Mavzu: polimerlarning fizik – mexanikaviy xossalari: O’qituvchi maqsadi

• Mavzu: POLIMERLARNING FIZIK – MEXANIKAVIY XOSSALARI:

• O’qituvchi maqsadi:
• Talabalarga polemerlarning qayishqoqligi, chiziqsimon amorf polemerlarning fizikaviy hoati va hususiyatlari. Yu. B lardareaksion hodisalar, kuch ta’siridagi reaksia haqida tushuncha berishdan iborat.

• Identiv o’quv maqsadi:
• Palemerlarning qayishqoqligi haqida tushunchaga ega bo’lish.
• Shishasimon yuqori elastik qayishqoq oquvchan holatlar va ularning hususiyatlari haqida bilish.
• Y M B larda relaksion hodisalar va kuch ta’siridagi releksiya haqida tushunchaga ega bo’lish.

• Polimer moddalar o’ziga xos mexanik xossalarga ega bo’lib, ular aksariyat hollarda shu xossalari bilan farqlanadi. Odatda past molekulyar qattiq jismlar o’ta mustahkam bo’lib, oz miqdorda bo’lsa-da, qaytar deformatsiyaga ega bo’ladi. Aksincha, suyuq holdagi past molekulali moddalar esa hech qanday mus-tahkamlikka ega bo’lmay, oz miqdordagi tashqi ta’sir ostida ham qaytmas (cheksiz) deformatsiyaga uchraydi.
• Qayishqoqlik — bu makromolekula zanjiri bo’g’inlarnning issiqlik harakati yoki tashqi kuch ta’sirida o’z holatini o’zgartirish qobiliyatidir. Makromolekulaning bu xususiyati shu makromolekula bir bo’lagining fazoda bir-biriga nisbatan erkin aylanma harakatlana olish imkoniyatiga ega ekanligi bilan bog’liqdir.

• 1. POLIMER MOLEKULASINING QAYIShQOQLIGI
• Molekuladagi qayishqoqlik mohiyatini tushunish oson bo’lsin uchun, avvalo etan va dixloretan molekulalarini ko’rib chiqaylik. Etan molekulasining modeli 27- rasmda keltirilgan.

• 27-rasm. Etan molekulasining fazodagi joylashuv holatlari.
• a — trans; v — tsis - holatlari.
• Molekula o’z o’qi atrofida erkin aylanadi, deb faraz qiladigan bo’lsak, bunda vodorod atomlarining fazodagi o’rni S—S bog’ o’qi atrofida o’zgarib, etan molekulasi turli konformatsion shaklga ega bo’lishi mumkin. Bir holatda birinchi metil guruhdagi vodorod atomlari ikkinchi metil guruhdagi vodorod atomlari ustiga aniq tushsa — tsis-holat, boshqa bir holatda shu vo-dorod atomlarining fazoda joylanishi biri ikkinchisiga nisbatan 60° siljigan — trons-holat bo’lib, uglerod atomlarining o’rni o’zaro o’zgarmay qoladi.

• Molekula bir holatdan ikkinchi holatga o’tganda, uning potentsial energiyasi U burilish burchagi φ ga mos ravishda o’zgaradi, ya’ni Uqf(φ) bo’ladi. Agar etan molekulasini (a) holatdagi potentsial energiyasini U1, (b) holatdagi potentsial energiyasini U2 desak, ular bir-biriga teng bo’lmaydi: U1≠ U2. Etan molekulasining potentsial energiyasini burilish burchagiga bog’liq holda o’zgarishi rasmda ko’rsatilgan. Rasmdan ko’rinib turibdiki, burilish burchagi 360° ga etganda etan molekulasining potentsial energiyasining o’zgarishi har 60° da maksimum va minimumlardan o’tadi va minimumlar burchakning 0°; 120°; 240°; 360° qiymatlariga mos keladi.

• Dixloretan molekulasining simmetriya darajasi etan molekulasini-kidankam bo’lganligi uchun, atomlar guruhlarining bir-biriga nisbatan fazoda erkin aylanishi natijasida bir xil ehtimollikka ega bo’lgan 4 xil shakl o’zgarishi sodir bo’lishi mumkin. Qolgan shakl holatlari shu shakl o’zgarishining ko’zgudagi aksidir. Bunda molekulaning potentsial energiya-sining burilish burchagiga bog’liq holda o’zgarishi, etan molekulasidagiga qaraganda ancha murakkab bo’lib f burchakning 0°, 120°, 240° qiymatlarida minimumga ega bo’ladi (28, 29-rasm).

• 28- rasm. Etan molekulasida potentsial energiyaning metil atomlar guruhini burilish burchagiga bog’liqligi.
• Energiyaning maksimum va minimum holati orasidagi farq energetik yoki potentsial g’ov (to’siq) deb ataladi.

• Etan molekulasi uchun energetik g’ov 11,7 kJG’mol ga teng. Demak, etan molekulasida ham ichki aylanish chegaralangan bo’lib, u potentsial g’ov tufayli erkin bo’lolmaydi. Muvozanat holat atrofida esa metil guruhlar minimum potentsial energiya bilan tebranishi mumkin.
• Uglevodlar va ularning hosilalarida uglerod atomlarining sonini ortib borishi, ular molekulasining fazoda turli xil holatlarda joylanish imkoniyatini yana ham oshiradi.

• 29- rasm. 1, 2 – dixloretan molekulasida potentsial energiyaning o’zgarishining metil guruhsining burilish burchagiga bog’liqligi.

• 30- rasm. Makromolekulaning fazodagi konformatsion holatlari (a) va ularning makromolekula zanjiri uchlari orasidagi masofadagi bog’liqligi (b).
• Issiqlik harakati natijasida uzunligi etarlicha katta bo’lgan makromolekula fazoda asta-sekin har xil shakllarni, ya’ni cho’zinchoq yoki chigal tartibsiz g’ujanak shakllarni olishi mumkin.
• Polimer zanjirlarining issiqlik harakati tufayli hosil bo’lgan bunday aylanish izomerlari makromolekulalarning konformatsiyalari deb ataladi (30-a, rasm).

• Qayishqoqlikka erituvchi molekulalari ham ta’sir etadi. Juda oz miqdorda erituvchilar — plastifikatorlar qo’shib molekulalararo ta’sir kuchini kamaytirish hisobiga polimer qayishqoqligini oshirish mumkin. Bu tadbir polimerlarni plastifikatsiyalash deyiladi.
• Potensial to’siq kattaligi bir xil bo’lgan zanjirlarning qayishqoqligi molekulyar massasiga qarab o’zgaradi. Masalan, 10—30 bo’g’indan iborat zanjirni olaylik. Bo’g’inlar soni ortishi bilan molekuladagi konformatsion shakl — o’zgarishlar soni ham ortadi. Demak, uzun zanjirning qayishqoqligi xuddi shunday kimyoviy tuzilishiga ega bo’lgan qisqa zanjir qayish-qoqligidan katta bo’ladi.

•