Avval o‘rganing: Aminokislota va oqsillar
Polimerlar — minglab takrorlanuvchi bo‘g‘inlardan (zvenolardan) tuzilgan ulkan molekulalar (makromolekulalar) dan iborat moddalar. Ular atrofimizning hamma joyida: polietilen paketlar va quvurlar, polipropilen idishlar, PVX linoleum va derazalar, kapron va lavsan kiyimlar, rezina shinalar — sintetik polimerlar; paxta, jun, ipak, kraxmal, oqsillar va DNK — tabiiy polimerlar. Polimerlar yengil, korroziyaga chidamli, oson shakl beriladi, shuning uchun ko‘p sohalarda metall, shisha va yog‘ochning o‘rnini egallagan. Imtihonda polimerlanish darajasini hisoblash, polimerlanish va polikondensatsiyani farqlash, tola turlarini tasniflash so‘raladi. O‘zbekistonda Ustyurt gaz-kimyo majmuasida polietilen va polipropilen ishlab chiqariladi.
M(polimer) = n · M(zveno)
Polimer — uzunligi har xil bo‘lgan makromolekulalar aralashmasi, shuning uchun uning molyar massasi va polimerlanish darajasi o‘rtacha qiymatlar; polimerlarning aniq suyuqlanish harorati yo‘q, ular harorat oralig‘ida yumshaydi.
Tuzilishi bo‘yicha: chiziqli (sellyuloza, polietilen), tarmoqlangan (amilopektin, glikogen), to‘rsimon yoki fazoviy (rezina, fenolformaldegid smolalari). Chiziqli polimerlar elastik va eriydi, fazoviylari qattiq, erimaydi.
Issiqlikka munosabati bo‘yicha: termoplastlar (polietilen, PVX, polistirol) qizdirilganda yumshaydi va qayta shakllantiriladi, ularni qayta ishlash mumkin; termoreaktivlar (fenolformaldegid smolasi) qizdirilganda qaytmas qotadi.
Polivinilxlorid namunasining o‘rtacha molyar massasi 62 500 g/mol. Polimerlanish darajasini toping.
Polimerlanish — karrali bog‘li monomer molekulalarining qo‘shimcha mahsulot ajralmasdan bir-biriga birikishi. Bunda π-bog‘ uziladi va monomerlar σ-bog‘lar bilan zanjirga bog‘lanadi; zveno tarkibi monomer tarkibiga teng.
nCH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ — polietilen
nCH₂=CH–CH₃ → (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ — polipropilen
nCH₂=CHCl → (–CH₂–CHCl–)ₙ — polivinilxlorid (PVX)
nCF₂=CF₂ → (–CF₂–CF₂–)ₙ — teflon (politetraftoretilen)
Shuningdek polistirol (monomeri stirol C₆H₅–CH=CH₂), polimetilmetakrilat (organik shisha), poliakrilonitril (nitron tolasi). Teflon kimyoviy jihatdan juda chidamli, hatto kons. kislotalar va ishqorlarda ham o‘zgarmaydi — idishlarning yopishmaydigan qoplamasi. Ikki xil monomerning birgalikdagi polimerlanishi sopolimerlanish deyiladi (butadiyen-stirol kauchuki).
Polimerlanish ko‘pincha zanjirli radikal mexanizm bo‘yicha boradi: initsiator (masalan, peroksid) parchalanib radikal hosil qiladi, radikal monomerning qo‘sh bog‘iga birikib yangi radikal beradi, zanjir shu tarzda tez o‘sadi va ikki radikal uchrashganda uziladi. Polimerlanish katalizatorlar (Sigler–Natta katalizatorlari) ishtirokida ham olib boriladi — bunda tartibli tuzilishli, mustahkamroq polimerlar olinadi.
Polikondensatsiya — monomerlar birikishida kichik molekulali qo‘shimcha mahsulot (ko‘pincha suv, ba’zan HCl yoki ammiak) ajralib chiqadigan jarayon. Monomer molekulasida kamida ikkita funksional guruh bo‘lishi kerak. Zveno massasi monomerlar massasidan ajralgan molekulalar massasiga kam bo‘ladi.
Fenolformaldegid smolasi (fenol + formaldegid), kapron (ε-aminokapron kislotadan), lavsan (tereftal kislota + etilenglikol), oqsillar (aminokislotalardan), kraxmal va sellyuloza (glyukozadan)
Kapron va oqsillarda zvenolar amid (peptid) bog‘ –CO–NH– bilan, lavsanda murakkab efir bog‘i bilan bog‘langan, shuning uchun ular poliamidlar va poliefirlar deyiladi. Polikondensatsiya bosqichma-bosqich boradi: avval dimerlar va trimerlar, so‘ng tobora uzunroq zanjirlar hosil bo‘ladi.
Kapron zvenosi –NH–(CH₂)₅–CO– ε-aminokapron kislotadan (C₆H₁₃NO₂) hosil bo‘ladi. Molyar massasi 11 300 g/mol bo‘lgan kapronning polimerlanish darajasini toping.
Kauchuk zvenosida qo‘sh bog‘ saqlanadi, shuning uchun u bromni biriktiradi va havoda sekin oksidlanib "qariydi". Rezinadan avtomobil shinalari, shlanglar, tibbiy qo‘lqoplar va germetiklovchi qistirmalar tayyorlanadi; shina ishlab chiqarishda rezinaga mustahkamlik berish uchun qurum qo‘shiladi.
3,01·10²¹ ta makromolekula tutgan izopren kauchuk 600 g 3,2 % li bromli suv bilan qisman bromlandi (zanjir uzilmagan, brom to‘liq sarflangan). Mahsulotda bromning massa ulushi 32 %. Polimerlanish darajasini toping.
Tolalar polimer eritmasi yoki suyuqlanmasini juda ingichka teshiklar (filyera) orqali siqib chiqarish va qotirish yo‘li bilan olinadi. Tabiiy tolalar ichida paxta tolasi deyarli toza sellyuloza, ipak va jun esa oqsillardan iborat, shuning uchun jun va ipak kuyganda kuygan pat hidi chiqadi, paxta esa qog‘ozga o‘xshab yonadi — bu tolalarni farqlashning oddiy usuli.
Sintetik tolalar mustahkam, chirimaydi, kuya yemaydi, lekin gigroskopikligi past; shuning uchun ko‘pincha tabiiy tolalar bilan aralashtiriladi. O‘zbekiston uchun paxta va ipak eng muhim tabiiy tolalardir.
Polimerning xossalari zanjir uzunligiga, tuzilishiga va zanjirlar orasidagi ta’sirga bog‘liq. Zanjir uzaygan sari mustahkamlik ortadi; zanjirlar tartibli joylashgan (kristall) sohalar ko‘p bo‘lsa, polimer qattiqroq va shaffofligi kamroq bo‘ladi. Masalan, yuqori bosimda olingan tarmoqlangan polietilen yumshoq va elastik (paketlar), past bosimda katalizator ishtirokida olingan chiziqli polietilen esa qattiqroq (quvurlar, idishlar). Polimerlarning ko‘pchiligi dielektrik, shuning uchun elektr simlarini izolyatsiyalashda ishlatiladi.
Qo‘llanilishi: polietilen — plyonkalar, quvurlar, idishlar; polipropilen — idishlar, arqonlar, avtomobil detallari; PVX — linoleum, deraza romlari, kabel izolyatsiyasi; polistirol — ko‘pik plastlar (issiqlik izolyatsiyasi); organik shisha — shaffof qoplamalar; teflon — yopishmaydigan qoplamalar va kimyoviy idishlar; fenolformaldegid smolalari — elektr izolyatsion detallar.
Ekologik muammo: ko‘pchilik sintetik polimerlar tabiatda juda sekin parchalanadi va o‘nlab yillar davomida chiqindi bo‘lib qoladi; ularni yoqish esa zaharli gazlar (masalan, PVX yonganda HCl) chiqaradi. Yechimlar — termoplastlarni qayta ishlash (qayta eritib yangi buyum tayyorlash), chiqindilarni turlarga ajratish, biologik parchalanadigan polimerlar ishlab chiqarish va bir martalik plastik buyumlardan foydalanishni kamaytirish.