Жоғары молекулалық қосылыстар
1. Кіріспе 3
2. Негізгі бөлім
а. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы және
полимерлер туралы ілімнің дамуы 4
ә. Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі 6
б. Полимерлердің төменгі молекулалық қосылыстардан
негізгі айырмашылықтары. 7
в. Полимерлер ерітінділері 8
г. Полимерлер құрылыс саласында 10
3. Қорытынды 13
Пайдаланылған әдебиеттер
2. Негізгі бөлім
а. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы және
полимерлер туралы ілімнің дамуы 4
ә. Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі 6
б. Полимерлердің төменгі молекулалық қосылыстардан
негізгі айырмашылықтары. 7
в. Полимерлер ерітінділері 8
г. Полимерлер құрылыс саласында 10
3. Қорытынды 13
Пайдаланылған әдебиеттер
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы осы ғылымның қарқынды түрде дамып келе жатқан бағыттарының бірі. Полимерлерге деген ерекше назар аудару, соларға арналған көптеген еңбектер, синтетикалық полимерлерді өнеркәсіптік өндірудің ауқымды көлемдері олардың таңғажайып физико-химиялық қасиеттеріне негізделген. Сондықтан полимерлер туралы ғылым химияның, физиканың және механиканың заңдылықтарымен тығыз байланысты.
Жоғары молекулалық қосылыстарды синтездеудің жаңа тәсілдерін дамытатын полимерлер алу химиясымен қатар, олардың физикасы және механикасы дамуда, сонымен бірге жоғары молекулалық қосылыстарды химиялық түрлендіру немесе полимерлерді модификациялау саласы дамуда. Шикізаттардан полимерлік материалдар өндіруге қажетті бұйымдар алу тәсілдері жетілу үстінде.
Жобаланған қасиеттері бар синтетикалық полимерлі материалдар алу үшін, ғылыми негізделген өңдеу тәсілдері қажет, яғни полимерлердің беріктігін арттыратын, морттығын төмендететін, созылғыштығын жоғарылататын молекуланың қолайлы құрылымын қалыптастыру тәсілдері қажет. Полимерлердің қызмет ету мерзімін арттыру үшін оларға жылу төзімділігін, динамикалық беріктігін және т.б. негізгі қасиеттерін арттыратын арнайы қоспалар қосады. Олардың бұйымдар жасау кезінде, табиғатын аса тиімді пайдаланатын бұйымдардың қолайлы конструкциясын таңдап алу мен жүзеге асырудың маңызы өте зор.
Қазіргі кезде полимерлердің маңызы зор, сондықтан оларды өндіру мен тиімді пайдалану – халық шаруашылығын дамытудағы негізгі бағыттардың бірі. Полимерлерді өнеркәсіптің немесе транспорттың, мәдениеттің немесе медицинаның, қорғаныс немесе ғарыш техникасының қандай саласында болса да көруге болады. Соңғы уақытта полимерлік материалдар өндірісі қарқынды өсуде. Бұл полиэтилен, полипропилен, пенопластар, поливинилхлорид, полистирол, полиэфирлер, полиамидтер және т.б. Сонымен қатар оларды өндірудің және қолданудың экологиялық тиімділігі артуда.
Полимерді өндіру және тұтынумен бірге қызмет ету уақыты өтелген полимерлік бұйымдарды пайдалану және жою мәселесі пайда болуда. Халық шаруашылығында маңызы зор бұл мәселе қазірдің өзінде шешуін табуды талап етеді. Оның құрамына өнеркәсіптің полимерлік және басқа да салаларына екінші рет шикізат іздестірумен қатар, табиғатты полимерлер қалдығының жиналуынан қорғау да кіреді. Жоғары молекулалық заттардың халық шаруашылығында кеңінен қолданылуы олардың қалдықтарының көп мөлшерде болуын, есепсіз босқа тасталуын, сөйтіп қоршаған ортаны ластау қаупін туғызады.
Тұтынушылар полимерлердің қасиеттерін әрдайым біле бермейді, сондықтан олардың химиясы, физикасы және технологиясы саласында қызмет ететін мамандар, макромолекулаларды құрау мәселесімен қатар, қызметін өтеген заттардың қалдығын пайдаға асыруды шешуге міндетті.
Жоғары молекулалық қосылыстарды синтездеудің жаңа тәсілдерін дамытатын полимерлер алу химиясымен қатар, олардың физикасы және механикасы дамуда, сонымен бірге жоғары молекулалық қосылыстарды химиялық түрлендіру немесе полимерлерді модификациялау саласы дамуда. Шикізаттардан полимерлік материалдар өндіруге қажетті бұйымдар алу тәсілдері жетілу үстінде.
Жобаланған қасиеттері бар синтетикалық полимерлі материалдар алу үшін, ғылыми негізделген өңдеу тәсілдері қажет, яғни полимерлердің беріктігін арттыратын, морттығын төмендететін, созылғыштығын жоғарылататын молекуланың қолайлы құрылымын қалыптастыру тәсілдері қажет. Полимерлердің қызмет ету мерзімін арттыру үшін оларға жылу төзімділігін, динамикалық беріктігін және т.б. негізгі қасиеттерін арттыратын арнайы қоспалар қосады. Олардың бұйымдар жасау кезінде, табиғатын аса тиімді пайдаланатын бұйымдардың қолайлы конструкциясын таңдап алу мен жүзеге асырудың маңызы өте зор.
Қазіргі кезде полимерлердің маңызы зор, сондықтан оларды өндіру мен тиімді пайдалану – халық шаруашылығын дамытудағы негізгі бағыттардың бірі. Полимерлерді өнеркәсіптің немесе транспорттың, мәдениеттің немесе медицинаның, қорғаныс немесе ғарыш техникасының қандай саласында болса да көруге болады. Соңғы уақытта полимерлік материалдар өндірісі қарқынды өсуде. Бұл полиэтилен, полипропилен, пенопластар, поливинилхлорид, полистирол, полиэфирлер, полиамидтер және т.б. Сонымен қатар оларды өндірудің және қолданудың экологиялық тиімділігі артуда.
Полимерді өндіру және тұтынумен бірге қызмет ету уақыты өтелген полимерлік бұйымдарды пайдалану және жою мәселесі пайда болуда. Халық шаруашылығында маңызы зор бұл мәселе қазірдің өзінде шешуін табуды талап етеді. Оның құрамына өнеркәсіптің полимерлік және басқа да салаларына екінші рет шикізат іздестірумен қатар, табиғатты полимерлер қалдығының жиналуынан қорғау да кіреді. Жоғары молекулалық заттардың халық шаруашылығында кеңінен қолданылуы олардың қалдықтарының көп мөлшерде болуын, есепсіз босқа тасталуын, сөйтіп қоршаған ортаны ластау қаупін туғызады.
Тұтынушылар полимерлердің қасиеттерін әрдайым біле бермейді, сондықтан олардың химиясы, физикасы және технологиясы саласында қызмет ететін мамандар, макромолекулаларды құрау мәселесімен қатар, қызметін өтеген заттардың қалдығын пайдаға асыруды шешуге міндетті.
1. Е.М. Шайқұтдінов, О.Ш. Құрманәлиев. Полимерлер химиясының негіздері. Алматы. 1998.
2. Е.М. Шайқұтдінов, О.Ш. Құрманәлиев. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Алматы. 1995.
3. М. Құрманәлиев. Жоғары молекулалық қосылыстар. Алматы. 1993.
4. А.А. Тагер Физико-химия полимеров. Москва. 1978.
5. В.Ф. Куренкова. Практикум по химии и физике полимеров. М. 1990.
2. Е.М. Шайқұтдінов, О.Ш. Құрманәлиев. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Алматы. 1995.
3. М. Құрманәлиев. Жоғары молекулалық қосылыстар. Алматы. 1993.
4. А.А. Тагер Физико-химия полимеров. Москва. 1978.
5. В.Ф. Куренкова. Практикум по химии и физике полимеров. М. 1990.
Жоғары молекулалық қосылыстар
Жұмыстың жоспары:
1. Кіріспе
3
2. Негізгі бөлім
а. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы және
полимерлер туралы ілімнің дамуы
4
ә. Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі 6
б. Полимерлердің төменгі молекулалық қосылыстардан
негізгі айырмашылықтары.
7
в. Полимерлер ерітінділері
8
г. Полимерлер құрылыс саласында
10
3. Қорытынды
13
Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы осы ғылымның қарқынды түрде
дамып келе жатқан бағыттарының бірі. Полимерлерге деген ерекше назар
аудару, соларға арналған көптеген еңбектер, синтетикалық полимерлерді
өнеркәсіптік өндірудің ауқымды көлемдері олардың таңғажайып физико-химиялық
қасиеттеріне негізделген. Сондықтан полимерлер туралы ғылым химияның,
физиканың және механиканың заңдылықтарымен тығыз байланысты.
Жоғары молекулалық қосылыстарды синтездеудің жаңа тәсілдерін
дамытатын полимерлер алу химиясымен қатар, олардың физикасы және механикасы
дамуда, сонымен бірге жоғары молекулалық қосылыстарды химиялық түрлендіру
немесе полимерлерді модификациялау саласы дамуда. Шикізаттардан полимерлік
материалдар өндіруге қажетті бұйымдар алу тәсілдері жетілу үстінде.
Жобаланған қасиеттері бар синтетикалық полимерлі материалдар алу
үшін, ғылыми негізделген өңдеу тәсілдері қажет, яғни полимерлердің
беріктігін арттыратын, морттығын төмендететін, созылғыштығын жоғарылататын
молекуланың қолайлы құрылымын қалыптастыру тәсілдері қажет. Полимерлердің
қызмет ету мерзімін арттыру үшін оларға жылу төзімділігін, динамикалық
беріктігін және т.б. негізгі қасиеттерін арттыратын арнайы қоспалар қосады.
Олардың бұйымдар жасау кезінде, табиғатын аса тиімді пайдаланатын
бұйымдардың қолайлы конструкциясын таңдап алу мен жүзеге асырудың маңызы
өте зор.
Қазіргі кезде полимерлердің маңызы зор, сондықтан оларды өндіру мен
тиімді пайдалану – халық шаруашылығын дамытудағы негізгі бағыттардың бірі.
Полимерлерді өнеркәсіптің немесе транспорттың, мәдениеттің немесе
медицинаның, қорғаныс немесе ғарыш техникасының қандай саласында болса да
көруге болады. Соңғы уақытта полимерлік материалдар өндірісі қарқынды
өсуде. Бұл полиэтилен, полипропилен, пенопластар, поливинилхлорид,
полистирол, полиэфирлер, полиамидтер және т.б. Сонымен қатар оларды
өндірудің және қолданудың экологиялық тиімділігі артуда.
Полимерді өндіру және тұтынумен бірге қызмет ету уақыты өтелген
полимерлік бұйымдарды пайдалану және жою мәселесі пайда болуда. Халық
шаруашылығында маңызы зор бұл мәселе қазірдің өзінде шешуін табуды талап
етеді. Оның құрамына өнеркәсіптің полимерлік және басқа да салаларына
екінші рет шикізат іздестірумен қатар, табиғатты полимерлер қалдығының
жиналуынан қорғау да кіреді. Жоғары молекулалық заттардың халық
шаруашылығында кеңінен қолданылуы олардың қалдықтарының көп мөлшерде
болуын, есепсіз босқа тасталуын, сөйтіп қоршаған ортаны ластау қаупін
туғызады.
Тұтынушылар полимерлердің қасиеттерін әрдайым біле бермейді,
сондықтан олардың химиясы, физикасы және технологиясы саласында қызмет
ететін мамандар, макромолекулаларды құрау мәселесімен қатар, қызметін
өтеген заттардың қалдығын пайдаға асыруды шешуге міндетті.
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы және полимерлер туралы ілімнің дамуы
Полимерлер химиясы жас және тез дамып келе жатқан ғылым саласы.
Полимерлер қазіргі уақытта ғылым мен техниканың, тұрмыс пен медицинаның,
құрылыс пен ауыл шаруашылығының, өнеркәсіптің, жалпы халық шаруашылығының
жан-жақты облыстарында кең қолданыс табуда. Жылуға және аязға төзімді, суда
еритін және су жұқтырмайтын, тамаша диэлектриктер мен электр тогын
өткізгіштер, космосты игеруден бастап, терең скважиналарды бұрғылайтын,
электронды есептегіш машиналардың өте кішкентай тетіктері мен бүтіндей
каналдарды гидроизоляциялайтын полимер бұйымдарының маңызы өте үлкен.
Қоғамның әрі қарай дамуы полимер материалдары өндірісінсіз мүмкін
емес. Жер жүзінде өндірілетін мұнай мен көмірдің, газдың тек – 1% ғана
полимерлер алуға ғана жұмсалады екен. Яғни, полимер өндірісін дамыту үшін
керекті шикізат материалдары жеткілікті.
Қазақстан Республикасында полимер материалдарын өндіруге, өңдеуге және
оларды халық шаруашылығында қолдануға көп көңіл бөлінуде. Полимерлер
өндірісі бізде Алматы, Қарағанды, Қостанай, Атырау, Ақтау қалаларында жедел
дамып келеді. Полимерлердің адамзат өміріндегі аса маңыздылығы, оларға
деген үлкен қызығушылықты туғызады.
Табиғатта кездесетін көптеген заттардың ішінен басқалардан өздерінің
ерекше физикалық қасиеттерімен айрықшаланатын бір топ қосылыстар кездеседі.
Бұларға өсімдік пен жануарлар дүниесінде кең тараған және онда
организмдердің тіршілігінің нәтижесінде түзілетін целлюлоза, лигнин,
крахмал, белоктар мен нуклеин қышқылдары жатады. Бұл заттар барлық тірі
материяның - өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің негізін құрайды.
Полимерлерді адамзат ерте кезден-ақ пайдаланған. Бұған желім алу, тері
илеу, ағаш өңдеу және тағы басқалар мысал бола алады.
Жалпы, қазіргі кезде қолданылатын барлық полимер материалдарын төрт
типке бөлуге болады:
1. Пластмассалар. Үзілу беріктігі 50-ден 2000 кгсм2 және үзілу кезіндегі
салыстырмалы ұзаруы 100%-тен аспайтын, әдетте, қатты заттар.
2. Эластомерлерге – каучук, резіңке және кейбір оларға туыс материалдар
жатады. Олар 500 %-ке жететін үлкен қайтымды деформацияға қабілетті, яғни
жоғары эластикалық қасиеттермен сипатталады.
3. Талшықтар мен жіптер.Бұлар талшықтардан жасаған маталар мен тоқылмаған
маталар. Олардың беріктігі, иілгіштігі, қаттылығы мен кейде тығыздықтары
анизотропты.
4. Жұқа қабықтар, лактар мен бояулар және тағы басқа қорғаушы және сәндеуші
жабылғылар. Лак – бояу материалдары үшін адгезия деп аталатын жабылатын
негізбен полимердің ілінісу беріктігінің ерекше мәні бар. Оларды қорғалатын
бетке тегіс жұқа қабат қылып жағу арқылы қолданады.
Полимер материалдарының осы төрт түрінен басқа бірнеше қосалқылары
бар, олар, мысалы, желімдер, газ толтырылған материалдар, сұйық жұмыс
ортасы.
Өнеркәсіпте алынған алғашқы полимер-фенол-формальдегид шайыры болды.
Кейін дүниеге көптеген синтетикалық полимерлер келгенімен, фенол-
формальдегид шайырлары осы күнге дейін ең көп өндірілетін полимерлердің
қатарына кіреді. Соңғы жылдары эпоксид шайырлары мен қанықпаған полиэфирлер
кең қолданыс табуда. Олардан пластмассалар алудың технологиялық бір
ерекшелігі - мұнда қысым қолданылмайды.
Акрил полимерлерінің ішіндегі ең атақтысы және кең тарағаны
органикалық шыны деп аталатын – полиметилметакрилат. Өнеркәсіпте бірінші
рет 1927 жылы Германияда алынған бұл полимер қазір самолет, автомобиль,
поездар мен кемелерді шынылау үшін, әртүрлі оптикалық жүйелерде, медицина
жабдықтары мен тұрмыс бұйымдарында пайдаланылады.
Тамаша материалдар-полиамидтер тарихы – автомобиль мен самолеттер
доңғалақтары үшін беріктігі жоғары талшық жасаудан басталып, американ
ғалымы Карозерстің найлон-66 полимерін шығарумен жалғастырылды.
Полиуретандарды синтездеу жұмыстары да жаңа талшықтар алуға
бағытталып, нәтижесінде автомобиль, самолеттерде, сонымен қатар киім, аяқ
киім, әртүрлі лак, желім, пенопласт ретінде кең қолданылатын иілгіштігі
жоғары эластомерлер алынды.
Халық шаруашылығының, ғылым мен техниканың, медицинаның тағы басқа
көптеген салаларында ерекше қасиеттері бар полимерлер кең қолданылады. Олар
әртүрлі қанықпаған көмірсутектердің карботізбекті полимерлері,
гетеротізбекті полиамидтер мен полиимидтер, полиэфирлер мен
полимочевиналар, силикон каучуктері мен синтетикалық шайырлар.
Жалпы “полимер” деген терминді химиялық әдебиетке 1833 жылы швед
ғалымы Берцелиус енгізген. Бірақ ол полимер деп химиялық құрамы бірдей, ал
молекулалық массасы әртүрлі кез келген қосылыстарды атаған.
Бірінші полимерді 1835 химик Ренью синтездеген. Ол поливинилхлорид
еді. 1839 жылы Симон полистиролды алды. 1872 жылы неміс ғалымы Байер фенол
мен формальдегид арасындағы реакцияны зерттеудің нәтижесінде полимерлі
шайыр алады. Бұл ғалымдар осы полимерлерді алғанмен, олармен ешқандай
зерттеулер жүргізбеді және ол кездегі әдістермен ондай зерттеулер жүргізу
мүмкін емес еді.
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы тек классикалық органикалық
химия жоғарғы даму сатысына жеткеннен кейін ғана жеке ғылым ретінде бөлініп
шықты. 1861 жылы Бутлеров ашқан химиялық құрылыс теориясы органикалық
химияның қарқынды дамуын қамтамасыз етті. Осы теория негізінде органикалық,
кейіннен жоғары молекулалық қосылыстарды алып, олардың құрылысын анықтауға
мүмкіндік туды.
Жоғары молекулалық қосылыстардың құрылысын анықтау және қасиеттерін
сипаттау көп уақытқа дейін оларды классикалық органикалық химия әдістерімен
химиялық таза күйінде бөліп алудың қиындығынан болды. ХІХ ғасырдың аяғы мен
ХХ ғасырдың басында химиктер арасында “шайырлану” деген түсінік болды. Бұл
реакция нәтижесінде түзілетін кристалданбайтын немесе өңделуі қиын өнім
еді. Мұндай заттарды зерттеуге келмейді деп, көбінесе керексіз
қалдыратын.Осындай “шайырланған” өнімдер көп ретте полимерлер болатын.
Полимерлер құрылысы мен қасиеттерін жан-жақты зерттеу тек физикалық
химияның дамуынан және электронды микроскопия, рентгенография және тағы
басқа әдістердің пайда болумен ғана іске асты. Жоғары молекулалық
қосылыстардың ерітіндісінің кейбір қасиеттерінің ерекшекліктері сол кездегі
белгілі коллоидтық системаларға жақын болғандықтан, олардың қасиеттерін
сипаттауда алғашқы әрекеттері полимерлердің құрылысының “коллоидты”
теориясына әкелді.
Мысалы, жоғары молекулалық қосылыстардың ерітіндісінің барлығы
төменгі молекулалық қосылыстарға қарағанда жүздеген, мыңдаған есе артық.
Молекуласының өлшемі бойынша полимерлер коллоидты бөлшектерге жақын. Бұл
көзқарас Марктің мицелды теориясында қарастырылған. Марк теориясы бойынша
жоғары молекулалық қосылыстар құрамында бірнеше ондаған, жүздеген мономер
молекулалары бар мицелдерден тұрады. Ондағы молекулалар бір-бірімен
химиялық емес байланыс арқылы шоғырланған.
Жоғары молекулалық қосылыстардың құрылысы туралы және полимер,
полимеризация терминдерінің қазіргі заманғы мағынасына сай түсініктерін
алғаш рет неміс ғалымы Штаудингер ұсынды. Оның теориясы бойынша жоғары
молекулалық қосылыстар бір-бірімен химиялық байланыс арқылы қосылған
көптеген төменгі молекулалық қосылыстардан тұратын өте ұзын бөлшектер.
Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі
Полимерлер немесе жоғарғы молекулалық қосылыстар – бір-бірімен
химиялық байланыстар арқылы байланысқан жүздеген, мыңдаған атомдардан
құралған заттар. “Полимер”- сөзі тура аударғанда көп бөліктер, сегменттер
деген мағына береді. Бұл бөліктер көбінесе химиялық байланыспен қосылған
атомдар тобынан тұрады. Бөліктері жеке атомдардан тұратын полимерлерге
“пластикалық күкірт” жатады. Құрылысы қарапайым полимерлердің бірі –
полиэтилен, оны этилен молекуласын полимерлеу арқылы алады. Полимер түзетін
бастапқы молекула мономер деп аталады. Бірнеше рет қайталанатын атомдар
тобын- қарапайым буын дейді. Егер мономер молекуласын М деп белгілесек,
онда полимердің формуласын -М-n болады. Мұндағы n маркомолекула құрамына
кіретін қарапайым буындардың санын білдіреді, оны полимерлену дәрежесі
дейді. Егер n= 2, 3, 4, 5, 6,.. болса, онда ди, три, тетра, пента, гекса
және т.б. олигомерлер түзеді. Олигомерлер – полимерлердің төменгі
молекулалық гомологтары. Полимер термині n мәні өте ең кем дегенде n –нің
мәні жүзден артық болу керек.
Бір мономерден түзілетін өнім полимер, ао екі немесе одан да көп
мономерлердің полимерленуі нәтижесіндегі өнім сополимер деп аталады.
Полимерлерді бірнеше белгілері бойынша: шығу тегі, макромолекула
пішіні, негізгі тізбектің құрылысы, температураға қатысы, алу әдісіне
байланысты жіктейді.
Шығу тегіне байланысты жоғары молекулалық қосылыстар мынадай болып
бөлінеді: табиғи полимерлер (белоктар, нуклеин қышқылдары, крахмал,
целлюлоза, табиғи каучук, лигнин), жасанды полимерлер - табиғи полимерлерді
химиялық өзгерістерге ұшырату арқылы алады (нитро, ацетоцеллюлоза, резина)
және синтетикалық полимерлер - төменгі молекулалық қосылыстардың
полимерленуімен алынады.
Жоғары молекулалы қосылыстар алу әдісі бойынша – полимеризациялық
және поликонденсациялық болып келеді.
Полимерлер температураға қатысы бойынша термопластикалы және термореактивті
болып ажыратылады.
Термопластикалыға – бірнеше рет қыздырып не суытқанда қасиеттері
қайтымды өзгеретін полимерлер жатады. Термореактивтіге - қыздырып не
суытқанда қасиеттері қайтымсыз өзгеретін, яғни қыздырғанда кеңістік күйге
көшетін сызықты не тармақталған полимерлер жатады
Полимерлердің төменгі молекулалық қосылыстардан негізгі айырмашылықтары.
1. Полимерлердің бірінші ерекшелігі – жоғары молекулалық массасы соған
байланысты полимер ерітінділерінің жоғары тұтқырлығы. Төмен молекулалық
қосылыстар үшін - молекулалық масса жаңа түсінік.
Полимерлерде - синтез жағдайы бойынша ұзындықтары әртүрлі, бірақ
құрамы мен құрылысы бірдей макромолекулалар түзіледі. Осының салдарынан
жоғары молекулалық қосылыстардың молекулалық массасы тұрақты емес, орташа
статикалық шама. Сондықтан жоғары молекулалық қосылыстар химиясында орташа
молекулалық масса деген ұғым енгізілді. Орташа молекулалық масса жоғары
молекулалық қосылыстардың маңызды сипаттамасы, бірақ ол полимерлердің
қасиеттерін біртекті сипаттай алмайды, себебі бірдей орташа молекулалы
массалы полимерлердің әртүрлі үлгілері әрбір полимергомологтардың санына
байланысты өзгеше болуы мүмкін.
2. Жоғары молекулалық қосылыстардың тағы бір айырмашылығы -
полимерлердің полидисперстігінде. Полидисперстік – полимер макромоле-
кулалардың ұзындығының әртүрлілігі. Бұлай болатыны синтез шартына
байланысты, себебі тізбектің берілу және үзілу реакциялары әртүрлі өсуші
тізбек үшін әр кезеңде өтеді.
3. Полимерлер төмен молекулалық қосылыстарға қарағанда өте ба-
яу ериді, ал еру процесінің алдында олар ісінеді, яғни еріткіштің белгілі
бір көлемін сіңіріп алады.
4. Жоғары молекулалық қосылыстар ұшқыш емес және оларға тек қатты және
сұйық агрегаттық күй тән.
5. Жоғары молекулалық қосылыстар жұқа қабық және талшық түзуге бейім.
6. Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстардан әсіресе физикалық
қасиеттері жағынан айырмашылықтары өте үлкен. Полимерлерді қайта кристалдау
және айдау сияқты химиялық қосылыстарды бөліп алу және тазарту әдістері
қолдануға келмейді. Барлық органикалық полимерлердің меншікті салмағы өте
төмен (0,9-дан 2,3гсм3). Полимерге сонымен қатар (әсіресе полярлы емес)
диэлектриктік қасиеттер де тән. Көптеген полимерлер түссіз, олар тек жарық
сәулелерін ғана емес, сол сияқты УК-спектрінің сәулелерін де өткізе алады.
7. Полимерлерге жоғары эластикалық күй тән.
8. Полимерлерде химиялық өзгерістер процесі аяғына дейін жүрмейді және
де соңғы өнімді бастапқы заттан бөліп алу мүмкін емес.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Жұмыстың жоспары:
1. Кіріспе
3
2. Негізгі бөлім
а. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы және
полимерлер туралы ілімнің дамуы
4
ә. Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі 6
б. Полимерлердің төменгі молекулалық қосылыстардан
негізгі айырмашылықтары.
7
в. Полимерлер ерітінділері
8
г. Полимерлер құрылыс саласында
10
3. Қорытынды
13
Пайдаланылған әдебиеттер
Кіріспе
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы осы ғылымның қарқынды түрде
дамып келе жатқан бағыттарының бірі. Полимерлерге деген ерекше назар
аудару, соларға арналған көптеген еңбектер, синтетикалық полимерлерді
өнеркәсіптік өндірудің ауқымды көлемдері олардың таңғажайып физико-химиялық
қасиеттеріне негізделген. Сондықтан полимерлер туралы ғылым химияның,
физиканың және механиканың заңдылықтарымен тығыз байланысты.
Жоғары молекулалық қосылыстарды синтездеудің жаңа тәсілдерін
дамытатын полимерлер алу химиясымен қатар, олардың физикасы және механикасы
дамуда, сонымен бірге жоғары молекулалық қосылыстарды химиялық түрлендіру
немесе полимерлерді модификациялау саласы дамуда. Шикізаттардан полимерлік
материалдар өндіруге қажетті бұйымдар алу тәсілдері жетілу үстінде.
Жобаланған қасиеттері бар синтетикалық полимерлі материалдар алу
үшін, ғылыми негізделген өңдеу тәсілдері қажет, яғни полимерлердің
беріктігін арттыратын, морттығын төмендететін, созылғыштығын жоғарылататын
молекуланың қолайлы құрылымын қалыптастыру тәсілдері қажет. Полимерлердің
қызмет ету мерзімін арттыру үшін оларға жылу төзімділігін, динамикалық
беріктігін және т.б. негізгі қасиеттерін арттыратын арнайы қоспалар қосады.
Олардың бұйымдар жасау кезінде, табиғатын аса тиімді пайдаланатын
бұйымдардың қолайлы конструкциясын таңдап алу мен жүзеге асырудың маңызы
өте зор.
Қазіргі кезде полимерлердің маңызы зор, сондықтан оларды өндіру мен
тиімді пайдалану – халық шаруашылығын дамытудағы негізгі бағыттардың бірі.
Полимерлерді өнеркәсіптің немесе транспорттың, мәдениеттің немесе
медицинаның, қорғаныс немесе ғарыш техникасының қандай саласында болса да
көруге болады. Соңғы уақытта полимерлік материалдар өндірісі қарқынды
өсуде. Бұл полиэтилен, полипропилен, пенопластар, поливинилхлорид,
полистирол, полиэфирлер, полиамидтер және т.б. Сонымен қатар оларды
өндірудің және қолданудың экологиялық тиімділігі артуда.
Полимерді өндіру және тұтынумен бірге қызмет ету уақыты өтелген
полимерлік бұйымдарды пайдалану және жою мәселесі пайда болуда. Халық
шаруашылығында маңызы зор бұл мәселе қазірдің өзінде шешуін табуды талап
етеді. Оның құрамына өнеркәсіптің полимерлік және басқа да салаларына
екінші рет шикізат іздестірумен қатар, табиғатты полимерлер қалдығының
жиналуынан қорғау да кіреді. Жоғары молекулалық заттардың халық
шаруашылығында кеңінен қолданылуы олардың қалдықтарының көп мөлшерде
болуын, есепсіз босқа тасталуын, сөйтіп қоршаған ортаны ластау қаупін
туғызады.
Тұтынушылар полимерлердің қасиеттерін әрдайым біле бермейді,
сондықтан олардың химиясы, физикасы және технологиясы саласында қызмет
ететін мамандар, макромолекулаларды құрау мәселесімен қатар, қызметін
өтеген заттардың қалдығын пайдаға асыруды шешуге міндетті.
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы және полимерлер туралы ілімнің дамуы
Полимерлер химиясы жас және тез дамып келе жатқан ғылым саласы.
Полимерлер қазіргі уақытта ғылым мен техниканың, тұрмыс пен медицинаның,
құрылыс пен ауыл шаруашылығының, өнеркәсіптің, жалпы халық шаруашылығының
жан-жақты облыстарында кең қолданыс табуда. Жылуға және аязға төзімді, суда
еритін және су жұқтырмайтын, тамаша диэлектриктер мен электр тогын
өткізгіштер, космосты игеруден бастап, терең скважиналарды бұрғылайтын,
электронды есептегіш машиналардың өте кішкентай тетіктері мен бүтіндей
каналдарды гидроизоляциялайтын полимер бұйымдарының маңызы өте үлкен.
Қоғамның әрі қарай дамуы полимер материалдары өндірісінсіз мүмкін
емес. Жер жүзінде өндірілетін мұнай мен көмірдің, газдың тек – 1% ғана
полимерлер алуға ғана жұмсалады екен. Яғни, полимер өндірісін дамыту үшін
керекті шикізат материалдары жеткілікті.
Қазақстан Республикасында полимер материалдарын өндіруге, өңдеуге және
оларды халық шаруашылығында қолдануға көп көңіл бөлінуде. Полимерлер
өндірісі бізде Алматы, Қарағанды, Қостанай, Атырау, Ақтау қалаларында жедел
дамып келеді. Полимерлердің адамзат өміріндегі аса маңыздылығы, оларға
деген үлкен қызығушылықты туғызады.
Табиғатта кездесетін көптеген заттардың ішінен басқалардан өздерінің
ерекше физикалық қасиеттерімен айрықшаланатын бір топ қосылыстар кездеседі.
Бұларға өсімдік пен жануарлар дүниесінде кең тараған және онда
организмдердің тіршілігінің нәтижесінде түзілетін целлюлоза, лигнин,
крахмал, белоктар мен нуклеин қышқылдары жатады. Бұл заттар барлық тірі
материяның - өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің негізін құрайды.
Полимерлерді адамзат ерте кезден-ақ пайдаланған. Бұған желім алу, тері
илеу, ағаш өңдеу және тағы басқалар мысал бола алады.
Жалпы, қазіргі кезде қолданылатын барлық полимер материалдарын төрт
типке бөлуге болады:
1. Пластмассалар. Үзілу беріктігі 50-ден 2000 кгсм2 және үзілу кезіндегі
салыстырмалы ұзаруы 100%-тен аспайтын, әдетте, қатты заттар.
2. Эластомерлерге – каучук, резіңке және кейбір оларға туыс материалдар
жатады. Олар 500 %-ке жететін үлкен қайтымды деформацияға қабілетті, яғни
жоғары эластикалық қасиеттермен сипатталады.
3. Талшықтар мен жіптер.Бұлар талшықтардан жасаған маталар мен тоқылмаған
маталар. Олардың беріктігі, иілгіштігі, қаттылығы мен кейде тығыздықтары
анизотропты.
4. Жұқа қабықтар, лактар мен бояулар және тағы басқа қорғаушы және сәндеуші
жабылғылар. Лак – бояу материалдары үшін адгезия деп аталатын жабылатын
негізбен полимердің ілінісу беріктігінің ерекше мәні бар. Оларды қорғалатын
бетке тегіс жұқа қабат қылып жағу арқылы қолданады.
Полимер материалдарының осы төрт түрінен басқа бірнеше қосалқылары
бар, олар, мысалы, желімдер, газ толтырылған материалдар, сұйық жұмыс
ортасы.
Өнеркәсіпте алынған алғашқы полимер-фенол-формальдегид шайыры болды.
Кейін дүниеге көптеген синтетикалық полимерлер келгенімен, фенол-
формальдегид шайырлары осы күнге дейін ең көп өндірілетін полимерлердің
қатарына кіреді. Соңғы жылдары эпоксид шайырлары мен қанықпаған полиэфирлер
кең қолданыс табуда. Олардан пластмассалар алудың технологиялық бір
ерекшелігі - мұнда қысым қолданылмайды.
Акрил полимерлерінің ішіндегі ең атақтысы және кең тарағаны
органикалық шыны деп аталатын – полиметилметакрилат. Өнеркәсіпте бірінші
рет 1927 жылы Германияда алынған бұл полимер қазір самолет, автомобиль,
поездар мен кемелерді шынылау үшін, әртүрлі оптикалық жүйелерде, медицина
жабдықтары мен тұрмыс бұйымдарында пайдаланылады.
Тамаша материалдар-полиамидтер тарихы – автомобиль мен самолеттер
доңғалақтары үшін беріктігі жоғары талшық жасаудан басталып, американ
ғалымы Карозерстің найлон-66 полимерін шығарумен жалғастырылды.
Полиуретандарды синтездеу жұмыстары да жаңа талшықтар алуға
бағытталып, нәтижесінде автомобиль, самолеттерде, сонымен қатар киім, аяқ
киім, әртүрлі лак, желім, пенопласт ретінде кең қолданылатын иілгіштігі
жоғары эластомерлер алынды.
Халық шаруашылығының, ғылым мен техниканың, медицинаның тағы басқа
көптеген салаларында ерекше қасиеттері бар полимерлер кең қолданылады. Олар
әртүрлі қанықпаған көмірсутектердің карботізбекті полимерлері,
гетеротізбекті полиамидтер мен полиимидтер, полиэфирлер мен
полимочевиналар, силикон каучуктері мен синтетикалық шайырлар.
Жалпы “полимер” деген терминді химиялық әдебиетке 1833 жылы швед
ғалымы Берцелиус енгізген. Бірақ ол полимер деп химиялық құрамы бірдей, ал
молекулалық массасы әртүрлі кез келген қосылыстарды атаған.
Бірінші полимерді 1835 химик Ренью синтездеген. Ол поливинилхлорид
еді. 1839 жылы Симон полистиролды алды. 1872 жылы неміс ғалымы Байер фенол
мен формальдегид арасындағы реакцияны зерттеудің нәтижесінде полимерлі
шайыр алады. Бұл ғалымдар осы полимерлерді алғанмен, олармен ешқандай
зерттеулер жүргізбеді және ол кездегі әдістермен ондай зерттеулер жүргізу
мүмкін емес еді.
Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы тек классикалық органикалық
химия жоғарғы даму сатысына жеткеннен кейін ғана жеке ғылым ретінде бөлініп
шықты. 1861 жылы Бутлеров ашқан химиялық құрылыс теориясы органикалық
химияның қарқынды дамуын қамтамасыз етті. Осы теория негізінде органикалық,
кейіннен жоғары молекулалық қосылыстарды алып, олардың құрылысын анықтауға
мүмкіндік туды.
Жоғары молекулалық қосылыстардың құрылысын анықтау және қасиеттерін
сипаттау көп уақытқа дейін оларды классикалық органикалық химия әдістерімен
химиялық таза күйінде бөліп алудың қиындығынан болды. ХІХ ғасырдың аяғы мен
ХХ ғасырдың басында химиктер арасында “шайырлану” деген түсінік болды. Бұл
реакция нәтижесінде түзілетін кристалданбайтын немесе өңделуі қиын өнім
еді. Мұндай заттарды зерттеуге келмейді деп, көбінесе керексіз
қалдыратын.Осындай “шайырланған” өнімдер көп ретте полимерлер болатын.
Полимерлер құрылысы мен қасиеттерін жан-жақты зерттеу тек физикалық
химияның дамуынан және электронды микроскопия, рентгенография және тағы
басқа әдістердің пайда болумен ғана іске асты. Жоғары молекулалық
қосылыстардың ерітіндісінің кейбір қасиеттерінің ерекшекліктері сол кездегі
белгілі коллоидтық системаларға жақын болғандықтан, олардың қасиеттерін
сипаттауда алғашқы әрекеттері полимерлердің құрылысының “коллоидты”
теориясына әкелді.
Мысалы, жоғары молекулалық қосылыстардың ерітіндісінің барлығы
төменгі молекулалық қосылыстарға қарағанда жүздеген, мыңдаған есе артық.
Молекуласының өлшемі бойынша полимерлер коллоидты бөлшектерге жақын. Бұл
көзқарас Марктің мицелды теориясында қарастырылған. Марк теориясы бойынша
жоғары молекулалық қосылыстар құрамында бірнеше ондаған, жүздеген мономер
молекулалары бар мицелдерден тұрады. Ондағы молекулалар бір-бірімен
химиялық емес байланыс арқылы шоғырланған.
Жоғары молекулалық қосылыстардың құрылысы туралы және полимер,
полимеризация терминдерінің қазіргі заманғы мағынасына сай түсініктерін
алғаш рет неміс ғалымы Штаудингер ұсынды. Оның теориясы бойынша жоғары
молекулалық қосылыстар бір-бірімен химиялық байланыс арқылы қосылған
көптеген төменгі молекулалық қосылыстардан тұратын өте ұзын бөлшектер.
Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі
Полимерлер немесе жоғарғы молекулалық қосылыстар – бір-бірімен
химиялық байланыстар арқылы байланысқан жүздеген, мыңдаған атомдардан
құралған заттар. “Полимер”- сөзі тура аударғанда көп бөліктер, сегменттер
деген мағына береді. Бұл бөліктер көбінесе химиялық байланыспен қосылған
атомдар тобынан тұрады. Бөліктері жеке атомдардан тұратын полимерлерге
“пластикалық күкірт” жатады. Құрылысы қарапайым полимерлердің бірі –
полиэтилен, оны этилен молекуласын полимерлеу арқылы алады. Полимер түзетін
бастапқы молекула мономер деп аталады. Бірнеше рет қайталанатын атомдар
тобын- қарапайым буын дейді. Егер мономер молекуласын М деп белгілесек,
онда полимердің формуласын -М-n болады. Мұндағы n маркомолекула құрамына
кіретін қарапайым буындардың санын білдіреді, оны полимерлену дәрежесі
дейді. Егер n= 2, 3, 4, 5, 6,.. болса, онда ди, три, тетра, пента, гекса
және т.б. олигомерлер түзеді. Олигомерлер – полимерлердің төменгі
молекулалық гомологтары. Полимер термині n мәні өте ең кем дегенде n –нің
мәні жүзден артық болу керек.
Бір мономерден түзілетін өнім полимер, ао екі немесе одан да көп
мономерлердің полимерленуі нәтижесіндегі өнім сополимер деп аталады.
Полимерлерді бірнеше белгілері бойынша: шығу тегі, макромолекула
пішіні, негізгі тізбектің құрылысы, температураға қатысы, алу әдісіне
байланысты жіктейді.
Шығу тегіне байланысты жоғары молекулалық қосылыстар мынадай болып
бөлінеді: табиғи полимерлер (белоктар, нуклеин қышқылдары, крахмал,
целлюлоза, табиғи каучук, лигнин), жасанды полимерлер - табиғи полимерлерді
химиялық өзгерістерге ұшырату арқылы алады (нитро, ацетоцеллюлоза, резина)
және синтетикалық полимерлер - төменгі молекулалық қосылыстардың
полимерленуімен алынады.
Жоғары молекулалы қосылыстар алу әдісі бойынша – полимеризациялық
және поликонденсациялық болып келеді.
Полимерлер температураға қатысы бойынша термопластикалы және термореактивті
болып ажыратылады.
Термопластикалыға – бірнеше рет қыздырып не суытқанда қасиеттері
қайтымды өзгеретін полимерлер жатады. Термореактивтіге - қыздырып не
суытқанда қасиеттері қайтымсыз өзгеретін, яғни қыздырғанда кеңістік күйге
көшетін сызықты не тармақталған полимерлер жатады
Полимерлердің төменгі молекулалық қосылыстардан негізгі айырмашылықтары.
1. Полимерлердің бірінші ерекшелігі – жоғары молекулалық массасы соған
байланысты полимер ерітінділерінің жоғары тұтқырлығы. Төмен молекулалық
қосылыстар үшін - молекулалық масса жаңа түсінік.
Полимерлерде - синтез жағдайы бойынша ұзындықтары әртүрлі, бірақ
құрамы мен құрылысы бірдей макромолекулалар түзіледі. Осының салдарынан
жоғары молекулалық қосылыстардың молекулалық массасы тұрақты емес, орташа
статикалық шама. Сондықтан жоғары молекулалық қосылыстар химиясында орташа
молекулалық масса деген ұғым енгізілді. Орташа молекулалық масса жоғары
молекулалық қосылыстардың маңызды сипаттамасы, бірақ ол полимерлердің
қасиеттерін біртекті сипаттай алмайды, себебі бірдей орташа молекулалы
массалы полимерлердің әртүрлі үлгілері әрбір полимергомологтардың санына
байланысты өзгеше болуы мүмкін.
2. Жоғары молекулалық қосылыстардың тағы бір айырмашылығы -
полимерлердің полидисперстігінде. Полидисперстік – полимер макромоле-
кулалардың ұзындығының әртүрлілігі. Бұлай болатыны синтез шартына
байланысты, себебі тізбектің берілу және үзілу реакциялары әртүрлі өсуші
тізбек үшін әр кезеңде өтеді.
3. Полимерлер төмен молекулалық қосылыстарға қарағанда өте ба-
яу ериді, ал еру процесінің алдында олар ісінеді, яғни еріткіштің белгілі
бір көлемін сіңіріп алады.
4. Жоғары молекулалық қосылыстар ұшқыш емес және оларға тек қатты және
сұйық агрегаттық күй тән.
5. Жоғары молекулалық қосылыстар жұқа қабық және талшық түзуге бейім.
6. Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстардан әсіресе физикалық
қасиеттері жағынан айырмашылықтары өте үлкен. Полимерлерді қайта кристалдау
және айдау сияқты химиялық қосылыстарды бөліп алу және тазарту әдістері
қолдануға келмейді. Барлық органикалық полимерлердің меншікті салмағы өте
төмен (0,9-дан 2,3гсм3). Полимерге сонымен қатар (әсіресе полярлы емес)
диэлектриктік қасиеттер де тән. Көптеген полимерлер түссіз, олар тек жарық
сәулелерін ғана емес, сол сияқты УК-спектрінің сәулелерін де өткізе алады.
7. Полимерлерге жоғары эластикалық күй тән.
8. Полимерлерде химиялық өзгерістер процесі аяғына дейін жүрмейді және
де соңғы өнімді бастапқы заттан бөліп алу мүмкін емес.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz