Жоғары молекулалық қосылыстар (ЖМҚ) қатарына жатқызу.

Бұл жағдайларды келесі қасиеттері бар заттар ғана қанағаттандыра алады:

а) еріген заттың өте аз мөлшерінде тұтқырлы ерітінді түзеді (мысалы 1% ерітіндінің тұтқырлығы еріткіштің тұтқырлығына қарағанда 20 есе артық болады және концентрацияның барлық диапазонында ерітіндінің тұтқырлығы еріткіштің тұтқырлығына қарағанда 13-15 ретпен өзгереді);

б) қалыпты және температураны көтерген жағдайда үлкен және қайтымды жоғары эластикалық деформацияға қабілетті;

в) сәйкес механикалық әсерлерден анизотропты, төзімділігі жоғары талшықты құрылымдар мен қабыршақтар түзіледі;

г) ерітінділерде ісінеді.

Идентификация кезінде осы көрсетілген қасиеттердің тек кейбіреуін қолдану да жеткілікті.

Сонымен қатар затты полимерлер тобына жатқызуда оның жоғары молекулалық массасы жеткіліксіз жағдай болып табылады.

Химиялық құрам.Бұл белгі бойынша идентификациялау кәдімгі органикалық заттарды химиялық талдаудан еш өзгешілігі жоқ. Идентификациялаудың ең негізгі элементтерінің бірі – ЖМҚ формуласын анықтау болып табылады. Бұл міндетті орындау үшін шартты түрде келесі этаптарға бөлеміз: бастапқы сынақ; элементтік талдау; химиялық сынақ; макромолекуланың негізгі тізбегінің химиялық құрылымын анықтау.

Бастапқы сынақ.полимерді мұқият тазалау, сыртқы түрін анықтау, физикалық жағдайы, түрі, үлгінің исі мен мөлдірлігі, қаттылығы мен созылуға қабілеттілігі полимердің бастапқы сынағына жатады. Физикалық сипаттама (балқу, шынылану және жұмсару температуралары, тығыздығы, сыну көрсеткіші) көп жағдайларда шекті құндылыққа ие. Мысалы балқу мен жұмсару температурасы үлгінің (от термической предыстории образца) термиялылығына дейінгі жағдайына, шынылану температурасы – оны анықтау әдісіне, тығыздығы – фазалық жағдайына, ретті және ретсіз аймақтарының сандық қатынасына тәуелді. Сыну көрсеткішінің шамасының нәтижесін меншікті және молярлы рефракция бойынша алынған нәтижелермен салыстыра отырып полимер құрылымын тез растауды қолдануға болады. Көптеген полимерлер үшін сыну көрсеткішінің мәндері бар және ол идентификациялауды жеңілдетеді.

Маңызды сынап көру болып – үлгінің отта жануы болып табылады. Бұл кезде тез тұтанғыштығын, өз бетімен сөнгіштігін, исін, жануының түсін, түзілген будың негіздік немесе қышқылдық сипатын ескереді. Хромотографиялық талдау әдісінің дамуы полимерлердің жану салдарынан түзілген өнімдерін тез және нақты талдап бере алады.

Полимердің табиғатын анықтау үшін, оның ерігіштігін әр түрлі еріткіштерде анықтау лайықты. Бірақ полимердің ерігіштігінің тек макромолекуланың химиялық құрылмына байланысты емес екенін, яғни буныдырының ұзындығына, тармақталу дәрежесіне, мономер буындарының макромолекуланың ішінде орналасуына байланысты екенін ескеру керек. Сондықтан полимерлерді ерігіштігі бойынша идентификациялау жеткіліксіз.

Полимерлердің физикалық зеттеу әдістерінің қарқынды дамуының салдарынан идентификацияның кысқаша кестелері, ерігіштігін зерттеу және инфрақызыл спектрлер кең орын алды. Полимерлердің әр түрлі жағдайлардағы (ерітінді, қатты дене) тербелмелі спектрлерін, ядролы магнитті резонанс спектрлерін және ультракүлгінді спектрлерін зерттеу маңызды болып табылады. Көп жағдайларда органикалық полимерлерге қатысты көрсетілген сипаттамалар алу, алынған заттың бір мағыналы (однозначной) идентификациясына әкеледі.

Элементтік талдау. Біріншіден полимерде S, N, P, O, гологендер т.б. элементтердің барын анықтаймыз. S, N және гологені бар сынамалар Na металымен балқыту арқылы анықталады. Сосын көміртегі мен сутегін сапалы анықтайды. Көміртегін анықтау үшін сынаманы жағу жеткілікті, ал сутегін полимерді күкіртпен қыздыруда H₂S түзу реакциясы арқылы анықтайды. Фосфорды сапаны P₂O₅ түзгенше санды жағу арқылы анықтайды. Құрамында оттегі бар органикалық қосылыстарды көмірсутектерден, мысалы Девисонның (проба Девисона) және т.б. сапаларды қолдана отырып ажыратады. Полимерлерді элементті талдау оларға сәйкес төмен молекулалық қосылыстарды талдаумен байланысты

Химиялық сынау. Егер зерттейтін қосылыста хлор, азот, күкірт және т.б. элементтер болмаса (көміртегі, сутегі және оттегінен басқа) сабындану санымен (числом омыление) анықтау керек. Кейбір модифицирленген және табиғи полимерлер үшін қышқылдық санды, ал спирттер үшін тобы бар полимерлер үшін ацетильді санды қолданады. Полимердің қанықпағандық дәрежесін йод немесе бром сандарымен анықтайды. Йод санын анықтау кезінде бірдей қосалқы орынбасу реакциялары болуы мүмкін және бұл нәтижелерді бұрмалайды. Полимерлердің әр түрлі класстары үшін сабындау және қышқылдау, ацетилендеу және йодтау сандарының мәліметтері берілген.

Функционалды және соңғы топтары бар полимерлердің идентификациясы дәл сондай төмен молекулалық топтардың идентификациялау кестесінен айырмашылығы жоқ. Сондықтан біз оны қарастырмаймыз. Тек айтып кететін бір жәй соңғы топтардың саны макромолекуланың тармақталуы мен ұзындығы жайлы ақпарат береді. Бірақ бұл анықтаулар полимерлену дәрежесі тым үлкен полимерлер үшін тиімсіз. Жалпы химиялық элементтер немесе тортар үшін идентификациялау кестесі мен ерекше талдаудан басқа жеке полимерлерді идентификациялау (түрлі түсті реакциялар) үшін арнайы әдістер өндірілген. Мысалы: желім, таршық, тері, бояу, лактар т.б. тұратын полимерлі материалдарды талдау.

Негізгі макромолекула тізбегінің химиялық құрылымы.Бастапқы макромолекула тізбегінің құрылымын анықтаудағы химиялық әдістер, яғни макромолекуланың ыдырауы (гидролитикалық ыдырау, пиролиз, ионданушы сәуленің әсері) және алынған өнімнің әрі қарай идентификациясына негізделген. Макромолекуланың әрі қарай жәй төмен молекулалық өнімдерге ыдырауына байланысты әдістерін зерттеудің физикалық әдістерімен байланыстыру керек (инфрақызылды спектроскопия, ядорлы магнитті резонанс әдісімен, хроматография, масс-спектрометрия).

Гидролитикалық ыдырау крахмалды, целлюлозаны, полипептиттерді және т.б. гетеротізбекті полимерлерді идентификациялау үшін қарқынды қолданылуда. Гидролиз өнімі хромотография және масс-спектрометрдің көмегімен, сонымен қатар физикалық әдістермен талдайды.

Ыдырау әдісінен ең көп тарағаны полимерді пиролизді ыдырату болып табылады. Полимерленумен алынған көптеген полимерлер қыздыру кезінде тізбекті механизм бойынша бастапқы мономерге дейін ыдырайды (ПММА 95%, политетрафторэтилен 85% шығыммен мономер береді) және ол полимерді физикалық талдау әдістерінің көмегімен жеңіл идентификацияланады.

Полимерлердің сызықты, тармақталған немесе торланған түрлеріне жатуы. Полимерлер молекуласының қай типке жататынын анықтаумен қоса, тігілген және тармақталған полимерлер үшін оның тармақталу дәрежесі мен үшөлшемді тордың жиілігін сипаттау керек.

Үш өлшемді торларды талдау. Мұндай полимерлерді сипаттау үшін сенімді әдістер әлі аз. Полимердің тігілгенін көрсететін сапалы көрсеткіш болып, тек оның кей еріткіштерде мүлдем толық еріп кетпей, ісіну қабілеті ғана жатады. Бірақ та мұндай қасиет көрсететін, бірақ торланбаған полимерлерге, яғни күшті молекулааралық әрекеттескен полимердің физикалық түрлері бар (мысалы диполь-дипольді, ион-ионды).

Полимердегі үшөлшемді торлардың жиелігін санды анықтау қиындау. Ол үшін оның ісіну дәрежесін пайдаланады, бірақ бұл тиісті заңдылық идеал торлар мен аз ісіну дәрежесіне ғана теориялық негізделген. Кейбір мәліметтерді балқу температурасы бойынша алуға болады, мұнда балқу температурасытордың жиелігі азайған сайын төмендеуі керек.

Молекулалық масса және молекула-массалық таралу. Бұл полимерлердді идентификациялауда ең маңызды сипаттамалардың бірі. Молекулалық массаның орташа мәнін тәжірибелі анықтау туралы ММ және ММТ тарауларын көріңіздер.