elektromagnit suyuqliklar deb ham yuritishadi.
Suyuq kristall faza polimerni issiqlik ta‟sirida suyultirish orqali
suyultma ko„rinishida hosil qilingan bo„lsa termotrop va erituvchi ta‟sirida
eritma ko„riniashida hosil qilingan bo„lsa liotrop deyiladi.
a) Liotrop suyuq kristallar. Flori silindrsimon makromolekulalarni
o„qlar bo„yicha nisbatiga P = L/d (zanjirni L-kontur uzunligi, d- diametri)
6.4.2-rasm. Xolesterik tekstura
qatlamlarida orientatsiyon
tartiblanish chizmasi:
xl
-
anizometrik makromolekulalarni
x o„qiga nisbatan burchlari
117
binoan syuyq kristall holatga o„tish uchun makromolekulalarni tartiblangan
anizotropik fazasini hosil qiladigan eritmaning konsentratsiyasi (
2
*)
quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
2
* = (8/p)[1 - (2/p)] (6.4.1)
Bunga binoan liotrop suyuq kristallar uchun haroratni ( T) konsentratsiyaga
(
2
*) bog„lovchi fazaviy diagramma tuzish mumkin va bunday
diagrammaning umumiy ko„rinishi 6.4.3-rasmda keltirilgan. Unda
I
* va
2
* - birinchi va ikkinchi kritik konsentratsiyalar bo„lib, ular miqdorlari bir
biriga juda yaqin. Bu konsentratsiyalar fazaviy diagrammada Flori
koridorining joyini, sohasini va holatini belgilaydi. Flori koridori ( II soha)
izotrop holatdan ( I fazadan) anisotrop holatga ( III fazaga) o„tish sohasidir
va unda izotrop va anizotrop fazalar aralashgan bo„ladi. Anizotrop fazaga
o„tish va u osmotik qopqon prinsipi bo„yicha (2.3.4-rasmga qarang) keskin
tarzda amalga oshadi. III - to„liq anizotropik faza termodinamik
muvozanatli soha hisoblanadi. IV - soha esa gipotetik tavsifga ega bo„lib,
unda anizotropik faza teksturalari va turli xil kristall solvatlari (birikma,
koordinatsion holatlari, agregatsiyalari) bilan farqlanadi. Masalan, kuchli
magnit maydonida IV - soha elementlari o„ziga xos nematik monokristallar
hosil qilishi mumkin.
Ushbu jarayonlarni kompleks tahlil etishda ikki jihatning, ya‟ni
fazaviy va relaksatsion tavsiflar superpozitsiyasiga e‟tibor berish
muhimdir. Masalan, nematik teksturani smektik yoki xolesterik
teksturalarga almashishi ham fazaviy ham relaksatsion jarayonlardir.
Bunday almashishlar natijasida anizotropik eritmaning fizik tavsiflari
tekstura turiga qarab turlicha bo„ladi.
Muvosanatli suyuq kristall holatlari va majburiy orientatsiya holatlari
uchun alohida makrolekulalar va tartib yunalishini belgilovchi direktorlar
orientatsiya o„qini yoki yo„nalishini aniqlash uchun turli funksiyalar
qo„llaniladi. Orientatsiya parametri sifatida, odatda, quyidagi funksiya
6.4.3-rasm. Liotrop suyuq kristallar
uchun Flori fazaviy diagrammasi:
I
* va
2
* - birinchi va ikkinchi
kritik konsentratsiyalar;
I – izotrop eritma sohasi (fazasi);
II – koridor; III – to„liq anizotropik
faza; IV – gipotetik anizotropik faza.
118
ishlatiladi:
F = (3cos
2
- 1)/2 (6.4.2)
bu yerda
- makromolekula yoki direktor o„qining dezorientatsiya
burchagi bo„lib, uning miqdori makroskopik orientatsiya o„qiga nisbati
bo„yicha aniqlanadi.
b) Termotrop suyuq kristallar. Umuman olganda quyi molekulyar
birikmalar suyuq kristallar hosil qilishi uchun asosiy talablardan biri bu
molekulalararo kuchsiz ta‟sirlashishlar mavjud bo„lishi lozim, aks holda
harorat ko„tarilishi bilan issiqlik harakatini oshishi natijasida anizotrop
holatga emas, balki izotrop, ya‟ni braun haroratlari nomayon bo„ladigan
holatga o„tib qolish mumkin. Polimerlarda bunday izotrop holatga o„tib
qolmaslik uchun makromolekulada mezogen guruhlar bo„lishiga e‟tibor
birish lozim bo„ladi. Agar makromolekulada mezogen tabiatli guruhlar
bo„lmasa, unda bunday guruhlarni kimyoviy reaksiyalar yoki shu kabi
modifikatsiyalar orqali kiritish talab etiladi va buni ikki yo„l bilan amalga
oshirish mumkin: birinchi yo„l – bu asosiy zanjirga mezogen guruhni
kiritish va ikkinchi yo„l – bu zanjirga yon guruhlar sifatida mezogen
guruhlarni ulashdir. Bunday tarzda hosil qilingan mezogen guruhli
zanjirlari 6.4.4-rasmda tasvirlangan.
Mezogen guruhlar makromolekulalar tarkibida o„ziga xos xossalarni
namoyon qiladi:
- agar mezogenlar uzluksiz biriksa, makromolekula qattiq zanjirli bo„lib
qoladi va natijada suyuqlanish harorati kimyoviy destruksiya haroratidan
yuqori bo„ladi;
- agar makromolekulyar zanjir uzlukli, ya‟ni mezogen guruhlar
egiluvchan zanjircha qismlar ( speyserlar) bilan birikkan yoki mezogenlar
yon tomonlardan speyserlar bilan ulangan bo„lsa, haroratning ko‟tarilishi
tufayli issiqlik harakatini oshishi natijasida mezogenlarni energetik qulay
bo„lgan mezofaza hosil qilishlari uchun yetarli darajada harakat qilshlariga
egiluvchan speyserlar katta imkon beradi.
a
b
6.4.4-rasm. Harakatchan qattiq mezogen
(
) guruhlar hisobiga termotrop
suyuq kristall hosil qiladigan egiluvchan
polimer chizmalari: a – mezogen
guruhlar zanjirning yon tomonlaridan
ulangan; b – mezogen guruhlar asosiy
zanjirga kiritilgan.
119
Bularga bog„liq ravishda mezogenli polimerlar ikki xil fazoviy
topomorfizm shakllari, ya‟ni qatlangan va to„g„rilangan ( postlangan)
zanjirlar anizotropiyasiga asoslangan suyuq kristall holatlarni namoyon
qilishi kuzatilgan. Bunday suyuq kristallar teksturalarini shakllanish
tartiblari 6.4.5-rasmda G-T diagrammada ifodalangan. Izotrop ( Iz) holatdan
anizotropik holatlarga o„tishda, ya‟ni haroratning ( T) pasayib borishida
issiqlik harakatining kamayishi tufayli termodinamik qulay topomorfizm
teksturalari shakllana boshlaydi. Bunda makromolekulyar zanjirlarninig
konfiguratsiyon va konformatsiyon o„zgarish imkoniyatlariga bog„liq
ravishda suyultmada izotrop zanjirlardan dastlab rostlangan zanjirlar
nematik ( RZN) teksturalari (nematikasi) shakllanadi yoki bo„lmasa Gibbs
( G) energiyasi nisbatan ko„proq bo‟lishi talab etiladigan qatlangan zanjirlar
nematikasi ( QZN) vujudga kelishi kuzatiladi.
Haroratning yanada pasayib borishi suyultmada Gibbs energiyasining
nisbatan
yuqoriroq
miqdorlariga
to„g„ri
keladigan
teksturalarni
shakllanishiga olib keladi. Bunda QZN dan qatlangan zanjirlar smektikasi
( QZSm), undan keyin esa qatlangan zanjirlar kristalliti ( QZK) shakllanadi.
Shunungdek, RZN dan nisbatan kamroq Gibbs energiyasi bilan
tavsiflanadigan qatlangan zanjirlar smektikasi ( RZSm), undan keyin esa
qatlangan zanjirlar kristalliti ( RZK) shakllanadi.
Bunday topomorfizmlarni vujudga kelishida bevosita zanjirlardagi
speyserlar muhim rol o„ynaydi va speyserlar uchun Florining egiluvchanlik
6.4.5-rasm. Termotrop suyuq
kristallar topomorfizmi uchun G-T
fazaviy diagramma ( a) va topomorf
shallar chizmalari ( b):
Iz - izotrop zanjirlar;
QZN - qatlangan zanjirlar nematikasi;
QZSm - qatlangan zanjirlar semiktikasi;
QZK - qatlangan zanjirlar kristalliti;
RZN - rostlanhgan zanjirlar nematikasi;
RZSm - postlangan zanjirlar smektikasi;
RZK - rostlangan zanjirlar kristalliti.
120
kriterial parametri miqdori f = 0,63 ni tashkil etadi. Shu bilan birga Frenkel
e‟tirof etgan makrolekulyar zanjir tavsifli parametrining
≈ h/L (bunda L –
zanjir kontur uzunligi va h - zanjir uchlari orasidagi masofa) kritik miqdori
* ≥ 0,25 bo„lishi ham muhimdir.
Shuni alohida ta‟kidlash joizki, mezogen guruhlar singari zanjirga
bloklar ham kiritiladi va ular, odatda, blok-sopolimerlar deyiladi. Blok-
sopilimerlar ham suyuq kristall holatni namoyon qilishi mumkin, agar
suyuq kristallar uchun talab etiladigan uzoq tartibni va anizotropik fazani
shakllantira olishsa, aksincha, ular oddiy amorf suyuq fazali tizim
ko‟rinishini egallaydi xalos.
Dostları ilə paylaş: |