POLIMERLAR SINTEZI. POLIMERLARNI SINTEZ QILISHNING ASOSIY USULLARI. POLIMERLANISH REAKSIYALARI.
POLIMERLAR SINTEZI. POLIMERLARNI SINTEZ QILISHNING ASOSIY USULLARI. POLIMERLANISH REAKSIYALARI. Reja: 1. Polimer lar hosil qilishning umumiy qoidalari. 2. Polimerlanish jarayonlari. 3. Zanjirli va bosqichli polimerlanish. 4. Radikal polimerlanish. Radikal polimerlanishni initsirlash. 5. Fotokimyoviy polimerlanish. 6. Initsiatorlar. 7. Radiatsion p olimerlanish. 8. Termik polimerlanish. 9. Rivojlanish, uzilish va zanjir uzatilish reaksiyalari.
Yuqori molekulyar birikmalar hosil qilishning umumiy qoidalari. Yuqori molekulyar birikmalarning olinish jarayonini chuqur o’rganish bilan hosil bo’layotgan yuqori molekulyar birikmalarning xossalarini oldindan aniqlash mumkin. Molekulyar massani ortib borishi bilan makromolekulaning asosiy xossalarini keskin o’zgarishi bu jarayonni nazorat qilib borish imkonini yaratadi. Shu sababli makromolekulaning tarkibi, polidispersligi, tuzilishi, uning molekulyar massasi polimerning asosiy xususiyatlarini belgilaydigan o`lillaridir. Shunigdek, makromolekula zanjirida monomer zvenosining ketma- ket joylanishi va uning fazoviy tuzilishi, zanjirida bir xil kimyoviy xossali monomer zvenosining bo’lishligi va joylanish tartibi yuqorida keltirilgan xususiyatlarning asosini belgilaydi. Binobarin, hosil bo’layotgan yoki sintez qilinayotgan yuqori molekulyar birikmalarning o’lchami, polimerning qanday uzunchoq yoki tarmoqlanganligi, molekula massasini katta yoki bo’lishligi polimerlanish jarayonini o’rganish asosida yotadi. Binobarin, yuqori molekulyar birikmalar olishning asosiy usullari va jarayonlarini o’rganib turli tuzilishga ega bo’lgan hamma sanoat uchun qimmatli texnik xossalar namoyon qiladigan polimer materiallarini olish mumkin bo’ladi. Yuqori molekulyar birikmalar monomerlardan asosan polimerlanish va polikondesatlanish reaktsiyalari orqali olinadi. Polimerlanish jarayonlari. Molekulasida bir yoki bir necha xil aktiv funktsional gruppalari bo’lgan quyi molekulyar moddalar monomer molekulalarining o’zaro birikib, yuqori molekulyar birikma hosil qilish jarayoniga polimerlanish deyiladi. Polimerlanish jarayonida qatnashayotgan quyi molekulyar moddalarning soniga qarab go`lopolimerlanish (faqat bitta modda qatnashsa) va sopolimerlanish (ikki va undan ortiq modda qatnashsa) jarayoni sodir bo’ladi. Polimerlanish jarayonida yuqori molekulyar birimalardan boshqa qo’shimcha mahsulot hosil bo’lmaydi, chunki jarayon nihoyasida hosil bo’lgan polimer
tarkibi dastlabki moddaning tarkibiga mos kelishi kerak. Shu sababli polimerlanish jarayonini umumiy holda quyidagicha ifodalash mumkin: polimerlanish nM--------------------------→ (—M—) n Polimerlanish jarayoniga kirisha oladigan quyi molekulyar moddalar --- monomerlar bo’lib, ular o’zaro birikishidan polimerlar hosil bo’ladi. Molekulasi tarkibida qo’shbog’, uchlamchi bog’ bilan bog’langan atomlarga ega bo’lgan, shuningdek yopiq halqali quyi molekulyar moddalar polimerlanish jarayoniga kirisha oladi. Polimerlanish jarayoni asosan qo’shbog’ yoki uchlamchi bog’larning uzilib monomer zvenolari orasida yangi birlamchi bog’lar hosil qilishi orqali amalga oshishi mumkin. Masalan: CH 2 = CH + CH 2 = CH + CH 2 = CH + …→ | | | R R R → — CH 2 —CH—CH 2 —CH—CH 2 —CH— … | | | R R R CH 2 — CH 2 + CH 2 — CH 2 + CH 2 — CH 2 + . . . → \ / \ / \ / NH NH NH → — CH 2 ― CH 2 ― NH ― CH 2 ― CH 2 NH ― CH 2 ― CH 2 ― NH ― Shu bilan bir qatorda polimerlanish jarayonlari monomerlarning tabiatiga, aktivligiga va jarayon sharoitiga qarab molekulalararo ta‘sir natijasida geterologik parchalanish, ya‘ni ionlarga ajralish yoki go`lolitik parchalanish, ya‘ni aktiv erkin radikallar hosil bo’lishi natijasida polimerlanish jarayoni amalga oshadi.
Ba‘zi hollarda polimerlanish jarayoni, zaryad uzatuvchi ko`lplekslar (ZUK) ta‘sirida sodir bo’ladi. Polimerlanish natijasida monomer molekulasi tuzilishidagi to’yinmagan bog’lar, to’yingan birlamchi valent bog’larga aylanadi: dien uglevodorodlarda esa qo’shbog’lar kamayib boradi. Masalan: n CH 2 = CH ― C = CH 2 → . . . [ ― CH 2 ― C = CH ― CH 2 ] n | | CH 3 CH 3 Yuqorida qayd etilgan to’yinmagan uglevodorodlar va ularning bir qator hosilalaridan polimerlanish tufayli sanoat uchun qimmatli xo`lashyo hisoblangan karbozanjirli yuqori molekulyar birikmalar olinadi. Bular orasida polietilen, polipropilen har xil fazoviy tuzilishga ega bo’lgan polibutilen, polivinilxlorid, poliviniledenxlorid, polivinilftorid, turli xil kauchuklar, teflon, yuqori haroratga chidamli ftoroplastlar, poliakrilatlar, polivinilatsetatlar, poliakrilonitril va ularning o’zaro polimerlanishidan hosil bo’lgan sopolimerlar ko’plab ishlab chiqarilmoqda. Sintetik tola, sun‘iy charm va plastmassalarning qator turlarini ishlab chiqarishda, asosan, etilen va uning hosilalari polimerlanadi. Tarkibida ikki qo’shbog’ bo’lgan dien, uchlamchi bog’i bo’lgan atsetilen uglevodorodlarning polimerlari asosida kauchuklar, yuqori temperaturaga chidamli materiallar olinadi. Polimerlanish jarayoniga molekulasi tarkibida geteroatomi bo’lgan organik moddalar ham kirisha oladi, natijada geterozanjirli yuqori molekulyar birikmalar hosil bo’ladi. Masalan: formaldegid, formaldoksim va nitrillarning polimerlanishi quyidagicha sodir bo’ladi: n CH 2 = O → . . . — CH 2 — O — CH 2 — O ― CH 2 ― O . . .
n CH 2 = NOH → . . . CH 2 — N — CH 2 — N — CH 2 — N — . . . | | OH OH OH n R — C ≡ N → . . . — C = N — C = N — C = N — . . . | | | R R R Shuningdek, yopiq halqali tuzilishga ega bo’lgan geteroorganik birikmalarning polimerlanishi natijasida ham geterozanjirli chiziqli tuzilishga ega bo’lgan polimerlar hosil bo’ladi. Masalan: etilenoksiddan polietilenoksid, kaprolaktamdan polikaprolaktam hosil bo’ladi: n CH 2 — CH 2 → . . . — O — CH 2 — CH 2 — O — CH 2 — CH 2 — O — . . . \ / O n CH 2 — CH 2 — CH 2 — CH 2 — CH 2 — C = O → | | —————— NH ———————— O ‖ → . . . — NH — CH 2 — CH 2 — CH 2 — CH 2 — CH 2 — C — . . . Polimerlanish jarayonida yopiq zanjirli monomerlardan chiziqli polimerlarning olinishi o’ziga xos jarayon bo’lib, uni keyinroq mufassal ko’rib chiqish maqsadga muvofiqdir. O’ttizinchi yillarda N. N. Semyonov tomonidan alohida jarayonlar (zanjir reaktsiyalar) nazariyasining asoslari yaratilgandan keyin ko’pgina kimyoviy reaktsiyalar aynan zanjirli mexanizm asosida kechishi har tomonlama ilmiy asoslanib, amaliy tajribalar orqali tasdiqlandi.