Кристалдық полимерлердің құрылымы және молекуладан ірі құрылым

Полимерлердің молекулалары сутектік және молекулааралық күштердің әсерінен бір-бірімен әрекеттесіп,құрамы мен өмір сүру мерзімі әртүрлі күрделі құрылымдар түзеді.Бұл күрделі құрылымның құрылысы әрекеттесуші макромолекулалардың конформациясы мен конфигурациясына,буындардың хим-қ құрамына,атормдар мен топтардың саны мен шамасына және құрылым түзілгендегі шарттарға тәуелді.Сонымен,макромолекулалардың кеңістікте өзара орналасуын ,текшелену тәсілдерін және түзілген құрылымның пішіні мен шамасын полимердің молекуладан ірі құрылымы дейді.Молекуладан ірі құрылымдардың түрлері әртүрлі болғандықтан,олар жоғары молекулалық қосылыстардың физикалық және химиялық қасиеттеріне елеулі әсер етеді.

Кристалды полимерлер.Ретті құрылым,яғни макромолекулалардың орналасуындағы арғы реттілік тек қана кристалды полимерлерде білінеді.Кристалданудың қажетті шарты тізбек буындарының орналасуында арғы реттілік болуы,көбіне стереоретті полимерлердекездеседі.Кристалдану үшін өздігінен жүретін процестің термодинамикалық шарты орындалуы керек,яғни ΔG<0.Кристалдану кезінде тізбек бөлімдері тураланады,ол энтропияның азаюына әкеліп соғады,ΔS<0.Сондықтан кристалданудың энтальпиясы әрқашан да теріс,ΔH<0.

Кристалды полимердің құрылымын анықтауда қазіргі кездегі ең сенімді әдіс-рентгенқұрылымдық анализ әдісі.Полимерлердің кристалды құрылымының негізгі элементі монокристалл.Монокристалдар полимерлердің сұйытылған ерітінділерінен түзіледі.

Полимер монокристалдары негізінен бір-бірінің үстіне орналасқан пластиналардан тұрады.Ал ламель дегеніміз 180 градусқа майысып,қатпарланып,тығыз орналасқан пластинаға ұқсас түзілістер.Ламельдер қабаттанып,дұрыс кристалл түзуге себепші болады.

Иондалатын макромолекулалардың (полиқышқылдар, полинегіздер мен олардың тұздарының) химиялық және физика-химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері.

Полимерлердің көпшілік қызықты да ерекше қасиеттері олардың өте жоғары молекулалық массасына байланысты.Мысалы, полимерлерге тән маңызды механикалық беріктік қасиет, оның молекулалық массасы белгілі бір шамадан артқанда ғана байқалады. Әдетте полимердің қажетті қасиеттері молекулалық массаның белгілі бір аралығында сақталады. Ол аралық полимердің

Табиғатына,құрылымына, алу жолдарына тікелей байланысты. Практикалық маңызы бар полимерлер дайындағанда мұның бәрін ескеріп, синтезді алдын ала қажетті жолмен өткізген жөн.

Конфигурация деп молекула құрайтын атомдардың немесе атомдық топтардың кеңістікте нақты орналасуын және жылулық қозғалыстың әсерінен өзгермеуін айтады.

Конфигурация деп изомерлердің жиынтығы және ретімен анықталатын макромолекуладағы атомдар немесе атом топтарының кеңістіктегі салыстырмалы орналасуын айтады.

· буын конфигурациясы

· буындардың жалғану конфигурациясы

үлкен блоктардың жалғану конфигурациясы

Конформация деп тізбекті молекуланың бөліктерінің (атомдардың немесе атомдар топтарының) жылулық қозғалыстың әсерінен кеңістікте орналасуын айтады

Полимерлердің иілгіштігі - макромолекулалардың қайтымды түрде

(химиялық байланыстарды үзбей) өз пішінін өзгерту қабілеті

Иілгіштік --- көптеген σ-байланыстардың бойымен тізбекті макромолекулада ішкі молекулалық айналудың салдарынан байқалады.

Төменгі молекулалық қосылыстарда σ-˚байланыстардың бойымен айналу (бұрылу изомериясы) олардың қасиеттеріне әсер етпейді.

Ұзын тізбекті макромолекулаларда санның сапаға ауысуы, яғни иілгіштік қасиеттің пайда болуы байқалады

Иілгіштік қасиетіне байланысты полимерлер иілгіш және қатаң тізбекті болып бөлінеді

Осыған байланысты полимерлердің қолдану салалары анықталады

Иілгіш полимерлерден эластомерлер (каучуктер, резиналар) алынады

Қатаңтізбекті полимерлер – пластмасс, талшықтар, үлдірлер өндірісінде қолданылады.

ПЭ -иондарға диссоциаланатынионогенді тобы бар ЖМҚ.

Ерітіндіде ПЭ макромолекуласы – қарсы иондардың (қарсы зарядталған кішкентай иондар) эквивалентті мөлшерімен қоршалған, Полиионның мөлшері қарсы ионмен салыстырғанда бірнеше ретке үлкен болады. Күшті ПЭ сулы ерітіндіде рН мәніне тәуелсіз толық иондалады. Әлсіз полиқышқылдар мен полинегіздердің заряды ионогенді топтардың диссоциациялану константасымен К анықталады және ерітіндінің рН-на тәуелді

Суда еритін катиониттер:

[-CH2-CH(COOH)-]n полиакрил қышқылы,

[-CH2-CH(COONa)-]n полиакрил қышқылының натрий тұзы,

[-CH2-CH(CH3)(COOH)-]n полиметакрил қышқылы,

[-CH2-CH(CH3)(COONa)-]n полиметакрил қышқылының натрий тұзы,

б) карбоксиметилцеллюлозаның натрий тұзы[C6H7O(OH)3-x(OCH2COONa)x]n

в) полистиролсульфоқышқылы

[-CH2-CH(C6H4SO3H)-]n

Суда еритін аниониттер:

а) полиэтиленимин [-CH2-CH2-NH-]n

б) поли-п-аминостирол;

в) поли-5-винилпиридин;

г) 2-метил-5-винилпиридин мен диметилсульфаттың полимерлі тұзы

Полиамфолиты

Полиамфолиттердің құрамында қышқыллдық та негіздік те топтар болады

Полиметакрил қышқылы-блок-полидиметиламиноэтил метакрилат (ПМАА-ПДМАЭМА)

Полиметакрил қышқылы-поливинилпиридин

Изоэлектрлік нүкте

ИЭН – макромолекуланың зарядтарының

суммасы нольге тең.

ИИН – полиамфолиттің тек судағы ерітіндісінің рН-ы тек қана полиамфолиттің өз ионогенді топтарының диссоциациясымен анықталады

43. Пластикалық массалардың классификациясы: құрамы бойынша, қыздыруға байл анысты және полимердің табиғатына байланысты. Пластмассалардың құрамы

Пластикалық массалар — синтетикалық полимерлернегізіндегі заттар. Агрессивті ортаға берік, тығыздығы аз(1900—1400 кг/м³), механикалық өңдеуге оңай көнетін материалдар. Пластикалық массалар қасиеттерінің әр түрлілігі олардың электрондық аспап жасауда кең қолданылуына жол ашты. Мысалы, полимид негізіндегі стеклопластиктерден 300°С-ка дейінгі температурада жұмыс істейтін монтаждық платоларды жасайды.

Металл және күйе толтырылған Пластикалық массаларды (электр өткізгіш пластмассалар) магниттік экрандар мен магниттік таспаларды, баспалық платоның, резисторлардың, конденсаторлардың жалғаушы шықпаларын жасауда қолданылады

Негізгі тізбектің құрамына байланысты пластмассалар:

ü Гомотізбекті

ü гетеротізбекті

Гомотізбекті деп макромолекуласының негізгі тізбегі бірдей атомдардан құралған пластмассаларды айтады.

Негізгі тізбегі әр түрлі атомдардан құралған пластмасса гетеротізбекті деп аталады.

Қыздырғында байқалатын өзгерістеріне байланысты пластмассалар

ü Термопластар

ü Термореактивті немесе реактопласты

Термопласты полимерлердің қасиеттері қыздырған кезде ақырындап өзгеріп,белгілі бір температураға жеткенде тұтқыраққыш күйге ауысады.Олардың балқуы негізінен молекулааралық күштер әрекетінің азаюынан және молекуланың кинетикалық энергиясының артуынан болады.Сұйық термопласты полимерлерді суытқанда кері өзгеріс байқалады,полимер сұйық қалпынан қайтадан қаттв зат күйіне ауысады.

Термопласты полимерлерге полиэтилен,полистирол,поликапролактам Поли(этилентерефталат)

ПЭТФ

Фенолальдегидті ,карбамидальдегидті және басқа шайырлар өзгеше қасиет көрсетеді.Бос функционалды топтары немесе қанықпаған байланстары болғандықтан оларды қыздырғанда сызықты макромолекулулар арасында химиялық байланыстар пайда болып,торланған құрылымды полимер түзіледі.Мұндай полимер қыздырғанда да артынша суытқандада өздерінің қасиеттерін бастапқы қалпына келтіре алмайды.Сондықтан оларды термореактивті деп атайды.

Химиялық табиғатына байланысты

ü Органикалық

ü Бейорганикалық

ü Элементорганикалық

Негізгі тізбегі көміртегі (С) атомынан тұратын полимер - органикалық деп аталады:

Полистирол

Бейорганикалық полимерлердің молекулалары, әдетте, өздерінің негізгі тізбегінде көміртегі атомын құрамайды:

Полиметилсилоксан

Элементорганикалық полимерлер екі түрлі бола алады негізгі полимерлік тізбектің табиғаты бейорганикалық болады да,ал қосалқы тармақтары органикалық болады және керісінше.

44. Полистиролдың, полиметилметакрилаттың құрылымдық формуласын жазыңыз және ИЮПАК номенклатурасы бойынша қалай аталады?

Құрылымдық формуласы Жүйелі номенклатура бойынша атауы

Полистирол Поли-1-фенилэтилен

Полистирол- молекула тізбегінің құрылымы сызықты,қыздырғанда байқалатын өзгерісіне байланысты термопласты болып келетін,стиролды полимеризация арқылы алынған өнім.

Құрылымдық формуласы Жүйелі номенклатура бойынша атауы

полиметилметакрилат Поли-(1-метоксикарбонил)-1-метилэтилен\

Полиметилметакрилат-метилметакрилаттың синтетикалық полимері,термопластикалық мөлдір пластик,оны органикалық шыны деп те атайды.