Дайындаған: Қадырхан Д Қабылдаған: х.ғ.қ, доцент Қобыланова О.Н. - презентация

1 Дайындаған: Қадырхан Д Қабылдаған: х.ғ.қ, доцент Қобыланова О.Н.

2 1. ЖМҚ-ның жіктелуі 2. ЖМҚ-ның еріткішпен әрекеттесуі 3.ЖМҚ ерітінділерінің термодинамикалық қасиеттері 4. Полиэлектролиттер 5. Тоңазытпалар

3 ҮМҚ – деп молекулалық массалары нм дейін, яғни коллоидтық және микрогетерогендік жүйелердің өлшемдерімен шамалас болады. Олардың қайнау температурасы ыдырау температурасынан жоғары болғандықтан, олар тек сұйық және қатты күйінде болады. ҮМҚ әр түрлі көрсеткіштер бойынша классификацияланады. Шығу тегі бойынш а ҮМҚ полимерлік тізбектің құрылысы бойынша Электролиттік диссоцациялану қабілеттілігіне байланысты

4 1.Шығу тегі бойынша Табиғи ҮМҚ – белоктар (казеин, желатин, жұмыртқа альбумині және т.б.), жүн, жібек, полисахаридтер (целлюлоза, крахмал). ТАБИҒИ СИНТЕТИКАЛЫҚ Синтетикалық ҮМҚ – химиялық синтез арқылы алынатын ҮМҚ. Оларды алу үшін бастапқы зат – мономер ретінде қанықпаған қосылыстар немесе полифункционалды қосылыстар пайдаланылады.

5 Синтетикалық ҮМҚ-ны синтездеу әдістері полимерлеу поликонденсация лау сополимерлеу (полимерлестіру) Полимерлену дәрежесі (n) – ол макромолекулалардағы қайталанатын буындар саны. Кез-келген полимер әртүрлі полимерлену дәрежесі болатын макромолекулалардан тұрады, яғни полидисперстілікті болады 3.Электролиттікдиссоцациялан у қабілеттілігіне байланысты ҮМҚ бейэлектролиттер және полиэлектролиттер болып бөлінеді. Полиэлектролиттер полиқышқылдар, полинегіздер және полиамфолиттер болып бөлінеді.

6 2.ҮМҚ полимерлік тізбектің құрылысы бойынша Сызықты полимерлер мономердің молекуласы бифункционалды және полимер тізбегі өскенде бифункционалдылық өзгермейтін жағдайда болады, мысалы (-СН 2 – СН 2 -) n – полиэтилен. Сызықтық полимерлеудің эластикалылығы жоғары, жақсы еритін болады. Оларды қолдану талшықтар, жіптер түзу қабілеттілігіне негізделген Кеңістіктік полимерлер мономердің функционалдығы екіден көп болып және тізбек өскен кезде макромолекуланың функционалдығы артатын жағдайда болады. Олардың элистикалылығы аз, қаттылығы жоғары, ерігіштігі аз, бірақ ісінуге қабілетті болады. Мысалы, фенолформальдегид шайырлары. Тармақталған полимерлер кеңістік полимерлерге ұқсас мономерлердің функционалдығы екіден көп болғанда болады. Белгілі-бір жағдайда синтез барысында негізгі тізбектен бүйірлік тізбектер түзіледі. Тармақталған полимерлердің қасиеттері сызықтық және кеңістіктік полимерлердің қасиеттерінің аралығында болады. Мысалы, крахмал.

7 ҮМҚ-ның еріткішпен әрекеттесуі ҮМҚ еріткішпен әрекеттескенде олардың ісінуі болады. Ісіну деп полимердің көлемі мен массасының еріткішпен жанасу кезінде уақыт бойынша көбеюі. Ісіну кезінде полимердің көлемі мен массасы есе өсуі мүмкін. Ісінудің сандық өлшемі – ісіну дәрежесі α: немесе мұндағы, m 0, V 0 – полимердің бастапқы массасы мен көлемі, m,V – ісінген полимердің массасы мен көлемі. Ісінудің екі түрі бар шектел ген шектелме ген

8 Шектелген ісінуде m және берілген температурада және концентрацияда m және шекті мәндеріне жетеді де, содан соң өзгермейді Шектелмеген ісінуде m және максималды жетеді де, содан соң полимердің еруіне байланысты қайтадан төмендейді. Сонымен мұндай полимерлер үшін ісіну ерудің бірінші сатысы болып табылады. Шектелген(1) және шектелмеген (2) ісінудің кинетикалық қисықтары Ісінудің себебі – ҮМҚ мен еріткіштің (КМҚ) қасиеттерінің айырмашылықтары. ҮМҚ молекулалары өлшемі және қозғалғыштығы бойынша КМҚ молекулаларынан бірнеше сан өзгеше болады. Ісіну кезінде КМҚ молекулалары полимер торына еніп, оларды итеріп оның көлемін арттырады, яғни ісіну біржақты араласу болып табылады.

9 Полимерге полярлы топтарды енгізу полярсыз еріткіштерде ісіну дәрежесін кемітіп, полярлы еріткіштерде ісіну дәрежесін арттырады. Ісіну үдерісі өздігінен жүреді, яғни P және T const болғанда: Ісінудің екі сатысы болады 1) Макромолекулалардың сольватациясы болады, ол кезде жылу бөлінеді, яғни, ал энтропия өзгермейді немесе аздап азаяды, яғни (немесе өйткені жүйенің көлемі аздап азаяды). өте аз. 2) Сольватациялану жылуы бөлінбейді бірақ жүйенің энтропиясы артады полимер торының кеңеюі конформация санын арттырады. Сонымен ісінудің екінші сатысы энтропиялық фактордың нәтижесінде болады. Ісіну полимердің еруімен аяқталуы мүмкін, ол кезде шексіз ісіну орын алады. Шекті (шектелген) ісінген полимерді тоңазытпа деп атайды.

10 . ҮМҚ-дың ерітінділерінің осмостық қысымының абсолюттік мәні өте аз болады, өйткені олардың бірлік көлемге шаққандағы бөлшектер саны кіші молекулалық заттардың ерітінділеріне қарағанда бірнеше реттілікқе (сатыға) аз болады.Осмостық қысымның полимерлердің концентрациясына тәуелділігін сипаттау үшін мынадай теңдеу ұсынылған Мұндағы: β-ерітіндідегі макромолекуланың пішінін (иілгіштігін) және полимер мен еріткіштің әрекеттесуін ескеретін коэффициент. Полимердің сегменттері (яғни макромолекулалардың иілгіштігі) неғүрым көп болса, соғұрлым түзетпе коэффициентінің мәні жоғары болады. Молекулалары сфералық (мысалы, судағы гемоглобин) пішінде болатын заттар үшін β=0 болады. Жақсы еріткіштерде β-ның мәні жоғары болады, өйткені оларда макромолекулалар созылған түрінде болады. Полимерлердің салыстырмалы молекулалық массасын анықтау ҮМҚ-дың ерітінділерінің термодинамикалық қасиеттері

11 Полиэлектролиттер Ерітіндіде үлкенмолекулалық ион түзіп диссоцияланатын ҮМҚ-ны полиэлектролиттер (ПЭ) деп атайды. Полиэлектро литтер полимердегі ионның табиғатына байланысты үш топқа бөлінеді: 1.Қышқылдық тобы бар ПЭ – полиқышқлдар. Мысалы немесе топтары бар ҮМҚ 2. Негіздік тобы (мысалы - болатын ПЭ – полинегіздер. Мұндай заттар табиғатта болмайды, сондықтан оларды синтездеп алады 3.Әрі қышқылдық, әрі негіздік топтары бар ПЭ – полиамфолиттер. Бұған және топтары бар белоктар жатады

12 Барлық ҮМПЭ полярлы еріткіштерде ериді. ПЭ-нің маңызды өкілдері – белоктар. Белоктардың молекулалары негіздік және қышқылдық топтары болатын амин қышқылдарынан құралған: мұндағы R – айтарлық ұзын көмірсутектік радикал. Иондық топтар макромолекулалардың тек шетінде ғана емес, бүкіл макромолекула ұзындығында қысқа бүйірлік тізбек күйінде де болуы мүмкін. Қышқылдық ортада (HCl) карбоксил топтарының ионизациясы азайып, олар әлсіз сілті ретінде қасиет көрсетеді: ПЭ-нің молекуласы оң зарядталған болады. Молекула ұзындығы бойынша орналасқан бірдей зарядталған иондар арасында электростатикалық тебілу күштері әсер етіп, белоктың тізбекті молекуласы созылады. Алайда HCl көп болса, онда қосылысындағы иондалу дәрежесі хлорид-ионнан көп болғандығынан азайып, молекула қайтадан тығыздалып жұмырланады (доңғалақтанады). Негіздік ортада (NaOH) топтарының ионизациясы азайып, белок әлсіз қышқылдық қасиет көрсетеді Яғни молекула теріс зарядталады. Тізбекті молекула бұл кезде топтарының тебілуіне созыла бастайды. Белоктың изоэлектрлік күйі деп белок молекуласының оң және теріс зарядтарының өзара компенсацияланған күйін айтады. Изоэлектрлік күйде оларда иондалған топтар болғанымен белок молекуласын электрбейтарапты деп қарастыруға болады. Изоэлектрлік күйдегі белокты былайша көрсетуге болады:

13 Тоңазытпалар Зольдерден құрылымданған жүйелер алуға болады. Алынған құрылымданған жүйелерді гельдер (сірнелер) деп атайды. Құрылым түзілу ҮМҚ бар жүйелерде де болады. Бұл кездегі алып құрылымданған жүйелерді тоңазытпалар деп атайды. Тоңазытпа түзілу үдерісін – тоңазытпатүзілуді- тоңазытылған жүйенің кеңістік торларының біртіндеп мықтылануы (қатаюы) ретінде қарастыруға болады. Тоңазытпалардың қасиеттері көп жағдайда сірнелердің қасиеттеріне ұқсас. Олардың принциптік айырмашылығы мынадай: 1. Тоңазытпатүзілуде негізгі себеп – ҮМҚ жеке макромолекулаларының арасындағы байланыстардың түзілуі. Сондықтан тоңазытпаларды гомогендік жүйелер ретінде қарастыру керек. Сірнелер коллоидтық бөлшектердің әрекеттесуінен болады, сондықтан олар гетерогендік жүйелер. 2. Сірнелерде кеңістіктік тор Ван-Дер-Ваальстік күштер нәтижесінде, ал тоңазытпаларда химиялық және сутектік сияқты мықтырақ байланыстар нәтижесінде болады. 3. Тоңазытпаларда байланыстар макромолекулалардың шеттерінде ғана емес, кез-келген өзара әрекеттесетін топтары бар учаскелерде болады. Сондықтан олардың әр түрлі құрылымдық- механикалық қасиеттері болады.

14 Тоңазытпатүзілуге әсер ететін факторлар 1.Ерітіндідегі ҮМҚ концентрациясы 2. ҮМҚ пішіні мен өлшемі 3. температура 4. уақыт 5.индифференттік электролиттің болуы 6. ортаның pH-ы

15 Тоңазытпаларға синерезис құбылысы тән. Ол кеңістіктік тордың сұйықтықты біртіндеп шығарып сығылуы. Тоңазытпа торын толтырған сұйықтықты мицеллаарлық деп атайды. Онын өзін бос (еркін) және байланысқан деп екіге бөледі. Бос су тоңазытпа қаңқасына механикалық түрде енген сольваттың қабатына енбейтін су. Ал байланысқан су макромолекуланың гидрофильдігіне байланысты болады: молекулада неғұрлым гидрофильдік топтар көп болса, соғұрлым тоңазытпада байланысқан су көп болады. Байланысқан судың тығыздығы көп, қату температурасы төмен және т.б. қасиеттері болады. Байланысқан су топырақта, өсімдікте, барлық тірі организмдерде маңызды роль атқарады: суыққа төзімділік, клетка (ағза) мен тканьдардың морфологиялық құрылымдарын анықтайды. Мысалы, адам организміндегі байланысқан су жас сәбилерде 70%,ал кәрі кісілерде 40% болады, сондықтан әжім, терінің бос болуы т.б. байқалады. Сонымен, адам организмінде синерезис өте баяу жүреді, және оның жылдамдығы әр адамда әртүрлі болады. Тоңазытпаның электрөткізгіштігі- алынған ерітінділердің электрөткізгіштігіиен бірдей болады. Тоңазытпалар сірнелер сияқты түскен жарықты шашыратады. Тоңазытпалардың «жады» болады. Екі сұйылтылған және концентрлі желатиннің тоңазытпаларын бірдей құрғатып қайтадан ісіндірсек, біріншісі көп ісінеді себебі олардың ішкі құрылымы сақталады. Тоңазытпаларға синерезис құбылысы тән. Ол кеңістіктік тордың сұйықтықты біртіндеп шығарып сығылуы. Тоңазытпа торын толтырған сұйықтықты мицеллаарлық деп атайды. Онын өзін бос (еркін) және байланысқан деп екіге бөледі. Бос су тоңазытпа қаңқасына механикалық түрде енген сольваттың қабатына енбейтін су. Ал байланысқан су макромолекуланың гидрофильдігіне байланысты болады: молекулада неғұрлым гидрофильдік топтар көп болса, соғұрлым тоңазытпада байланысқан су көп болады. Байланысқан судың тығыздығы көп, қату температурасы төмен және т.б. қасиеттері болады. Байланысқан су топырақта, өсімдікте, барлық тірі организмдерде маңызды роль атқарады: суыққа төзімділік, клетка (ағза) мен тканьдардың морфологиялық құрылымдарын анықтайды. Мысалы, адам организміндегі байланысқан су жас сәбилерде 70%,ал кәрі кісілерде 40% болады, сондықтан әжім, терінің бос болуы т.б. байқалады. Сонымен, адам организмінде синерезис өте баяу жүреді, және оның жылдамдығы әр адамда әртүрлі болады. Тоңазытпаның электрөткізгіштігі- алынған ерітінділердің электрөткізгіштігіиен бірдей болады. Тоңазытпалар сірнелер сияқты түскен жарықты шашыратады. Тоңазытпалардың «жады» болады. Екі сұйылтылған және концентрлі желатиннің тоңазытпаларын бірдей құрғатып қайтадан ісіндірсек, біріншісі көп ісінеді себебі олардың ішкі құрылымы сақталады.

16

17 Ойымызды толықтырайық! ҮМҚ әр түрлі көрсеткіштер бойынша классификациялан ады. Нешеу атпа бер? ҮМҚ әр түрлі көрсеткіштер бойынша классификациялан ады. Нешеу атпа бер? Шекті ісінген полимерді не деп атайды? Ісінудің себебі не? Ісінудің сандық өлшемі – ісіну дәрежесі α болса формуласын көрсет? Полиэлект ролиттер қалай бөлінеді? Әрі қышқылдық, әрі негіздік топтары бар ПЭ деп нені айтамыз? Синтетика лық ҮМҚ дегеніміз не? дегеніміз Синтетика лық ҮМҚ дегеніміз не? дегеніміз ҮМҚ полимерлік тізбектің құрылысы бойынша нешке бөлінеді ата? бөлінеді ҮМҚ полимерлік тізбектің құрылысы бойынша нешке бөлінеді ата? бөлінеді Сызықты полимерлер және Кеңістіктік полимерлер ге мысал келтір? Сызықты полимерлер және Кеңістіктік полимерлер ге мысал келтір? Карбоксил топтарының ионизациясы азайып, олар әлсіз сілті ретінде қасиет көрсетеді ол қандай орта? Тоңазытпатүзі луге әсер ететін факторларды ата

18 1.Шығу тегі бойынша ҮМҚ полимерлік тізбектің құрылысы бойынша Электролиттік диссоцациялану қабілеттілігіне байланысты Синтетикалық ҮМҚ – химиялық синтез арқылы алынатын ҮМҚ (-СН 2 – СН 2 -) n – полиэтилен фенолформальдегид шайырлары сызықты, тармақталған, кеңістіктік болып үшке бөлінеді. полиқышқылдар, полинегіздер және полиамфолиттер болып бөлінеді ҮМҚ мен еріткіштің (КМҚ) қасиеттерінің айырмашылықтары тоңазытпа Қышқылдық ортада полиамфолиттер 1. ерітіндідегі ҮМҚ концентрациясы; 2. ҮМҚ пішіні мен өлшемі; 3. температура; 4. уақыт; 5. индифференттік электролиттің болуы; 6. ортаның pH-ы;