lgan tuzilmalari ((b) va (C))
Tananing termodinamik barqaror (turgun) holati bilan tavsiflangan potentsial energiyaning minimal darajasi trans-izomer bilan javob beradi (2-rasm). 1b), vodorod atomlari bir – biridan eng uzoqlashganda va maksimal-sis-izomer (1b-rasm). 1b). Bir izomerdan ikkinchisiga o'tish metil guruhlarini 60°burchakka burish orqali sodir bo'ladi.
Etan molekulasidagi ikkita vodorod atomini CH3 guruhiga almashtirishda biz Butan molekulasini olamiz:
- СН2(CH3(–СН2(CH3) -

Shakl. 8. Butan (a) molekulasining sxematik tasviri va uning mumkin bo'lgan cis-trans izomerlari ((b)-(e))
Butan molekulasidagi C–C aloqasi atrofida aylanish ko'proq tiqilib qoladi: metil guruhi ma'lum izomerlarning mavjudligini cheklaydi (2-rasm). 8a). Shunga qaramay, trans izomer energiya jihatidan eng foydali hisoblanadi (2-rasm). 8b), metil guruhlari iloji boricha bir-biridan uzoqlashganda va cis izomeri eng kam foyda keltirganda (2-rasm). 8V, 8g va 8d).
Makromolekula birliklari, masalan, PP
...—СН2—СН—СН2—СН—... ,
| |
СН3 СН3
Butan molekulasiga o'xshash. Gg makromolekulasining bir tuzilishidan ikkinchisiga, shuningdek past molekulyar og'irlikdagi birikmalar uchun o'tish potentsial aylanish to'sig'ini engib o'tish orqali amalga oshiriladi. Shuning uchun PP makromolekulasi uchun bir xil cis va trans izomerlari mumkin (1 - rasm). 9). Shu bilan birga, PP makromolekulasi uchun minimal potentsial energiya struk-turda erishiladi, bu Boko-metil guruhlari orasidagi maksimal masofaga to'g'ri kelishi kerak. Ushbu shart makromolekulalar sek. da ko'rsatilgan spiral tuzilmani qabul qilganda amalga oshiriladi. 4a. Bunday izomerizm biologik polimerlarning makromolekulalari – oqsillar va nuklein kislotalarga ham xosdir.

(а) (б)
Shakl. 9. Polipropi-Lena makromolekulasining gipotetik strukturaviy izomerlari: (a) sis-izomer, (b) trans-izomer.