Полимерлердин аныктамасы жана түзүлүшү боюнча мисал суроолор жана талкуу
Полимерлер – мономерлер деп аталган кайталануучу бирдиктерден турган макромолекулярдык кошулмалар. Химияда полимерлер пластмасса жана текстиль өнөр жайынан баштап биомедицинага чейинки кеңири колдонуу чөйрөсүндө маанилүү ролду ойнойт. Бул макалада полимерлердин аныктамасы жана алардын түзүлүшү талкууланат, ошондой эле бул түшүнүктү тереңирээк түшүнүү үчүн бир нече мисал маселелер жана чечимдер келтирилет.
Полимерлерди түшүнүү
"Полимер" сөзү "поли" (көп) жана "мер" (бирдик же бөлүк) деген сөздөрдөн келип чыккан. Демек, түзмө-түз айтканда, полимер - бул мономерлер деп аталган көптөгөн кичинекей бирдиктерден турган чоң молекула. Бул мономерлер полимерлешүү реакциялары аркылуу биригип, узун чынжырлуу структураларды пайда кылышат.
Табигый жана синтетикалык полимерлердин мисалдары:
1. Табигый полимерлер:
– Целлюлоза: өсүмдүк клетка дубалдарындагы глюкоза мономерлеринен турат.
– Белок: Мономер катары аминокислоталардан турат.
– Табигый каучук: Изопрен полимеринен жасалган.
2. Синтетикалык полимерлер:
– Полиэтилен (ПЭ): Пластик баштыктарды өндүрүүдө колдонулат.
– Полипропилен (PP): Ар кандай пластик идиштерде жана тиричилик буюмдарында колдонулат.
– Поливинилхлорид (ПВХ): Түтүктөр жана медициналык жабдуулар үчүн материал.
Полимердин түзүлүшү
Түзүлүшү боюнча полимерлерди формасына жана чынжырчасынын жайгашуусуна жараша бир нече түргө бөлүүгө болот. Полимер структураларынын түрлөрү төмөнкүлөр:
1. Сызыктуу түзүлүш:
– Сызыктуу түзүлүштөгү полимерлерде бири-бири менен байланышкан мономерлердин узун, түз чынжырлары болот. Мисал катары полиэтилен жана полистиролду келтирүүгө болот.
2. Филиалдын түзүмү:
– Бутактанган полимерлердин негизги чынжыры бар, ал эми кыска бутактар негизги чынжырдан чыгат. Мисал катары бутактанган полипропиленди келтирүүгө болот.
3. Тармактын түзүлүшү (кайчылаш шилтемеленген):
– Бул полимерлердин үч өлчөмдүү тармакты түзүү үчүн бири-бири менен байланышкан чынжырлары бар. Мисал катары эпоксиддик чайыр жана бакелитти келтирүүгө болот.
4. Блоктук сополимердин түзүлүшү:
– Полимер чынжыры боюнча белгилүү бир блокторду түзгөн жана тартиптүү жайгашкан эки же андан көп мономер түрүнөн турат. Мисал катары SBS (стирол-бутадиен-стирол) келтирсек болот.
Үлгү суроолор жана талкуу
Полимерлердин маанисин жана түзүлүшүн жакшыраак түшүнүү үчүн, бул жерде бир нече мисал суроолор жана алардын талкуулары келтирилген.
1-суроо:
Суроо: Термопластикалык жана термосеттик полимерлердин ортосундагы үч негизги айырмачылыкты атаңыз!
Талкуу:
– Термопластикалык:
– Ысытканда эрип, муздатканда катып калышы мүмкүн, бул процессти көп жолу кайталоого болот.
– Молекулярдык түзүлүшү сызыктуу же бир аз бутактуу.
– Мисалдар: Полиэтилен (ПЭ), Полипропилен (ПП).
– Термосет:
– Ысытканда кайтарылгыс химиялык өзгөрүүлөргө дуушар болушат, биринчи ысытуу аларды катуулантат, бирок андан кийин кайра эритүү мүмкүн эмес.
– Өзгөрүлбөс үч өлчөмдүү тармактык түзүлүшкө ээ.
– Мисалдар: Эпоксиддик чайыр, бакелит.
2-суроо:
Суроо: Полимердин орточо молекулярдык салмагын (Mn) жана орточо молекулярдык салмагын (Mw) кантип аныктоого болот?
Талкуу:
– Орточо молекулярдык салмактын саны (Mn):
– Mn = Σ(Ni Mi) / ΣNi
– мында Ni – молекулярдык салмагы Mi болгон молекулалардын саны.
– Салмак Орточо молекулярдык салмак (Mw):
– Mw = Σ(Ni Mi^2) / Σ(Ni Mi)
– Mw молекулярдык салмагы жогору болгон молекулаларга чоңураак салмак берет жана жалпысынан Mnге караганда чоңураак.
3-суроо:
Суроо: Төмөнкү билдирүүдөн полимердин түрүн аныктаңыз: “Бул полимер этилендин кайталануучу бирдиктеринен турган негизги түзүлүшкө ээ жана ийкемдүү касиеттерге ээ”.
Талкуу:
– Полимер этилендин кайталануучу бирдиктеринен турат жана ийкемдүү касиеттерге ээ деген билдирүүгө таянып, полимер, кыязы, полиэтилен (ПЭ) болушу мүмкүн.
4-суроо:
Суроо: Кошулма полимерлешүү жана конденсация полимерлешүү процесстерин ар бирине мисал келтирип түшүндүрүңүз.
Талкуу:
– Кошумча полимерлештирүү:
– Кош байланыштары бар мономерлердин (мисалы, алкендердин) бири-бири менен кошумча продуктыларды пайда кылбастан биригүү процесси.
– Мисал: Этиленден полиэтилен.
– n(C2H4) → [-CH2-CH2-]n
– Конденсациялык полимерлештирүү:
– Эки башка функционалдык топтору бар эки же андан көп мономерлердин реакцияга кириши, полимерди пайда кылуу жана суу же метанол сыяктуу кошумча продуктыларды пайда кылуу процесси.
– Мисал: Гексаметилендиамин жана адипин кислотасынан алынган нейлон-6,6.
– H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n + 2nH2O
5-суроо:
Суроо: Полимерлешүүдө региоспецификалуулук деген эмнени билдирет жана ал полимердин түзүлүшүнө кандай таасир этет?
Талкуу:
– Региоспецификалуулук:
– Региоспецификалуулук мономерлердин чынжырда биригүү ырааттуулугун билдирет, бул химиялык байланыштардын жайгашуусун аныктайт.
– Полимерлер изотактикалык түзүлүшкө ээ болушу мүмкүн (бардык орун басарлар чынжырдын бир тарабында), синдиотактикалык (орун басарлар ордунда кезектешип турушат) же атактикалык (орун басарлар туш келди бөлүштүрүлөт).
– Мисал: Полипропилен изотактикалык ПП, синдиотактикалык ПП же атактикалык ПП түрүндө пайда болушу мүмкүн, бул анын кристаллдуулук жана эрүү температурасы сыяктуу физикалык касиеттерине таасир этет.
Корутунду
Полимерлер мономердин түрүнө жана полимер чынжырында кандай жайгашышына жараша ар кандай түзүлүштөргө жана касиеттерге ээ. Полимерлердин түзүлүшүн жана түзүлүшүн, ошондой эле алардын кантип синтезделерин түшүнүү алардын өнөр жайда жана технологияда колдонулушунун ачкычы болуп саналат. Берилген көнүгүүлөр жана талкуулар полимер химиясындагы маанилүү фундаменталдык түшүнүктөрдү бекемдөөгө да жардам берет. Жакшы түшүнүү менен, биз келечекте полимерлерди ар кандай инновациялык колдонмолордо колдоно алабыз.
