Polimerlərin Tərifi və Quruluşunun Nümunə Sualları və Müzakirələri
Polimerlər monomerlər kimi tanınan təkrarlanan vahidlərdən ibarət olan makromolekulyar birləşmələrdir. Kimyada polimerlər plastik və tekstil sənayesindən biotibbə qədər geniş tətbiq sahələrində mühüm rol oynayır. Bu məqalədə polimerlərin tərifi və onların quruluşu müzakirə olunacaq, eləcə də bu konsepsiyanı daha dərindən anlamaq üçün bir neçə nümunə problem və həll yolu təqdim olunacaq.
Polimerləri Anlamaq
Polimer sözü "çox" mənasını verən "poly" və "vahid və ya hissə" mənasını verən "mer" sözlərindən gəlir. Beləliklə, sözün əsl mənasında polimer monomer adlanan bir çox kiçik vahiddən ibarət böyük bir molekuldur. Bu monomerlər uzun zəncirli strukturlar yaratmaq üçün polimerləşmə reaksiyaları vasitəsilə birləşirlər.
Təbii və sintetik polimerlərin nümunələri:
1. Təbii Polimerlər:
– Sellüloza: Bitki hüceyrə divarlarında qlükoza monomerlərindən ibarətdir.
– Zülal: Amin turşularından monomer kimi ibarətdir.
– Təbii rezin: İzopren polimerindən hazırlanmışdır.
2. Sintetik Polimerlər:
– Polietilen (PE): Plastik torbaların istehsalında istifadə olunur.
– Polipropilen (PP): Müxtəlif plastik qablarda və məişət əşyalarında istifadə olunur.
– Polivinilxlorid (PVX): Borular və tibbi avadanlıqlar üçün material.
Polimer Quruluşu
Struktur olaraq, polimerlər formasına və zəncir düzülüşünə görə bir neçə növə bölünə bilər. Polimer strukturlarının növləri aşağıdakılardır:
1. Xətti Struktur:
– Xətti quruluşa malik polimerlər bir-biri ilə əlaqəli monomerlərin uzun, düz zəncirlərinə malikdir. Misal olaraq polietilen və polistirolu göstərmək olar.
2. Filialın strukturu:
– Budaqlanmış polimerlərin əsas zəncirində qısa budaqlar olur və onlar əsas zəncirdən çıxır. Buna misal olaraq budaqlanmış polipropileni göstərmək olar.
3. Şəbəkə Strukturu (Çarpaz əlaqəli):
– Bu polimerlər üçölçülü şəbəkə yaratmaq üçün bir-biri ilə əlaqəli zəncirlərə malikdir. Nümunələrə epoksid qatranı və bakelit daxildir.
4. Blok Kopolimer Quruluşu:
– Polimer zənciri boyunca nizamlı şəkildə düzülmüş və spesifik bloklar əmələ gətirən iki və ya daha çox monomer növündən ibarətdir. Buna misal olaraq SBS-i (stirol-butadien-stirol) göstərmək olar.
Nümunə Suallar və Müzakirə
Polimerlərin mənasını və quruluşunu daha yaxşı başa düşmək üçün bəzi nümunə suallar və onların müzakirələri verilmişdir.
Sual 1:
Sual: Termoplastik və termoset polimerləri arasındakı üç əsas fərqi adlandırın!
Müzakirə:
– Termoplastik:
– Qızdırıldıqda əriyə, soyudulduqda isə sərtləşə bilər, bu proses dəfələrlə təkrarlana bilər.
– Molekulyar quruluş xətti və ya bir qədər budaqlıdır.
– Nümunələr: Polietilen (PE), Polipropilen (PP).
– Termoset:
– Qızdırıldıqda dönməz kimyəvi dəyişikliklərə məruz qalırlar, ilk qızdırma onları sərtləşdirir, lakin sonra yenidən əriyə bilmirlər.
– Dəyişməz üçölçülü şəbəkə quruluşuna malikdir.
– Nümunələr: Epoksi qatranı, bakelit.
Sual 2:
Sual: Polimerin orta molekulyar çəkisini (Mn) və orta molekulyar çəkisini (Mw) necə təyin etmək olar?
Müzakirə:
– Say Orta Molekulyar Çəki (Mn):
– Mn = Σ(Ni Mi) / ΣNi
– Burada Ni molekulyar çəkisi Mi olan molekulların sayıdır.
– Çəki Orta Molekulyar Çəki (Mw):
– Mw = Σ(Ni Mi^2) / Σ(Ni Mi)
– Mw daha yüksək molekulyar çəkiyə malik molekullara daha çox çəki verir və ümumiyyətlə Mn-dən daha böyükdür.
Sual 3:
Sual: Aşağıdakı ifadədən polimerin növünü təyin edin: “Bu polimer təkrarlanan etilen vahidlərindən ibarət əsas quruluşa malikdir və daha elastik xüsusiyyətlərə malikdir.”
Müzakirə:
– Polimerin təkrarlanan etilen vahidlərindən ibarət olduğu və elastik xüsusiyyətlərə malik olduğu iddiasına əsasən, polimerin çox güman ki, Polietilen (PE) olduğu bildirilir.
Sual 4:
Sual: Hər biri üçün nümunələr verərək əlavə polimerləşmə və kondensasiya polimerləşmə proseslərini izah edin.
Müzakirə:
– Əlavə Polimerləşmə:
– İkiqat rabitəli monomerlərin (məsələn, alkenlərin) yan məhsullar əmələ gətirmədən bir-biri ilə birləşməsi prosesi.
– Misal: Etilendən polietilen.
– n(C2H4) → [-CH2-CH2-]n
– Kondensasiya Polimerləşməsi:
– İki fərqli funksional qrupa malik iki və ya daha çox monomerin reaksiyaya girərək polimer əmələ gətirdiyi və su və ya metanol kimi əlavə məhsullar istehsal etdiyi bir proses.
– Misal: Heksametilendiamin və adipik turşusundan neylon-6,6.
– H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n + 2nH2O
Sual 5:
Sual: Polimerləşmədə regiospesifiklik nə deməkdir və bu, polimerin strukturuna necə təsir göstərir?
Müzakirə:
– Regiospesifiklik:
– Regiospesifiklik monomerlərin zəncirdə birləşməsi və kimyəvi rabitələrin düzülüşünü təyin etməsi qanunauyğunluğunu ifadə edir.
– Polimerlər izotaktik strukturlara (bütün əvəzedicilər zəncirin bir tərəfindədir), sindiotaktik (əvəzedicilər mövqelərini dəyişir) və ya ataktik (əvəzedicilər təsadüfi şəkildə paylanır) malik ola bilər.
– Misal: Polipropilen izotaktik PP, sindiotaktik PP və ya ataktik PP şəklində əmələ gələ bilər ki, bu da onun kristallıq və ərimə nöqtəsi kimi fiziki xüsusiyyətlərinə təsir göstərir.
Nəticə
Polimerlər, monomerin növündən və polimer zəncirində necə yerləşməsindən asılı olaraq geniş çeşiddə struktur və xüsusiyyətlərə malikdir. Polimerlərin strukturunu və quruluşunu, eləcə də necə sintez olunduğunu anlamaq, onların sənayedə və texnologiyada tətbiqləri üçün əsasdır. Təqdim olunan çalışmalar və müzakirələr həmçinin polimer kimyasında vacib fundamental anlayışları möhkəmləndirməyə kömək edir. Yaxşı bir anlayışla, gələcəkdə polimerlərdən müxtəlif innovativ tətbiqlərdə istifadə edə bilərik.
