№ 10 дәріс Тақырыбы «Жоғарғы молекулалы қосылыстар

№ 10 дә ріс Тақ ырыбы «Жоғ арғ ы молекулалы қ осылыстар

жә не олардың ерітінділері»

Дә ріс мақ саты: ЖМҚ негізгі тү сініктері мен анық тамаларына тоқ талып, полимерлердің тірі табиғ аттағ ы маң ызы мен ө ндірістік материал ретіндегі мә нін тү сіндіру.

Жоспар

1. ЖМҚ химиясының пә ні жә не міндеттері.

2. Жоғ ары молекулалық қ осылыстардың маң ыздылығ ы.

3. ЖМҚ химиясының даму этаптары.

4. ЖМҚ химиясының негізгі ұ ғ ымдары жә не анық тамалары.

5. Полимерлердің молекулалық -массалық таралуы. Полимерлердің молекулалық массалары.

6. ЖМҚ қ ұ рылымы жә не формасы.

1. Жоғ ары молекулалық қ осылыстар атауы тө мен молекулалық заттардан айрық шаланатын, молекулалық массасы сирек тү рде бірнеше жү зге жететін, молекулалық массасы ү лкен заттардан шық қ ан. Қ азіргі уақ ытта молекулалық массасы 5000 – нан асатын жә не бірнеше миллионғ а жететін заттарды ЖМҚ - ғ а жатқ ызады. ЖМҚ химиясы молекуласы бірнеше жү з атомдардан тұ ратын химиялық заттарды зерттейді. ЖМҚ молекулаларын макромолекула деп, ал ЖМҚ химиясын – макромолекула химиясы немесе макромолекулалық химия деп атайды. ЖМҚ –ның негізгі міндеті молекуладағ ы химиялық байланыстағ ы атомдар санының кө птігінен туындағ ан ерекшеліктердің жалпы заң дылық тарын, химиялық ұ ғ ымдары мен ә дістерін оқ у болып табылады.

2. Органикалық жоғ ары молекулалық қ осылыстар тірі табиғ аттың негізі болып табылады. Ө сімдіктердің қ ұ рамына кіретін, маң ызды қ осылыстар – полисахаридтер, лигнин, ақ уыздар, пектиндік заттардың барлығ ы жоғ ары молекулалы. Торф, сұ р кө мір, тас кө мірлерде ө сімдіктер ұ лпаларының геологиялық ө згерісінің ө німдері – целллоза мен лигнин бар. Жануарлар ә лемінің негізі болып жоғ ары молекулалық қ осылыс – ақ уыз табылады. Бұ лшық еттер, бекіткіш ұ лпалар, ми, қ ан, тері, шаш, жү н жоғ ары молекулалық ақ уыз заттарды қ ұ райды.

Адамзат ө зінің қ ажеттілігін қ анағ аттандыру ү шін жоғ ары молекулалы материалдар жасайды жә не қ олданады. ЖМҚ беріктігі жоғ ары, иілгіш, қ атты болатын кө птеген қ ұ растырушы материалдардың негізгі қ ұ рамды бө лігі болып табылады жә не мұ ндай қ асиеті жағ ынан ЖМҚ - мен тек металдар ғ ана бә секелесе алады.

3. Табиғ и ЖМҚ бұ рыннан белгілі екендігіне қ арамастан, ЖМҚ химиясы ө зіндік ғ ылым ретінде тек «классикалық » органикалық химия дамудың жоғ арғ ы сатысына жеткеннен кейін, XX ғ асырдың 20 – шы жылдарында ғ ана дами бастады. Классикалық химия негізінде ЖМҚ қ асиеттерін сипаттаудағ ы алғ ашқ ы қ адам ЖМҚ – ның кейбір ерітінділерінің қ асиеттері коллоидтық жү йенің қ асиеттеріне жақ ын болғ андық тан ЖМҚ –ның қ ұ рылымдық коллоидтық теориясына ә келді.

ЖМҚ химиясының дамуында К. Мейер мен Г. Марктің мицелл теориясы жә не Г. Штаудингердің макромолекулалық теориясы зор мә нге ие.

19 ғ асырдың аяғ ында басталғ ан органикалық синтездің дамуы жә не синтетикалық ө німдер мен мономерлердің кө птеген мө лшерін алу ә р тү рлі ЖМҚ - ны синтездеуге жол ашты. Табиғ и жә не синтетикалық ЖМҚ қ асиеттері мен қ ұ рылымы жалпыландырылды. Полимерлер мол. массасы он жә не жү з мың дық ұ зын жіп тә різді молекулалардан тұ ратыны кө рсетілді. Г. Марк, Е. Гут, В. Кун, П. П. Кобеко, А. ПАлександрова, Я. И. Френкель, В. А. Каргин, С. Банна, С. Н Журковтың жұ мыстары негізінде қ азіргі заманғ а сай ЖМҚ қ ұ рылымы туралы кө зқ арас қ алыптасты, онда ЖМҚ формасын ө згертуге қ абілетті иілгіш жіп тә різді ұ зын молекуладан тұ рады делінген. Молекулалар арасындағ ы байланыс молекулааралық ө зара ә серлесудің физикалық кү шінен туындайды. Барлық полимерлер физикалық қ ұ рылымы бойынша біртекті емес. Кристалданатын полимерлер екіфазалы жә не кристалды, аморфты ортасы бар. Аморфты полимерлер бір фазалы, бірақ бұ л полимерлерде, В. Каргиннің болжауларына сә йкес, реттілік ортасы бар (қ орап деп аталатын).

4. Мономерлік буын деп аталатын белгілі қ ұ рамда қ айталанып отыратын буындардан қ ұ рылғ ан макромолекулалардың қ осылысы полимер деп аталады. Бірдей мономерлерден қ ұ рылғ ан ЖМҚ гомополимерлер деп аталады. Тізбегі ә ртү рлі звенолардан тұ ратын полимерлік қ осылыстар сополимер немесе аралас полимер деп аталады.

« ЖМҚ » терминін оның молекулалық массасының ү лкендігін кө рсету ү шін қ олданады, бірақ молекулалық массасы ү лкен жай органикалық заттарды мысалы, гемин, хлороформ, каротинді полимер деп атауғ а болмайды, олар полимер болып саналмайды. ЖМҚ – ның ТМҚ – дан негізгі айырмашылық тары:

ЖМҚ	ТМҚ
Жоғ арғ ы м. м. ( молекулалық масса) > 500 у. е.	1. Тө мен м. м.
Айдалмайды, сирек қ айта кристалданады, жоғ ары температурада деполимерленеді.	2. Айдалады, қ айта кристалданады.
Молекуланың ө те ү лкен кө леміне байланысты м. м – нің орташа мә ні – м бар.	3. Тұ рақ ты М. М. бар
Ерітінділері тұ тқ ыр, тіпті қ атты сұ йылтқ анда, ісіну болады.	4. Ерітінділері шынайы, концентрленген, тұ тқ ыр емес.
Еріткішті алып тастағ анда пленкағ а немесе талшық қ а айналады.	5. Еріткішті алып тастағ анда кристалданады.
2 агрегаттық кү йі бар: Сұ йық жә не қ атты зат	6. 3 агрегаттық кү йі бар: бу, сұ йық, қ атты зат.

ЖМҚ – ның басты айырмашылық тарының бірі, олардың полидисперстілігі, яғ ни полимерді қ ұ райтын мономерлік бірліктердің саны бірдей емес. Бір фракцияда полимерлік тізбек 80, 180, 200 жә не т. б. звенолардан тұ руы мү мкін.

5. Кез келген полимер молекулалық массасының шамасына біртекті емес немесе полимолекулалы. Полимердің М. М. анық тау ү шін M = mP тең деуі қ олданылады, мұ ндағ ы m – элементарлы звеноның молекулалық массасы, Р – полимерлену дә режесі немесе полидисперстілік – тізбектегі звено саны полимерлену дә режесі деп аталады. Полимерлер ә ртү рлі молекулалық массадағ ы макромолекула қ оспасынан тұ ратындық тан, оларды М. М. - ның орташа мә ндерімен сипаттайды. Ортасаң дық, орташамассалық, орташаседиментациялық жә не басқ а да М. М. анық тау ә дістері бар.

M_n–орташасаң дық молекулалық масса полимердің жалпы массасының макромолекуланың жалпы санына қ атынасымен анық талады: , немесе , мұ ндағ ы n_i – саң мә ні, F_ni – M_iмолекулалық массалы макромолекуланың сандық ү лесі. Тә жірибеде М_nосмометрия, криоскопия, эбулиоскопия ә дісімен анық тайды жә не макромолекуланың соң ғ ы топтарды анық тау ә дісімен анық тайды.

Орташамассалық М. М. – немесе – қ оспадағ ы ә рбір фракцияның массалық ү лесін есептейді: , немесе , мұ ндағ ы q_i=n_iM_i – масса, ал F_ω_i – M_iмолекулалық массалы макромолекулалардың массалық ү лесі. Тә жірибеде – жарық шашырау ә дісімен анық тайды.

ММТ қ исығ ы бойынша полимердің алыну механизмін анық тайды. ММТ негізгі сипаттамасы шың ның орналасуы жә не қ исық тың ені болып табылады. ММТ қ ұ растырғ анда ордината осінде фракция ү лесін, ал абсцисса осінде полимердің ММ енгізеді. ММТ негізгі сипаты қ исық тың шың ң ың биіктігі жә не қ исық тың ені болады. Қ исық ені жалпақ болғ ан сайын, соғ ұ рлым полимер полимолекулярлы.

1 сурет. Молекулалық массалық таралудың интегральды жә не дифференциальды қ исық тары

6. ЖМҚ макромолекулалары ә ртү рлі формада жә не қ ұ рылымы ә ртү рлі. Макромолекула формасына байланысты сызық тық, тармақ талғ ан, торлы болып бө лінеді. Сызық тық деп, макромолекулалары жоғ ары дә режелі ассиметрияда ұ зын тізбекті полимерлер аталады: ...... - А – А – А – А – А – А – А – А -......

Тармақ талғ ан полимерлер ұ зын тізбекті жанынан тармақ талу бар, бірақ олар басты тізбекке қ арағ анда шамасы аз болады. Тармақ талу негізгі тізбекпен бірдей болуы ( амилопектин) жә не ә ртү рлі болуы (дивинилакрилонитрил) мү мкін. Кең істіктік немесе торлы полимерлер деп, кө лденең байланыспен қ осылғ ан ұ зын тізбектен тұ ратын полимерлерді айтамыз.

Торлы полимерлер сызық тық пен тармақ талғ ан полимерлерге қ арағ анда ерімейді, ө те қ атты жә не сынғ ыштық қ асиеттері бар. Торлы полимерлер сатылы, паркетті, пластинкалы жә не ү шө лшемді болып бө лінеді.

Этилен α – орынбасу полимерінде ( CH₂ - CHR)_n радикал – орынбасушылар ә ртү рлі орналасуы мү мкін. Мономерлер молекулалары α , α – тү рі бойынша қ осыла алады ( басы басына) жә не ß, ß – ( соң ы соң ына):

Немесе α, β - типі бойынша (басы аяғ ына)

Стереоретті полимерлер деп, барлық буындар мен орынбасарлары кең істікте белгілі ретпен орналасқ ан полимерлерді айтады.

Жанынан тармақ талудың геометриялық орналасуына қ арай атактикалық, изотактикалық, синдиотактикалық полимерлер болып бө лінеді. Полимерлер ассиметриялық кө міртегі атомы бір конфигулациялы болса изотактикалық деп аталады. Тізбекте ассиметриялық кө міртегі атомы L- немесе D – конфигурациялары кезектесіп орналасса, ондай полимерлер синдиотактикалық деп аталады. Изотактикалық жә не синдиотактикалық полимерлер стереоретті полимерлерге жатады.

Негізгі тү сініктер: жоғ ары молекулалы қ осылыс, полимер, мономерлік буын, гомополимер, сополимер, аралас полимер, орташа сандық молекулалық масса

Ө зін-ө зі бақ ылау сұ рақ тары:

1. Жоғ ары молекулалық қ осылыстарды қ олдану аймақ тарың атаныз?

2. Г. Штаудингердің макромолекулалық теориясының негізгі ережелері?

3. Жоғ ары молекулалық қ осылыстардың дамуы ү шін қ андай теориялар маң ызды болады?

4. Полимер қ ұ рылымы қ андай параметрлермен сипатталады?

5. Полимерлердің полидисперстілігінің жә не полифункциональдық тың себебі неде?

6. Полимерлердің молекулалық массалары жә не молекулалық массалық таралуы немен сипатталады?

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒