Polimerlarning makromolekulyar tuzilishi

POLIMERLARNING MAKROMOLEKULYAR TUZILISHI
1.1. Makromolekulalarning asosiy ta‘rif va tasniflari
Ko‘plab atom guruhlar yoki quyi molekulyar birikmalarning (monomer yoki elementar) takroranuvchi zvenolar bo’lib kimyoviy bog’lanishi reaksion birikkan, zanjirsimon chiziqli va to‘rsimon shakllarga ega turli konfiguratsiya, konformatsiya va yuqori massali ulkan makromolekula polimer deyiladi. Bunday yuqori molekulyar birikmalar tabiiy sharoitlarda va kimyoviy reaksiyalar asosida hosil bo‘ladi va ular mos ravishda tabiiy va sintetik polimerlar deb yuritiladi.
Polimerlarda “poli” - ko‘p va “mer” - qism degan ma’noni anglatadi va “poli” old qo‘shimchasi monomer nomi oldiga quyiladi, masalan, monomer etilen asosida sintez qilingan polimer polietilen deyiladi. Polimer so‘zi kimyoviy sintez qilingan yuqori molekulyar birikmalarga nisbatan qo‘llanishi o‘tgan asrning 30-yillarida Shtaunger tomonidan tavsiya etilgan. Tabiiy polimerlarni aksariyatini nomlanishi nisbatan oldinroq boshlangan bo‘lib, ular turli tabiatshunoslar tomonidan kiritilgan. Masalan, sellyuloza, fibroin, keratin, kollagen, pektin va h.k.
Shuni ta‘kidlash joizki, polimer makromolekulasida takrorlanadigan zvenolar to‘liqligicha zanjir tarkibiga kirsa monomer (bir xil o‘lchamli) deyiladi va aksincha, zvenolar birikishida qo‘shimcha turli elementlar yoki quyi molekulyar birikmalar ajralib chiqsa takrorlanadigan zvenolar monomer emas, elementar zveno deb yuritiladi. Monomerlardan farqli elementar zvenolar murakkab tuzilishli, tarkibli va olchamli quyi molekulyar birikmalar bo‘lib, odatda ular tabiiy polimerlar, jumladan, DNK, RNK, oqsil, polisaxaridlarning molekulalari tashkil etadi. Umumiy hollarda makromolekulalalar elementar zvenolari deyilganda monomerlar ham nazarda tutiladi va aksincha.
Polimerdagi monomer (elementar) zvenolar soni n bilan belgilanadi va polimerlanish darajasi (PD) deyiladi. Aynan sintetik polimer polietilen uchun quyidagi monomer asosidagi formula o‘rinli bo‘ladi
[–CH₂ – CH₂ –]_n
shuningdek, tabiiy polimerlar tipik vakili polisaxarid sellyuloza uchun

Odatda zvenoning nisbiy molekulyar massasi (M_o) deb belgilanadi va n bo‘yicha polimerning nisbiy molekulyar massasi (M), ya’ni M = nM_o topiladi. Bunda n ning miqdori bir necha donadan 10000 va undan ortiq bo‘lishi mumkin. Demak, n ga, ya‘ni polimerlanish darajasiga bog‘liq holda polimerning molekulyar massasi turlicha bo‘ladi va shartli ravishda quyidagi toifalarga bo‘linadi: M = 500 ÷ 10000 bo‘lsa oligomer, undan yuqori M = 10000 ÷ 50000000 bo‘lsa yuqori molekulyar birikma deyiladi. Yuqori molekulyar birikmalar odatda molekulyar massalarga nisbatan quyi molekulyar massali (M = 10000 ÷ 50000), o‘rtacha molekulyar massali (M = 50000 ÷ 5000000), yuqori molekulyar massali (M = 5000000 ÷ 50000000) deb yuritiladi. Eng yuqori molekulyar massali polimerlar sirasiga DNK molekulasi kiradi va hozirda ushbu ulkan makromolekulagina shaklini elektron mikroskopiyada ko‘rishga erishilgan.
Polimerlar molekulasida bir xil monomerlar takrorlanib kelsa, bunday birikma gomopolimer, agar har xil monomerlar bo‘lsa – sopolimer deyiladi. Shuningdek, monomerlarning birikishiga qarab makromolekula chiziqli, tarmoqlangan va to‘rsimon (fazoviy) tuzilishlarga ega bo‘ladi. Bunday makromolekulyar tuzilishlarni vujudga kelishi monomerlar xiliga, kimyoviy yoki tabiiy sintezni amalga oshirish mexanizmlariga bog‘liq.
Chiziqli polimerlar va sopolimerlar odatda uzun zanjirsimon tuzilishga ega bo‘ladi. Agar monomerlarni xiliga qarab turli ranglar bilan belgilasak, unda chiziqli polimer (a) va sopolimer (b) molekulyar ko‘rinishini quyidagicha tasavvur qilish mumkin:
a b
Tarmoqsimon polimerlar (a) yoki sopolimerlar (b) ham uzun zanjirsimon tuzilishga ega bo‘lib, ularning makromolekulasi asosiy (yoki bosh) zanjir va bir qator turli o‘lchamlarga ega yon zanjirlardan iborat bo‘lishi mumkin.
a b
Bunday makromolekulalarning asosiy yoki yon zanjirlari qattiq (yoki egiluvchan) bo‘lishi, shuningdek, gidrofilligi bilan farqlanishi mumkin.
To‘rsimon yoki fazoviy makromolekula deb monomerlar (elementar zvenolar) uzun zanjirlar bo‘lib bir biri bilan uch o‘lchamli to‘rsimon shaklda birikkan polimer (a) yoki sopolimerga (b) aytiladi. Bunday sopolimerlarda ham monomerlar (elementar zvenolar) turlicha bo‘ladi.
a b
To‘rsimon makromolekulalar, odatda, yuqori elastiklikka ega bo‘ladi, ular hajmiga quyi molekulyar birikmalar diffuzion tarzda kirishi, erituvchilarda cheklangan miqdorda bo‘kishi va gel-tuzilish hosil qilishi mumkin, ammo erimaydi. Bunday tuzulishni namoyon qiluvchilarning tipik vakillari kauchuk, jun keratini, teri kollageni kabi yuqori molekulyar birikmalardir.