Yuqori moleklyar birikmalar haqida asosiy tushunchalar Polimerlarning sinflanishi

20 – Mavzu. Polimerlarning ustmolekulyar strukturasi
Polimer strukturasi ikki xil: a) molekulyar va b) ustmolekulyar strukturalarda bo’ladi. Bu strukturalar makromolekulalarning bir-biriga nisbatan joylashishi natijasida hosil bo’lgan struktura darajasida o’rganiladi. Molekulyar darajadagi strukturaga polimer makromolekulasidagi zvenolarning tuzilishi va funksional guruhlar o’zaro joylashish tartibi (holati) kiradi. Ustmolekulyar strukturaga esa, polimer makromolekulalari yoki ularning ayrim qismlarini bir-biriga nisbatan joylashishi va ularning shakli kiradi.
Molekulyar struktura. Polmerlarning molekulyar strukturasi polimer makromolekulasining konfigurasiyasi, konformasiyasi va molekulyar taxlanishi tushunchalarini o’z ichiga oladi.
Konfigurasiya molekulani tashkil etuvchi atomlarning fazoviy joylashish tartibini ifodalaydi. Bu tartib molekulalarning betartib issiqlik harakati natijasida o’zgarmaydi: konfigurasiyada faqat kimyoviy bog’lar uzilib, qayta qurilish natijasida o’zgarishi mumkin. Polimerlarning konfigurasiyasi bir necha konfigurasion darajalarga bo’linadi: elementar zveno konfigurasiyasi, zvenolarning birikish konfigurasiyasi (yaqin konfigurasion tartib), katta bloklarning birikish konfigurasiyasi (uzoq konfigurasion tartib), makrozanjir konfigurasiyasi.
Elementar zvenolarning konfigurasiyasi organik kimyoda ishlatiladigan tushunchalar va ta’riflar bilan ifodalanadi. Masalan, qo’shbog’ tutgan polimerlar sis – (1) va trans – (2) izomerlar shaklida bo’lishi mumkin:
H R ͠ CH₂ R
\ / \ /
C = C C = C
/ \ / \
͠ CH₂ CH₂ ͠ H CH₂ ͠
Zveno konfigurasiyasiga zveno tuzilishidagi D va L izomeriyalar ham kiradi.
Yaqin konfigurasion tartib, ya’ni zvenolarning birikish konfigurasiyasi ikkiga bo’linadi: zvenolarning polimer zanjiri bo’ylab birikish tartibi (struktura izomeriyasi) va zvenolardagi atomlarning fazoviy joylashish tartibi (fazoviy izomeriya).
Struktura izomeriyasi. Polimer makromolekulasi hosil bo’layotganida elementar zvenolar uch xil usul bilan birikishi mumkin. Agar bir zvenoning oxiriga (dumiga) ikkinchi zvenoning (boshi) biriksa, “dumga – bosh” birikish deyiladi: ͠ CH₂ – CH – CH₂ – CH – CH₂ – CH ͠
| | |
x x x
Shuningdek birikish “dumga – dum” bo’lishi mumkin: ͠ CH₂ – CH – CH – CH₂ ͠
| |
x x
Yoki, birikish “boshga – bosh” bo’lishi mumkin: ͠ CH – CH₂ – CH₂ – CH ͠
| |
x x
Makromolekulasidagi zvenolar “boshi – dumiga” birikkanpolimerlar tartibli strukturali polimerlar hisoblanadi. “Boshi – boshiga” yoki “dumi – dumiga” birikkan zvenolar zanjirning noregulyar qismlaridir. (Noregulyar polimerlar deyiladi). Dien monomerlaridan olingan polimerlarda va sopolimerlarda strukturalar turi juda ko’p bo’ladi.
Fazoviy izomeriya. Vinil qatori polimerlari makromolekulasining asosiy zanjiri joylashgan tekislik stereoizomeriya tekisligidir. Bunday polimerlardagi barcha R o’rinbosarlar stereoizomeriya tekisligining bir tomonida joylashsa – izotaktik konfigurasiya, novbat bilan bir u tomonda, bir bu tomonda joylashgan bo’lsa – sindiotaktik konfigurasiya deyiladi. O’rinbosarlari betartib joylashgan makromolekula ataktik konfigurasiya deyiladi.
Katta bloklarning birikish konfigurasiyasi (uzoq tartib) . Gomopolimerlarda uzoq konfigurasion tartib zanjirning boshidan oxirigacha bir xil chiziqli va fazoviy tuzilish saqlanishini ifodalaydi. Faqat shu holdagina polimerlarning tartibli tuzilishi haqida gapirish mumkin.
Ma’lum bir konfigurasion strukturaning miqdori polimerning stereoregulyarlik o’lchami hisoblanadi.
Makromolekulalari o’zaro yagona to’r hosil qilib birikkan polimerlar tikilgan yoki to’rsimon polimerlar deb ataladi. To’rsimon strukturalar tekis yoki fazoviy bo’lishi, to’r hosil bo’lishida 2 yoki bir qancha makromolekulalar ishtirok etishi, tikuvchi bog’lar tartibli yoki statistik joylashgan bo’lishi mumkin. Bunday hollarda narvonsimon, to’rsimon va fazoviy to’rsimon polimerlar hosil bo’ladi.
Makromolekulalar konformasiyasi deganda yakka bog’lar atrofida atomlarning tebranishi, burilishi va aylanishi natijasida o’zgarib turadigan fazoviy shakli tushuniladi. Har bir soniyada makromolekula ma’lum bir konformasiyaga ega bo’ladi. Issiqlik harakati yoki tashqi kuchlar ta’sirida makromolekula bir konformasiyadan boshqa konformasiyaga o’tib turadi. Bunday konformasion o’tishlar natijasida kimyoviy valent bog’lar uzilmaydi. Shuning uchun makromolekula bir-biriga o’tib turuvchi ko’p sonli konformasion holatlarga ega bo’lishi mumkin. Makromolekulaning minimal energetik holatiga mos keladigan konformasiyalar barqaror bo’lib, konformerlar yoki konformasion izomerlar deyiladi.