Tema: Polimerlerdiń alınıw usılları: polimerizaciya, polikondensaciya, polimerlerdiń ximiyalıq modifikaciyası. Polimerlerdiń ústmolekulyar dúzilisi hám formaları

2 - LEKCIYA
TEMA: Polimerlerdiń alınıw usılları: polimerizaciya, polikondensaciya, polimerlerdiń ximiyalıq modifikaciyası. Polimerlerdiń ústmolekulyar dúzilisi hám formaları.
Joba :
1. Monomer, polimer, polimerizaciya, polikondensaciya hám olardıń dúzilisi hám ózgeshelikleri.
2. Polimerlerdiń molekulyar salmaǵı.
3. Polimerlerdiń ústmolekulyar dúzilisi hám formaları.
Monomer-molekulyar birikpe bolıp, odan polikondensaciyalanıw yamasa polimerlanıw ximiyalıq reakciyası nátiyjesinde polimer payda boladı. Polimerlanıwda qatnasıp atırǵan kópshilik monomerlar tómendegi eki klasqa tiyisli boladı: 1) Polimerlanıw processinde márteli baylamı ashılıwı sebepli júzege keletuǵın birikpeler C=C, C=C, C=0, C=N (oleflnlar, acetilinli uglevodorodlar, aldegidlar, nitrillar) hám basqalar ; 2) Polimerlanıwda ciklli gruppalardıń jayılıwı nátiyjesinde payda bolǵan birikpeler, mısalı, olefin oksidleri, laktamlar, laktonlar. Polikondensaciyalanıw ushın monomerlar retinde molekulalarda eń keminde eki dene tásirlesıwshi (funksionallı ) gruppadan ibarat qálegen birikpeler bolıwı múmkin. Máselen, diaminlar, dikarbon kislotalar, aminokislotalar, glikollar. Bunda bifunksional birikpelerden sızıqlı polimerlar, eki den artıq funksionallıqqa iye birikpelerden tarmaqlanǵan hám keńislikdegi (torlı) polimerlar payda boladı.
Monomerlarga mısal retinde etilen, propilen, stirol, butadien, kaproloktallardı kórsetiw múmkin. Polimerlanıw (polikondensaciyalanıw) dárejesi (koeffitsiyenti) - makromolekulalarda tákirarlanıwshı bólimler sanı menen anıqlanadı. Polimerlarda polimerlanıw dárejesi bir neshe birlikten júz mıń, hátte millionǵa shekem bolıwı múmkin. Polimerlanıw dárejesin bilgen halda polimer makromolekulasın molekulyar massasın anıqlaw múmkin.
Bul jerde M_m-makromolekula massası, M₃-strukturalanǵan (monomer) molekulyar massası.
Molekulyar massa úlkenligine qaray polimerlar tómendegilerge bólinedi:
1. Oligomerler - MM<5000
2.Polimerler 50003. Joqarı molekulyar polimerlar - 500004. Júdá joqarı molekulyar polimerlar -MM> 1000000
Strukturalanǵan buwın - atomlar toparı bolıp, olar polimer makromolekulasında kóp márte tákirarlanadı
Polimerlardı isletiliwi hám aqırǵı formasına qaray, plasticlerge, elastomerlerge, talshıq hám suyıq smolalarga bóliw múmkin. Eger polimer basım hám temperatura astında qattılıq hám buyım formasın alsa, onı plastikler dep ataladı. Bularǵa polistrol, poli vinilxlorid, polimetilmetakrilat (plaksiglas) lar kiredi.
Elastomerler - kauchuk ónimlerin vulkanizaciyalawdan keyin alınǵan, joqarı bekkemlikke hám jaqsı deformatsiyalanıw ózgesheligine iye bolǵan polimerlar bolıp tabıladı. Máselen, tábiyǵıy, sintetik hám silikonli kauchuklar. Túrli germetiklar, adgezivlar hám basqalar retinde suyıq halda paydalanılatuǵın polimerler suyıq smolalar dep ataladı. Polimer material qásiyetlerin molekula strukturası menen (ximiyalıq quram hám molekuladaǵı atomlardı izbe-izlik penen birigiwi) bir bahalı tárizde anıqlanbaydı. Polimer ózgesheligi taǵı ustmolekulyar strukturaǵa da baylanıslı boladı, yaǵnıy makromolekulalardı keńisliktegi saylanǵan elementlerde taxlanıw - jaylasıw rejimine de baylanıslı. Bunday elementlerdi
ólshemi, forması hám olardı materialda óz-ara jaylasıwı polimerdiń ústmolekulyar strukturasın jáne onıń ózgesheliklerin belgileydi. Molekulalar óz-ara tásir nátiyjesinde polimerda júzege keletuǵın ustmolekulyar struktura kórinisi tárepten úsh gruppaǵa bólinedi:
1. Kristall polimerlar - 70% ten artıq ústmolekulyar kristall strukturalı kristallitlar boladı ;
2. Bólim ankristallangan polimerlar - kristall faza úlesi 25-60% boladı;
3. Amorf polimerlar - bularda kristall faza bolmaydı
Makromolekulalardı sızıqlı strukturasına iye polimerler kristall struktura payda etedi (polietilen, polipropilen, ftoroplast, birpara polimerlar). Makromolekulalardı tarmaqlı dúzilisine iye, yaǵnıy sızıqlı makroshınjırları jıldamlıǵı qıyınlasqan polimerler amorf kristall strukturanı payda etedi. Máselen, joqarı basım astında sintez etip alınatuǵın polietilen, onıń tiykarǵı shınjırında júdá kóp sanlı tarmaqlar
bolıp, 70% ge shekem amorf fazanı uyımlastırıwı múmkin. Ústmolekulyar strukturanı hár qıylı kórinisleri 1. 2-suwretde kórsetilgen. Makromolekulalar kóp mártelep 180° múyeshke burılıp, sonday taxlangan, olardı qońsılas tarawları bir-birine jaqın qutı payda etedi. Ústmolekulyar strukturanı qáliplesiwi qutı payda bolıwınan baslanadı. Olardıń ólshemi nanometr úlesinen artıp ketpeydi.


Monomer, polimer, oligomerler olardıń dúzilisi hám ózgeshelikleri.
Polimerler dep, makromolekulaları quramı izbe-iz tákirarlanatuǵın, birdey atomlar gruppaları elementar halqalardan quralǵan elementlerge aytıladı Mısalı : polietilen.
-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- yamasa [-CH2-CH2-]n
Polimerlerdi sintezlewde isletiletuǵın tómen molekulalı birikpeler monomerler dep ataladı. Makromolekuldıń molekulyar massası tómendegi formula arqalı anıqlanadı :
n=M/m
Bul jerde:
n- polimerleniw dárejesi;
M- makromolekulasınıń molekulyar massası;
m - elementar molekulyar massası.
Qatlam payda etiwshi polimer hám oligomerlerdi tómendegi kórsetkishler boyınsha klasslaw múmkin:
• kelip shıǵıwı (shiyki ónim);
• molekulyar massası ;
• polimer tiykarǵı shınjırınıń quramı ;
• sintezlew ximiyası ;
• ishlep shıǵarıw texnologiyası hám b.
Polimerler kelip shıǵıwı, tábiyatda ushırasıwı, alınıwına qaray biologiyalıq (tábiyiy) hám biologiyalıq emes (sintetik) polimerlerge bólinedi. Tábiyiy polimerlerge ósimlik hám haywanat dúnyasında keń tarqalǵan hám olar ushın zárúrli áhmiyetke iye bolǵan, sellyuloza, kraxmal, beloklar, nuklein kislota, lignin, tábiyiy kauchukler hám basqalar kiredi. Jasalma polimerler tábiyiy joqarı molekulyar birikpelerdi ximiyalıq qayta islew nátiyjesinde payda boladı. Mısalı, nitrosellyuloza, sellyulozani qayta islew, rezina bolsa tábiyiy kauchuktiń qayta islew ónimi bolıp tabıladı. Sintetikalıq polimerlerden sintetikalıq plastik massalar, kauchukler, qatlam payda etiwshiler hám sintetik talshıqlar alınadı. Sintetik polimerler, tábiyatda ushramaydı hám tómen molekulalı birikpelerden sintez etip alınadı.
Joqarı molekulalı birikpelerlerdi bir neshe usıl menen alıw múmkin. Onıń ushın dáslepki ónim retinde tómen molekulalı tábiy hám sintetik elementlerden paydalanıladı. Dáslepki ónim monomerler dep ataladı. Joqarı molekulalı birikpeler monomerlerden, polikondensatlanıw, polimerleniw hám basqıshlı polimerleniw (migracion polimerleniw) reaksiyaları arqalı alınadı. Eger polimer payda etiw ushın birdey monomer isletilse, ol halda reaksiya gomopolimerleniw hám gomopolikondensatciyalanıw reaksiyası dep ataladı. Eki yamasa onnan artıq monomerlerden polimerdiń payda bolıwı sapolimer reaksiyası járdeminde ámelge asıriladı. Bunday sapolimer dep ataladı. Tábiyiy hám sintetik polimerlerdi ximiyalıq usıllarda modifikatsiyalaw yamasa polimeranalogik ózgerisler reaksiyaları tiykarında da jańa polimerler sintezlew múmkin.
Hár basqısh reaksiyadan keyin suw, spirt, ammiak, vodorod xlorid hám soǵan uqsas tómen molekulalı elementler ajralıp shıǵıwı menen baratuǵın joqarı molekulalı birikpeler payda bolıw reaksiyası polikondensatlanıw dep ataladı. Reaksiya nátiyjesinde payda bolǵan joqarı molekulalı birikpelerlerdiń elementar quramı reaksiya dawamında tómen molekulalı elementler bóleklengeni sebepli, dáslepki alınǵan monomerler quramınan parıqlanadı. Polikondensatlanıw reaksiyasına quramında eki yamasa onnan artıq túrli funksional gruppaları bar elementler kirise aladı. Eger bir elementtıń ózinde eki túrli funksional gruppa bolsa, olar óz-ara reaksiyaǵa aralasıp, polimer payda etse, bunday reaksiya gomopolikondensatlanıw dep ataladı. Polikondensaciya reaksiyaları basqıshpa basqısh baradı.
Bir neshe tómen molekulalı elementlerdıń óz-ara kovalent baylanisıp, joqarı molekulalı birikpe payda etiw reaksiyası polimerleniw dep ataladı. Quramında jup túyin bolǵan, kópshilik toyınbaǵan elementler, polimerleniw reaksiyasına kirisise aladı. Polimerleniw reaksiyaları nátiyjesinde tómen molekulalı elementler ajralıp shıqpaydı. Polimerleniw reaksiyası boyınsha reaksion tárizli joqarı bolǵan jup túyinli yamasa sikllik monomerler reaksiyaǵa kiriskeni ushın, reaksiya úlken tezlikte, shınjır tárizli usılda baradı.
Basqıshlı polimerleniw dep, reaksiya nátiyjesinde tómen molekulalı elementler ajralıp shiqpasdan (polimerleniw reaksiyaları sıyaqlı), biraq process basqıshpa basqısh (polikondensatlanıw reaksiyaları sıyaqlı ) bolatuǵın joqarı molekulalı birikpeler alıw reaksiyalarına aytıladı. Bunda monomer molekulasındaǵı qandayda bir vodorod yamasa basqa atomnıń ekinshi molekulaǵa ótiwi nátiyjesinde molekulalardıń óz-ara birigip, polimer payda etiwi sebepli, bul process migratsion polimerleniw dep ataladı. Basqıshlı polimerleniw, óziniń nizamlıqları tárepinen polikondensatlanıw reaksiyalarına uqsap ketedi jáne onı shınjırlı polimerleniwdan ayırmashılıǵı, qálegen basqıshda toqtatıw múmkin.
Polimerdiń tiykarǵı shınjırınıń quramına qarap, gomoshınjırlı hám geteroshınjırli boladı. Tiykarǵı shınjır tek uglerod atomlarinan ibarat bolsa, bul karboshınjırli (gomoshınjır) polimer boladı. Mısalı akril kislotası tiykarındaǵı qatlam payda etiwshiler. Eger tiykarǵı shınjır túrli atomlardan ibarat bolsa, bunday polimerler geteroshınjırli polimerler dep ataladı. Mısalı, alkid qatronlari.
Polimerlerdiń molekulyar salmaǵı.
Polimerlerda, birdey quramǵa iye bolǵan, biraq túrli ólshem degi makromolekulalar bar bolǵanlıǵı sebepli, olar ortasha molekulyar massa menen xarakterlenedi. Kóbinese molekulyar massası 5000 den joqarı bolǵan elementler polimerler, molekulyar massası 500 den 5000 ge shekem bolǵan elementler oligomerlar dep ataladı. Joqarı molekulalı birikpelerdiń molekulaları, bir neshe júz, hátte mińlaǵan atomlardan dúzilgenligi sebepli makromolekulalar dep ataladı. Oligomerlar ximiyalıq reaksiyalarsız, ádetdegi sharayatta qattı qatlamlar payda ete almaydı. Kópshilik polimerler, qosımsha ximiyalıq ózgerislersiz, sapalı qatlam payda etiw uqıplıǵına iye.
Temperatura baylanıslı joqarı molekulalı birikpeler eki túrge bólinedi, termoplastik hám termoreaktiv polimerler.
Termoplastik polimerlerden alınǵan qatlam, shókpesten qatadı hám joqarı temperaturada bosaydı yamasa sáykes keletuǵın eritiwshide eriydi. Bular sızıq tárizli yamasa tarmaqlanǵan polimerler;
Termoreaktiv polimerler, júzeki qızdırıw, jikleytuǵın agentler, hawadaǵı kislorod tásirinde jiklenip, tortárizli struktura payda etedi hám eriw, suyıqlanıw ózgesheliklerin joǵaltadı.
Strukturası boyınsha polimerler sızıq tárizli, tarmaqlanǵan, tikilgen hám tortárizli boladı. Sızıqtárizli polimerler payda bolıwında, barlıq monomerler tuwrı sızıq bolıp, izbe-iz kelip birigedi. Tarmaqlanǵan dúzılıslı polimerlerdi payda bolǵanda, tiykarǵı shınjırdan qaptal tárepke monomerler birigedi. Keńislikdegi (tigilgen yamasa tortárizli) polimerler, bir-biri menen keńislikte ximiyalıq túyinler arqalı birikken shınjırlardan payda boladı.

Qadaǵalaw sorawları

1. Monomer degende neni túsinesiz?
2. Polimer hám olardıń túrleri haqqında túsinik beriń?
3. Oligomerlar olardı dúzilisi hám ózgesheliklerin túsintirip beriń?
4. Polimerlerdiń molekulyar salmaǵın túsindiriń?