Polimerlarning tuzilishi

Laboratoriya ishi №2. PM 2022


POLIMERLARNING FIZIK-MEXANIK XUSUSIYATLARI.

1. 
   POLIMERLARNING TUZILISHI
   

Nazariy qism
Polimerlarning tarkibiy elementlari makromolekulalardir. Makromolekulaning tuzilishi uning konfiguratsiyasi va konformatsiyasi bilan tavsiflanadi. Makromolekulaning konfiguratsiyasi-bu bog'lanish uzunliklari va bog'lanish burchaklarining qiymatlari bilan belgilanadigan makromolekuladagi atomlarning taqsimlanishi. Polimerlar uchun bir nechta konfiguratsiya darajalari ajratiladi: bog'lanish konfiguratsiyasi; ulanish konfiguratsiyasi; zanjir konfiguratsiyasi.
Makromolekulaning konformatsiyasi-bu atomlar va guruhlar o'rtasidagi kimyoviy aloqalarni buzmasdan issiqlik harakati ta'sirida o'zgarishi mumkin bo'lgan molekuladagi atomlarning fazoviy joylashuvi. Makromolekulalarning quyidagi konformatsiyalari ma'lum: statistik to'p, spiral, globula, novda konformatsiyasi, buklangan konformatsiya.
Supramolekulyar tuzilish-bu makromolekulalarni bir-biriga nisbatan o'zaro yotqizish natijasida hosil bo'lgan polimer jismlarning fizik tuzilishi. Nadmo-lekulyar tuzilmalar elementlarining tartiblanish darajasiga ko'ra polimerlarni amorf va kristallarga bo'lish mumkin. Amorf polimerlar bog'lanish tartibida yaqin tartib bilan tavsiflanadi va kristalli polimerlarda uch o'lchovli uzoq tartib mavjud.
Kristall tuzilishining asosiy elementlari monokristallardir. Yagona kristall variantlari: plastinka kristallari yoki lamellar; fibrillyar kristallar; globulyar kristallar.
Plitalar kristallari ko'pincha olmos shaklidagi ingichka plitalardan iborat. Ushbu plitalar lamellar deb ataladi. Shuning uchun lamellar kristallari lamellar deb ham ataladi. Qatlamli, lamellar bir-birining ustiga bloklar hosil qiladi. Bloklarda lamellar o'tish zanjirlari bilan bog'langan. Bloklardan ko'pburchaklar hosil bo'ladi, masalan, piramidalar. Plitalar kristallari suyultirilgan eritmalarning cho'kishi bilan kristallanish jarayonida hosil bo'ladi.
Fibrillyar kristallar. Fibrillalar parallel ravishda qadoqlangan zanjirlardan tashkil topgan bloklardir. Fibrilning uzunligi uning ko'ndalang o'lchamidan oshadi. Fibrillyar kristallar mikrofibrillalardan qurilgan. Fibrillar tuzilishi yo'naltirilgan polimerlarga, masalan, polimer tolalariga xosdir. Fibrillyar kristallar yanada murakkab qatlamli tuzilmalar-lentalarga birlashishi mumkin. Fibrillyar kristallar va lentalarning o'sishi murakkab tarvaqaylab tuzilmalar – dendritlarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin.
Globulyar kristallarda kristall panjara tugunlari globulyar konformatsiyada makromolekulalar tomonidan hosil bo'ladi.
Kristallanadigan polimerlarning supramolekulyar tashkil etilishining eng keng tarqalgan turi sferolitlardir. Bular nisbatan sferik simmetriyaga ega bo'lgan polikristalli shakllanishlardir
markaz. Sferolitlarning o'lchamlari bir necha mikrondan bir necha santimetrgacha. Sferolitik tuzilmalarni shakllantirish uchun zarur shart-bu yuqori yopishqoq muhitda kristallarning o'sishi va kristallanish sodir bo'ladigan tizimning yuqori to'yinganligi.
Kristalli polimerlarning supramolekulyar tuzilishi haqidagi ma'lumotlar moslashuvchan polimerlarga tegishli edi. Qattiq zanjirli polimerlar faqat ikki o'lchovda uzoq masofaga ega bo'lgan suyuq kristallar shaklida tashkil etilishi mumkin.
To'liq kristalli polimerlar juda kam uchraydi. Haqiqiy kristalli polimerlarda umumiy uzoq masofali tartib nuqsonlar deb ataladigan "nosozliklar" tomonidan buziladi. Polimer kristallari uchun yuqori darajadagi nuqson. Kamchilikning sabablari: makromolekulalarning heterojen tuzilishi (makromolekulalarning uchlarida kimyoviy tarkibi monomer birliklaridan farq qiluvchi guruhlar mavjud); polidisperslik (molekulyar massalarning tarqalishi); makromolekulalarning konfiguratsion heterojenligi. Va tarvaqaylab ketgan polimerlar, blok yoki yuz tistik kopolimerlarni umuman kristallashtirish mumkin emas.
Shunday qilib, kristallanadigan polimer tarkibida amorf mintaqalar bo'lishi kerak va haqiqiy kristallanadigan polimerlar amorf kristalli deb ataladi. Amorf va kristalli fazaning limer tarkibidagi tarkib o'rtasidagi bog'liqlik kristallik darajasi bilan baholanadi. Ko'pgina polimerlar uchun kristallik darajasi 10-90% oralig'ida.
Kristallanish darajasi quyidagi formula asosida aniqlanadi:
(1.1)
bu erda C -polimerning ba'zi xususiyatlarining o'lchanadigan ko'rsatkichi; C_a va C_k – bu indikatorning sof amorf va sof kristalli polimer uchun qiymati; α_k – polimerning kristallanish darajasi, %.
C deganda polimerning zichligi, ularning intensivligi nazarda tutilishi mumkin yoki infraqizil spektrdagi boshqa chiziqlar yoki rentgenografiyadagi reflekslar, shaffoflik va boshqalar.
Ushbu laboratoriyada bunday ko'rsatkich sifatida tanlangan zichlik. Shuning uchun polimerning kristallanish darajasini hisoblashdan oldin uning zichligini aniqlash kerak.
Polimerlarning zichligi gidrostatik tortish orqali aniqlanadi. Bu notekis shakldagi tverli polimerning kichik qismlarini namuna sifatida ishlatishga imkon beradi, bu esa aniqlash usulini soddalashtiradi. Usulning mohiyati shundan iboratki, polimer analitik tarozida avval havo muhitida, so'ngra zichligi polimerdan kam bo'lgan va polimer erimaydigan suyuqlikda tortiladi. Poliolefinlar, xususan polietilen bo'lsa, bunday suyuqlik aseton bo'lishi mumkin.