Полимерлер химиясының жалпы түсініктері және жіктелуі

Полимерлер немесе жоғ арғ ы молекулалық қ осылыстар – бір-бірімен химиялық байланыстар арқ ылы байланысқ ан жү здеген, мың дағ ан атомдардан қ ұ ралғ ан заттар. “Полимер”- сө зі тура аударғ анда кө п бө ліктер, сегменттер деген мағ ына береді. Бұ л бө ліктер кө бінесе химиялық байланыспен қ осылғ ан атомдар тобынан тұ рады. Бө ліктері жеке атомдардан тұ ратын полимерлерге “пластикалық кү кірт” жатады. Қ ұ рылысы қ арапайым полимерлердің бірі – полиэтилен, оны этилен молекуласын полимерлеу арқ ылы алады. Полимер тү зетін бастапқ ы молекула мономер деп аталады. Бірнеше рет қ айталанатын атомдар тобын- қ арапайым буын дейді. Егер мономер молекуласын М деп белгілесек, онда полимердің формуласын /-М-/_n болады. Мұ ндағ ы n маркомолекула қ ұ рамына кіретін қ арапайым буындардың санын білдіреді, оны полимерлену дә режесі дейді. Егер n= 2, 3, 4, 5, 6,.. болса, онда ди, три, тетра, пента, гекса жә не т.б. олигомерлер тү зеді. Олигомерлер – полимерлердің тө менгі молекулалық гомологтары. Полимер термині n мә ні ө те ең кем дегенде n –нің мә ні жү зден артық болу керек.

Бір мономерден тү зілетін ө нім полимер, ао екі немесе одан да кө п мономерлердің полимерленуі нә тижесіндегі ө нім сополимер деп аталады.

Полимерлерді бірнеше белгілері бойынша: шығ у тегі, макромолекула пішіні, негізгі тізбектің қ ұ рылысы, температурағ а қ атысы, алу ә дісіне байланысты жіктейді.

Шығ у тегіне байланысты жоғ ары молекулалық қ осылыстар мынадай болып бө лінеді: табиғ и полимерлер (белоктар, нуклеин қ ышқ ылдары, крахмал, целлюлоза, табиғ и каучук, лигнин), жасанды полимерлер - табиғ и полимерлерді химиялық ө згерістерге ұ шырату арқ ылы алады (нитро, ацетоцеллюлоза, резина) жә не синтетикалық полимерлер - тө менгі молекулалық қ осылыстардың полимерленуімен алынады.

Жоғ ары молекулалы қ осылыстар алу ә дісі бойынша – полимеризациялық жә не поликонденсациялық болып келеді.

Полимерлер температурағ а қ атысы бойынша термопластикалы жә не термореактивті болып ажыратылады.

Термопластикалығ а – бірнеше рет қ ыздырып не суытқ анда қ асиеттері қ айтымды ө згеретін полимерлер жатады. Термореактивтіге - қ ыздырып не суытқ анда қ асиеттері қ айтымсыз ө згеретін, яғ ни қ ыздырғ анда кең істік кү йге кө шетін сызық ты не тармақ талғ ан полимерлер жатады

Полимерлерге тә н қ асиеттері

Заттардың физикалық қ асиеттері олардың химиялық қ ұ рылысына байланысты. Бұ л байланыс химиялық қ ұ рылыстың макромолекуланың иілгіштігіне ә сер етуі арқ ылы байқ алады.

Макромолекуланың жылулық қ озғ алыстың, не сыртқ ы кү штің ә серінен пішінін ө згерту қ абілетін иілгіштік дейді.

Жылу қ озғ алысы ә серінен тізбекті молекулалар бұ ралып, ширатылып, ү здіксіз ө зінің пішінін ө згертіп отырады.

Полимерде жылу қ озғ алысы тізбектің тізбектің алыс жатқ ан бө лектерінің жағ дайын ө згертпей, иілгіш молекуланың жеке бө ліктерін жылжыту арқ ылы жү зеге асырылады.

Еркін айнала алатын тізбек кесіндісінің ү зындығ ын сегмент деп атайды. Сегмент полимер тізбегінің иілгіштігі мен қ атандылығ ының ө лшемі ретінде қ олданылады. Иілгіш макромолекулалардың сегменті 10-15 қ арапайым буындардан, ал қ атты тізбектердің сегменті бірнеше жү здеген буындардан турады. Сегменттің ү зындығ ы тұ рақ ты болмайды, кө рші молекулалардың орналасуына, сыртқ ы жағ дайларғ а қ арай ө згеріп турады.

Макромолекулалар ә р тү рлі конформация мен конфигурация ие бола алады.

Конформация – молекуланың ішкі айналуының салдарынан ө згере алатын, атомдар мен топтардың қ ең істікте салыстырмалы орналасуы. Осы кезде молекула пішінін ө згеруін конформацялық тү рлену дейді. Конформациялық тү рлену кезінде макромолекула бө ліктерінің арасындағ ы химиялық байланыс ү зілмейді.

Полимер тізбектерінің конформациясы жылулық қ озғ алыстың салдарынан ә р тү рлі болуы мү мкін:

- макромолекулалық шумақ

- тү зу таяқ ша (қ атаң таяқ ша)

- глобула

- спираль

- қ атпарлы конформация

- «иінді білік» конформациясы

Конфигурация – бір-біріне химиялық байланыстың ү зілуінсіз ө те алмайтын стерео-изомерлердің кезектілігімен жә не жиынтығ ымен анық талатын молекуладағ ы атомдардың кең істікте орналасуы.

Конфигурациялық тү рлену ү шін химиялық байланыс ү зілу керек.