Sopolimerlanish

7-МА'RUZA
SOPOLIMERLANISH
Agar polimerlanish reaksiyasida ikki yoki undan ortiq turli xil tabiatli monomer ishtirok etsa, bunday reaksiyalar sopolimerlanish reaksiyalari deyiladi.
Ikki xil monomer (A va B) sopolimerlanganda boradigan jarayonni quyidagi umumiy sxema bilan ifodalash mumkin:

Masalan:

Tarkibida massa jihatdan 3-25% vinilatsetat bo’lgan ushbu sopolimer qurilish materiallari (linoleum, pollar uchun plitalar, deraza romlari), elektro’tkazgichlar va kabellar uchun izolyatorlar, sun’iy teri hamda boshqa mahsulotlar ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Radikal sopolimerlanish kinetikasi
Radikal sopolimerlanish reaksiyalari ham radikal polimerlanish reaksiyalari qanday initsirlansa xuddi shunday initsirlanadi. Radikal sopolimerlanish reaksiyalari uchun ham

• 
  Zanjirning o’sishi;
  
• 
  Zanjirning uzilishi;
  
• 
  Zanjirning uzatilishi xosdir.
  

Ikkita monomerning sopolimerlanishini ko’rib chiqamiz. Radikallar faolligining o’sishi oxirgi zveno turida bo’ladi deb hisoblasak, o’sish reaksiyalari to’rtta bo’ladi:

O’sish reaksiyalari	O’sish reaksiyalari tezligi
~ R + M1 ~ R ~ R + M2 ~ R ~ R + M1 ~ R ~ R + M2 ~ R	k11[R ] [M1] k12[R ] [M2] k21[R ] [M1] k22[R ] [M2]

Bu yerda M_i - i – chi tur monomer; ~ R - M_j zveno bilan tugaydigan makroradikal, k_ij – M_j monomerning ~ R_i radikalga birikish reaksiyasi tezlik konstantasi.
Qaralayotgan model sopolimerlanishning “oxirgi zvonolar modeli” deb nomlanadi. Kvazistasionar holatda ~ R va ~ R radikallar konsentratsiyalari o’zgarmas ya’ni bir vaqtning o’zida boruvchi zanjirlar o’sish tezliklari o’zaro teng bo’ladi:
k₁₂[R ] [M₂] = k₂₁[R ] [M₁]
Sopolimerlanishda monomerlarning o’zgarish (aylanish) reaksiyalari tezligi:
= k₁₁ ∙ [R ] [M₁] + k₂₁ [R ] [M₁]
= k₁₂ ∙ [R ] [M₂] + k₂₂ [R ] [M₂]
Reaksiya tezliklari nisbatidan Mayo – Lyuisning differensial tenglamasi kelib chiqadi:
(A)
bu yerda
lar bo’lib, ular sopolimerlanish konstantalari yoki monomerlar nisbiy faolliklari deyiladi.
r₁ va r₂ lar reaksiyaga kirishuvchi monomerlarning kimyoviy tabiatiga bog’liq. Ko’p hollarda konsentratsiya o’rniga ularning mol ulushlari ishlatiladi. Aralashmadagi somonomerlarning mol ulushlarini f₁ va f₂ bilan, sopolimerlarda M₁ va M₂ zvenolarning mol ulushlarini F₁ va F₂ bilan belgilab olamiz:
(B)
(C)
(A) va (C) larni umumlashtirib, quyidagi tenglamani hosil qilamiz:

(D)
(D) tenglamalar sistemasi (A) ga ekvivalent bo’lib, sopolimer tarkibini mol ulushlarda ifodalash imkonini beradi.
Sopolimerlanish konstantasining turli qiymatlarida sopolimer tarkibi bilan boshlang’ich monomerlar aralashmasi orasidagi bog’lanishlarni qarab chiqamiz:

• 
  r₁ > 1 va r₂ < 1 bo’lganda boshlang’ich aralashmada monomerlar konsentratsiyalarining istalgan nisbatida sopolimer M₁ zvenolari bilan boyigan bo’ladi.
  
• 
  r₂ > 1 va r₁ < 1 ya’ni boshlang’ich aralashmada monomerlar konsentratsiyalarining hamma nisbatlarida sopolimer M₂ bilan boyigan bo’ladi.
  
• 
  r₁ < 1 va r₂ < 1 ya’ni boshlang’ich aralashmada M₁ ning miqdori kam bo’lganda sopolimer M₁ zvenolari bilan, ko’p bo’lganda M₂ zvenolari bilan boyigan bo’ladi.
  
• 
  r₁ > 1 va r₂ > 1 tajribada kam uchraydigan hol bo’lib, bu vaqtda gomopolimer yoki bitta zveno uzun ketma – ketligidan tuzilgan sopolimer olinadi.
  
• 
  r₁ = r₂ = 1 ya’ni boshlang’ich monomerlar konsentratsiyalarining istalgan nisbatida sopolimerning monomer tarkibi bir xil bo’ladi.
  

r₁ va r₂ qiymatlarni tajriba yo’li bilan aniqlash mumkin. Bu qiymatlarni bilgan holda sopolimerning monomer tarkibini oldindan aytish mumkin bo’ladi.
Odatda r₁ – r₂ < 1 va ba’zan (kam hollarda) r₁ ∙ r₂ =1 (ideal sopolimerlanish) ) bo’ladi.

M1	M2	r1	r2	r1r2
Stirol	Butadiyen	0,80	1,40	1,12
Stirol	Metilmetakrilat	0,52	0,46	0,24
Stirol	Vinilasetat	55,0	0,01	0,55
Stirol	Malein angidrid	0,01	0	0
Vinilasetat	Vinilxlorid	0,23	1,70	0,39
Metilakrilat	Vinilxlorid	9,0	0,08	0,75