Дипломдық жұмыста суда еритін полимер соның ішінде агар-агар мен сазды үлгінің физика-химиялық қасиеттері мен алынуы зерттелініп,тәжірибе жасалынды
жүктеу/скачать 20,06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.6.Физика-химиялық қасиеттері
| 1.5.Сазды үлгіге анықтама
Саз-ұсақ түйіршікті шөгінді тау жынысы құрғақ кезде тығыз ылғалданған кезде иілгіш.Саз каолинит тобының бір немесе бірнеше минералдарынан тұрадв.Әдетте, саздағы тау жыныстарын құрамында минерал-каолинит ([Al[Si4O](OH)];оның құрамы кремний(IV) оксидінің (SiO2) ,39% альюминий оксидіден (Al2O3) және 14% судан (H2O) тұрады. Саздың бірнеше қасиеттері бар:икемділік,отқа төзімділік,тұтқырлығы ,ісінуі және агломерация.Бентонит- табиғи сазды минерал,гидроалюмосиликат ,гидратация кезінде (14-16) есе ісінетін қасиетке ие. Формула:Al2[Si4O10](OH)2*nH2O Түсі:ақшыл-сары Түрлері:1)кальцийлік,төмен дәрежедегі ісінуімен; 2)натрийлік, жоғары дәрежелі ісінуімен Уыттылығы аз және химиялық тұрақты болғандықтан өндірістін өнеркәсіпте, құрылыста және тағы басқа салаларда қолданылады. Монтмориллонит- силикаттар класының минералы.Химиялық құрамы:(Na,K,Ca)(Al,Fe,Mg)(Si,Al4)O10 ](OH)2 * H2O Минералдың құрвлвмв үш қабатты пакеттен (текшеден) тұрады.Оның екі қабаты кремний-оттекті тетраэдрден құралған, олардың арасындағыи алюминий катиондарынан тұратын үшінші октаэдрлі қабаты кристалдың тұрақтылығын қамтамасыз етеді.Алюминийдің Fe3+,Cr3+,Ca2+,Mg2+,Zn2+,Cu2+,Li+ т.б катиондарымен алмасуынан.Монтмориллониттің нонтрогонит,хризоколла,бейделлит,сапонит,т.б көптеген түрлері түзіледі. Түсі:ақшыл сұр,көкшіл ақ,қызғылт,кейде жасыл. Қолданылуы:мұнай өнімдерін тазарту,сабын қайнату,резина,қағаз,құрылыс материалдарын, тамақ өнімдерін тазарту т.б үшін қолданылады. 1.6.Физика-химиялық қасиеттері Полимердің физикалық және химиялық қасиеттеріне: салыстырмалы, меншікті, келтірілген тұтқырлық, салыстырмалы, меншікті, келтірілген электрөткізгіштігі, оптикалық тығыздығы, рН көрсеткіштері жатады. Тұтқырлық дегеніміз- сұйықтар мен газдардың негізгі қасиеттерінің бірі.Мысалы, машиналарды майлау жанармайды алдын ала тұтқырлығына қарап таңлап алады.Сұйық тұтқырлығының температураға байланыстылығы өте күшті болады. Себебі, сұйықтың температурасы жоғарылап кризистік температураға жеткенде (мысалы,суды алсақ ол 100с-та қайнап буға айналады) басқа фазаға өтеді.Әсәресе майлар тұтқырлығының тәуелділігі күшті ,мысалы, температурасы 180С-тан 400С-қа дейін көтерілгенде кастор майының тұтқырлығы 4 еседей кемиді. Барлық нақты сұйықтардың бір қабаты екінші қабатымен салыстырғанда орын ауыстырса,онда азды-көпті үйкеліс күші пайда болады. Шапшаңырақ қозғалатын қабат тарапынан шапшаң қозғалатын қабат тарапынан жай қозғалатын қабатқа үдетуші күш әсер етеді.Бұл күштер ішкі үйкеліс күштері деп аталады, олар қабаттардың бетіне жүргізілген жанама бойымен бағытталады. Ішкі үйкеліс күшінің шамасы сұйық ағысының жылдамдығы бір қабаттан екінші қабатқа көшкенде қаншалықты шапшаң өзгеретіндігіне тәуелді және қарастырылып отырған сұйық қабаты бетінің ауданы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым зор болады. Мысалы, бірінен-бірі қашықтықтағы сұйықтың екі қабаты арақашықтығын өлшегенде бағыт сол қабаттардың ағыс жылдамдығына перпендикуляр болады. Судың қозғалысы барысында оның үйкеліс күшін туындату қабілеті.Осы құбылыс ағыс жылдамдығы жоғарырақ судың аталған жылдамдық мөлшері төменірек суға әсер етуін қамтамасыз етеді. Судың тұтқырлығы температура мен сулы ерітіндінің үйірімділігіне тәуелді, оның мөлшері тұтқырлық коэффициентімен бағаланады. Сұйықтың тұтқырлығы барысында оның өз өңірінде үйкеліс күшін тудыру қабілеті. Сұйықтың тұтқырлығы қатты жылдамдықпен азырақ жылдамдықпен қозғалған сұйық қабаттарына беруге қабілетті. Сұйықтың тұтқырлығының мөлшері температура көрсеткішіне және ерітіндінің үйірімділігіне тәуелді. Физикалық тұрғыдан сұйықтың тұтқырлығы тұтқырлық коэфффициенті. Электрөткігіштік- электр өрісі өзгермеген жағдайда заттың тұрақты электр тогын өткізу қабілеті. Оның өлшемінің бірлігі: См (сименс) электр өткізгіштік түрлері келесі: электрондық (металдар және жартылай өткізгіштер); иондық(электролиттер); аралас(электрон-иондық өткізгіштік). Электр өткізгіштік қасиетіне қарай заттар өткізгіштер, жартылай қткізгіштер, өткізбейтіндер (диэлектриктер) болып бөлінеді.Меншікті өткізгіштік- химиялық таза жартылай өткізгіштің электрөткізгіштігі.Таза күйінде және диэлектриктер, бірақ аз мөлшерде (шамада) кристалл торларына қоспалар енгізілсе, олардың өткізгіштігі мүлдем өзгереді.Кристалл торындағы бір атомның орнын атомымен алмастырса,онда осы атомын қоспа деп атайды.Бұл артық электрон өте козғалғыш, еркін, сондықтан потенциалдар айырымы пайда болса ,ол ток тасымалдаушыға айналады. Жартылай өткізгіш ішіне енгізілетін еркін электрондар санын өзгертіп, бақылауға болады. Қоспаларды жартылай өткізгіштерге енгізгенде еркін электрондар пайда болады.Жүйенің бастапқы күйден екінші күйге өту жолына байланысты емес, бірақ жүйенің бастапқы және оңғы күйімен анықталады.Электрөткізгіштік диэлектриктердің айнымалы токты тудыратынбайланысты зарядтардың тербелістерімен айнымалы электр өрісіне жауап беру қабілетінен айырмашылығы, ең алдымен тұрақты токты (тұрақты өрістің әсерінен) өткізу қабілеті. Өткізгіштік тогы іс жүзінде қолданылатын өрістің жиілігіне тәуелді емес. Ортаның электрөткізгіштігі осы ортадағы зарядталған бөлшектердің (электрондар, иондар) онда жеткілікті еркін қозғалу қабілетімен байланысты.Электр өткізгіштігінің мөлшері және оның механизмі осы заттың табиғатына (құрылымына), оның химиялық құрамына, агрегаттық күйіне, сондай-ақ физикалық жағдайларға, ең алдымен температура сияқты. Оптикалық тығыздық –қабатқа түскен және одан өткен жарықтың интенсивтіліктері қатынасының ондық логарифмі ретінде анықталатын, жарық сәулелеріне арналған зат қабатының мөлдір еместік сипаттамасы.Мөлдір заттардың жарықтың әлсіреуінің немесе мөлдір емес заттардың жарықтың шағылысуының өлшемі.Обьектіге түсетін сәулелену ағынының қатынасының ондық логарифмі ретінде есептеледі.Оптикалық тығыздық тұрғысынан негтивтерге төзімділік талаптары қойылады. Оптикалық тығыздықты өлшейтін құрал денситометр және спектрофотометр де анықталады.Бұзбайтын бақылаудың рентгендік әдістерінде рентгеннің оптикалық тығыздығы суреттің әрі қарай декодтауға жарамдылығын бағалау параметрі болып табылады. Бұзбайтын бақылаудың рентгендік әдістерндегі оптикалық тығыздықтың рұқсат етілегн мәндері ГОСТ талаптарына сәйкес реттеледі. Сутектік байланыс деп сутек атомы мен электртерістілігі жоғары атомдар арасында болатын химиялық байланыстың түрін айтады. Сутектік байланыстың нәтижесінде заттардың қасиеттері өзгереді.Байланыстың бұл түрінде молекулалар сутек арқылы байланысады.Байланыстың бұл түрі табиғатта өте кең таралған. Сутектік байланыс әр түрлі зат, бір түрлі зат молекулалары арасында, типті бір молекуланың ішіндегі атомдар арасында болады. Мысады, су молекуласының құрылысын қарастырсақ, онда екі атом сутек бір атом оттекпен полюсті ковалентті байланыс арқылы байланысқан. Электрон жұптары электртерістілігі жоғары элемент оттек жаққа көбірек ығысқан.Нәтижесінде, су молекуласының сутек атомдары жағында оң заряд пайда болады. Мұнда сутек акцептор болып табылатындықтан, судың басқа молекуласындағы оттектіің артық электрон жұбын өзінің бос орбитальне қабылдау арқылы химиялық байланыс түзе алады. Сөйтіп судың бірнеше молекуласы бірімен бірі байланысып имер,тример,тетрамерлер түзеді. Полимерлердің физикалық қасиеттері макромолекулалардың химиялық құрамына, кеңістіктік құрылымына және өзара орналасуына, супрамолекулалық құрылым деп аталады. Негізгі қасиеттерге мыналар жатады: 1. Серпімділік-үлкен, ұзақ дамитын қайтымды деформацияларды шығару мүмкіндігі. 2. Пленка түзу қабілеті-әртүрлі еріткіштерде еру немесе бұзылмай балқу қабілетімен байланысты, негізінен сызықтық құрылымы бар полимерлерге тән, мысалы, полиамидтер (капрон), полиэфирлер (лавсан), тефлон және т. б. 3. Еріту-ісіну сатысы арқылы өтеді. Полимердің ісінуі еріткішке ұшыраған кезде полимердің супрамолекулалық құрылымдарының бұзылуына байланысты. Сызықтық полимерлер шағын молекулалы сұйықтықпен шынайы ерітінділер немесе коллоидтық жүйелер түзе алады. 4. Жоғары молекулалық қосылыстардың ерітінділерінің бір ерекшелігі-олардың жоғары тұтқырлығы. 1% полимерлі ерітіндінің тұтқырлығы таза еріткіштен 15-20 есе жоғары болады. Себебі полимер молекулалары шиеленіске айналады, бұл шиеленістер еріткіш молекулаларымен үйкеліс кезінде айналу арқылы қозғалады. 5. Икемділік-байланыстарды үзбей макромолекулалардың пішінін өзгерту қабілеті. Икемділікті реттейтін негізгі фактор-алмастырғыштардың болуы. Сонымен қатар, температура сияқты маңызды сыртқы факторлар бар. Бұл жағдайда полимердің сызықтық немесе кеңістіктік құрылымы өзгеріссіз қалады. Полимерлердің икемділігінің себебі макромолекуладағы сигма байланыстарының айналуы деп саналады. Айналуды тежейді алмастырғыштар арасындағы сутегі немесе диполь байланыстарының түзілуі, сондай-ақ алмастырғыштың үлкен мөлшері. Сутегі байланыстарын құруға қабілетті топтардың болуы (- Н...O -) капрон молекуласында [- NH-(CH2) 5-CO -]" оның икемділігінің төмендеуіне әкеледі. Мұндай полимерлер қатты тізбекті деп аталады, оларға пластмассалар, пленкалар, талшықтар жатады. Икемді тізбекті полимерлер өздерінің қасиеттерін 20-100 полимерлеу дәрежесінде көрсетеді, тізбек неғұрлым ұзын және алмастырғыш аз болса, икемділік пен серпімділік соғұрлым жоғары болады. Мұндай полимерлердің мысалдары резеңке және резеңке болып табылады. Полимерлердің электрлік қасиеттері Өздеріңіз білетіндей, кез-келген зат белгілі бір дәрежеде диэлектрик, жартылай өткізгіш немесе электр тогының өткізгіші бола алады. Пластмассалардың көпшілігі диэлектриктер, бірақ полимер молекулаларының химиялық құрамы мен құрылымына байланысты әр түрлі қасиеттері бар. Негізінен электрлік сипаттамалар макромолекулалардағы полярлық топтардың саны мен құрамына байланысты. Егер композицияда галогендік, гидроксилдік, карбоксилдік және т.б. және молекулалардың басқа полярлық аймақтары болса, онда бұл диэлектрлік және электрлік оқшаулау қасиеттерін әлсіретеді. Мысaлы, ПВХ диэлектрлік өткізгіштігі 1,5 есе аз, ал басқа электрлік сипаттамалары полиэтиленге қарағанда әлдеқайда төмен. Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, ең жақсы диэлектриктер – бұл мономер буынына полярлық байланыстар кірмейтін пластмассалар, мысалы, жоғарыда аталған PE, фторопластар, полиизобутилен, полистирол. Сызықтық полимерлер ерітінділердегі толтырғыштармен оңай үйлеседі. Термопластикалық полимерлердің жоғары молекулалық салмағына байланысты олардың ерітінділерінің тұтқырлығы 10% - дан төмен концентрацияда ғана айтарлықтай төмендейді. Бұл еріткіштердің көп мөлшерін қажет етеді және ерітінділерді пайдалану мүмкіндігін шектейді. Сонымен қатар, полимер еріткіштері әдетте өте қымбат, жанғыш және булану қиын. Суда еритін полимерлер бұл кемшіліктерге ие емес, бірақ оларды қолдану кезінде ұзақ және қымбат булану қолданылады. Көп жағдайда полимерлер Сулы ерітінділерден коагуляцияланады және сүзу немесе декантация арқылы бөлінеді. Суда еритін полимерлер — флокулянттар-сызықтық полимерлер класына жатады. Суда флокулянттар иондалмаған күйде болады (иондық емес флокулянттар) немесе иондарға диссоциацияланады (флокулянттар-полиэлектролиттер). Макроиондары сәйкесінше теріс немесе оң зарядталған анионды және катионды флокулянттарды ажыратыңыз. Флокулянттың полимерлі тізбегі икемді және суда еріген. Әдістің одан әрі дамуы дәстүрлі хонингтен кейінгіден 3 есе аз гильзалардың алдын-ала тозуын қамтамасыз ететін үйкеліске қарсы хонинг процесі болып табылады. Хонингтеудің екі операциясынан кейін беті жұмыс кезінде үйкеліске қарсы материалдары (фафит, Молибден дисульфиді) бар жолақтармен өңделеді. Өңделетін бетке жолақтардың қысымы 0,2...0,4 МПа. Цилиндр айнасындағы жабынды бекіту үшін композит-81 суда еритін полимердің бір бөлігі хонин-говал басының тесіктері арқылы өңдеу аймағына енгізіледі. Суда еритін полимерлер болып табылады, олардың құрылымында судың еруіне (иондық емес суда еритін полимерлер) немесе диссоциацияға (полиэлектролиттер) қабілетті сілтемелер бар. Полиионның заряд белгісіне байланысты полиэлектролиттер катиондық, аниондық және амфолиттерге бөлінеді [1].Радикалды полимерлеу макромолекулаларды синтездеудің негізгі әдістерінің бірі және өнеркәсіпте полимерлерді алудың маңызды әдісі болып табылады. Суда еритін полимерлерді алу көп жағдайда сәйкес мономерлердің радикалды гомо - және сополим-ризаиясы арқылы жүзеге асырылады. Рaдикалды полимерленудің классикалық теориясының ережелері суда еритін мономерлер мен мономерлер-судағы электролиттер және басқа да жоғары полярлы еріткіштер полимерленген жағдайда мүлдем жарамсыз болып табылады. Классикалық Схемадан полимерлеу барысының айтарлықтай ауытқулары суда еритін мономерлер мен электролиттік мономерлердің, сондай-ақ олардан түзілген өсу радикалдарының электронды күйі (реактивтілігі) ортаның қасиеттеріне қатты тәуелді болғандықтан орын алады. Демек, реакция ортасының қасиеттері кинетикалық тұрақтыларға, полимерлену жылдамдығына, молекулалық салмаққа, сополимер құрамына айтарлықтай әсер етеді. Бір жағынан, бұл жағдай суда еритін мономерлердің полимерлену процестерін зерттеу және сипаттау процесін айтарлықтай қиындатады, ал екінші жағынан берілген молекулалық сипаттамалары мен физикa-химиялық қасиеттері бар суда еритін полимерлерді алу мақсатында полимерлену процесін басқарудың қосымша мүмкіндіктері беріледі [3]. Судa еритін мономерлерде, әдетте, молекуланың құрамында гидрофильді және гидрофобты бөлік болады. Мұндaй заттaр гидрофобты өзара әрекеттесу арқылы Сулы ерітінділердегі молекулааралық Ассоциaция қaбілетін көрсетеді. Бұл жағдайдa суда еритін мономерлер беттік белсенді заттар сияқты әрекет етеді. Сонымен қатар, беттік-белсенді қасиеттері айқын полимерлер алу үшін ұзын тізбекті көмірсутекті алмастырғыштар кейбір электролиттік мономерлердің молекулаларының құрамына арнайы енгізіледі. Сондықтан суда еритін мономерлерді екі топқа бөлуге болады. Бірінші топқа айқын беттік-белсенді қасиеттері жоқ мономерлер жатады, бірақ олар жоғары деңгейде Ассоциацияғa бейім (шамамен 1...3 моль/л) концентрациядa. Екінші топқа типтік мицелла түзетін беттік белсенді заттар болып табылатын мономерлер жатады. Суда еритін полимерлерді дисперсиялық реттегіш ретінде пайдалану тиімділігі полимердің молекулалық сипаттамаларымен және әсіресе Сулы ерітінділердегі макромолекулалардың молекулалық-конформациялық параметрлерімен анықталады.Суда еритін полимерлер сұйықтықтардың реологиялық қасиеттерін реттеуші ретінде кеңінен қолданылады. Таза еріткішпен салыстырғанда полимер ерітіндісінің тұтқырлығының жоғарылауы белгілі құбылыс. Полиэлектролиттер жағдайында бұл әсер ондаған есе күшті көрінеді. Сонымен қатар, полиэлектролиттің ісінуі және тұтқырлықтың жоғарылауы жоғары молекулалық полиэлектролиттердің жеткілікті төмен концентрациясында = 0,01 жүреді...0,1 %). Алайда, турбулентті ағын режимінде суда еритін полимер қоспалары тұтқырлықтың төмендеуіне, демек, гидравликалық ағынға төзімділіктің төмендеуіне әкеледі. Бұл тарауда фотоактивті гетероциклді олигомерлер және олардың негізіндегі Полимерлі материалдар, толтырылған эластомерлі композиттер, сондай-ақ суда еритін полимерлер және оларды қолдану салалары сипатталған болады. Жақсы еріткіш мономер бірліктері арасындағы тиімді итеруге сәйкес келеді. Нашар еріткіш тиімді тарту өзара әрекеттесуіне байланысты макромолекуланың қысылуын тудырады. Полиэлектролиттердің Rtt мөлшеріне әртүрлі жолдармен әсер етуге болады. Мысалы, ерітіндідегі полимер концентрациясының жоғарылауы өзара әрекеттесудің экрандалуын арттырады және Rtt төмендеуіне әкеледі. Тұз ерітіндісіне енгізген кезде де солай байқалады. Тағы бір әдіс - РН-ның өзгеруі, бұл зарядтарды бейтараптандыруға немесе мономерлердің функционалды топтарын иондауға әкеледі. Бұл жағдайда тізбектің ұштары арасындағы қашықтық иондану дәрежесіне пропорционалды түрде артады б. әлсіз зарядталған полиэлектролит үшін, тіпті тұз болған кезде де, тізбектің ұштары арасындағы қашықтық тәуелді болады б келесідей: 4. Ең қарапайым скейлинг теориясы.Бұл бөлімде полиэлектролит тізбектерінің ұштары арасындағы қашықтық үшін жоғарыдағы кейбір қатынастар келтірілген. Мұны қарапайым түрде жасауға болады, өйткені бос энергияның әртүрлі үлестері тізбектің конфигурациясына байланысты. Бұл тәсілдің бірқатар шектеулері бар, бірақ кейбір маңызды физикалық қасиеттерді бағалауға мүмкіндік береді. Полиэлектролит тізбегін қатты байланыстармен байланысқан зарядтардың жиынтығы ретінде құрайық.Электростатикалық өзара әрекеттесу энергиясын есептеу кезінде зарядтар ұзындығы R = га түзу сызықта орналасады деп есептейміз, мұндағы а-мономер-мономер байланысының орташа ұзындығы. Әрі қарай, г мономерлерінен тұратын тізбектегі барлық жұптық өзара әрекеттесулерді қорытындылай келе, біз электростатикалық өзара әрекеттесу энергиясы. Полимерлердің оптикалық қасиеттері Жарық беру және басқа оптикалық қасиеттер тұрғысынан полимерлер өте сараланған. Ғылым мен өнеркәсіпте оптикалық сипаттамалары жоғары және мұндай қасиеттері жоқ пластмассалар да белгілі. Бірінші топқа, ең алдымен, силикатты әйнекті алмастыру ретінде кеңінен қолданылатын поликарбонат және тұтынушыларға "плексигласс"деген атпен ондаған жылдар бойы белгілі полиметакрилат (PMMA) жатады. Сонымен қатар, жалпы мақсаттағы полистиролдан бастап мөлдір ABS және стирол эластомерлеріне дейінгі мөлдір стирол пластиктерінің көптеген түрлері әзірленді. Стирол тобында пайдалы қасиеттердің кең ауқымы және жақсы қайта өңделуі үшін San және басқа стирол сополимерлерін атап өткен жөн. Ең арзан полимерлердің бірі болып табылатын мөлдір полиолефиндерді алу бағытында үлкен жетістіктерге қол жеткізілді. Егер гомо-полипропилен және әсіресе полиэтилен мөлдір болмаса, онда кейбір этилен-пропилен сополимерлері осы құнды қасиетке ие. Кейбір суда еритін полимерлердің мысалдарын, олардың қасиеттері мен қолданылуын қарастырыңыз. Біріншіден, бұл негізгі тізбекте оттегі немесе азот атомдары бар иондық суда еритін полимерлер емес. Полиалкеноксидтердің ішінде тек полиэтилен оксиді суда ериді. Полиметилен оксиді суда ерімейді, бірақ оның құрамында полиэтилен оксидіне қaрағанда молекулада оттегінің үлесі жоғары. Бұл полимерді бірнеше миллионға дейін әртүрлі молекулалық салмақпен синтездеуге болады. Мұндaй полимерлер косметикaлық және фaрмацевтикалық композицияларда, керамика өндірісінде байланыстырғыш ретінде және т. б. полипропилен оксиді жағдайында суда тек олигомерлер ериді, ал ұзын тізбекті полимерлер беттік белсенді заттарды алу үшін гидрофобты компоненттер ретінде қолданылады. Егер сіз ПЭО-дағы оттегі атомдарын азот атомдарымен алмастырсаңыз, біз полиэтиленимин аламыз. Бұл полимердің өнеркәсіптік үлгілері тармақталған тізбектермен ұсынылған, екінші, үшінші және төрттік азот атомдарының aрақатынaсы әдетте 1: 2 құрайды. Бөлшектердегі полимерлердің адсорбциясы нәтижесінде жүйе ерітіндіде шексіз үлкен молекулалық массасы бар полимер сияқты әрекет етеді. Суда еритін полимерлердің екінші тобына aкрил қышқылы топтaры бар полимерлер кіреді. Ең aлдымен, бұл полиaкрил және полиметакрил қышқылдары. Пмак суының ерігіштігі ПАК-қа қарағанда жоғары екендігі таңқаларлық болып көрінуі мүмкін. Бұл полиметакрил қышқылы спираль түзетіндіктен, олардың ішінде гидрофобты топтар пaйда болaды. Сулы ерітіндідегі полиaкрил қышқылы мен полиэтилен оксиді PAC сутегі aтомдары PEO оттегіне қосылaтын кешендер түзеді. Акрил тобы бaр судa еритін полимердің тaғы бір мысалы-полиaкриламид. Бұл тұз қоспaларына сезімтал емес өте гидрофильді полимер; ол көбінесе флокулянт ретінде қолданылaды, өйткені оның рН төмен кaтиондық сипaтына бaйланысты беттерге жоғары жақындығы бар. Судa еритін иондық емес полимерлердің үшінші тобы құрaмында винил топтары бар. Поливинил aцетатының гидролизі гидролиз дәрежесі 86% - дан жоғaры болсa, суда еритін поливинил спиртін шығaрады. Гидролиз дәрежесі 90% - дан жоғaры болса, өнімді толығымен еріту үшін жылыту қажет. Ыстық судa ерігеннен кейін ПВС ерітіндіде және салқындaған кезде қалaды. Бұл айқын қайтымсыздық қатты полимерде молекулаішілік сутегі байланыстарының пайда болуымен түсіндіріледі. Суда жақсы ериді және поливинилпирролидон. Бұл полимер әлсіз негізді және сулы ерітіндіде анионды беттік белсенді заттармен, мысалы, натрий додецилсульфатымен оңай байланысады. PVP сулы ерітінділері фармaкологияда, косметикада және медицинада қолданылады, өйткені ол аз уытты және суда жақсы ериді. Поливинилпирролидон жуғыш заттардың композицияларында да қолданылады, онда ол талшықтарға ластаушы заттардың қайта түсуіне жол бермейтін маңызды рөл атқарады. Суда еритін полимерлердің төртінші және соңғы Тобы табиғи шыққан жоғары молекулалық қосылыстардан тұрады. Біріншіден, бұл целлюлоза туындылары. Целлюлозаны химиялық модификация арқылы суда еритін етіп жасауға болады. Әдетте целлюлозаның полимерлі тізбегін құрайтын в-ангидроглюкозаның үш гидроксил тобы процестің бастапқы кезеңдерінде модификация орындары ретінде қызмет етеді. Осы гидроксил топтарының қатысуымен реакция тереңдігі реакцияға түскен топтардың орташа сaнымен анықталады. Карбоксиметил целлюлозасы целлюлозaның гидрокси топтарының монохлорацетатпен реакциясы нәтижесінде aлынады. Бұл реакция нәтижесінде карбон қышқылының натрий тұзы 0.4-тен 1.4 КМЦ-ке дейін СЗ бар, әдетте тұз түрінде өндіріледі; полимердің рКа - 4.4 және СЗ-ға әлсіз тәуелді. Бейтарап рН кезінде карбоксил топтарының көпшілігі диссоциацияланған күйде болады және CMC беттік белсенділікті көрсетпейді. CMC-тің негізгі қолданылуы жуғыш заттардың құрамында кездеседі, онда ол матадан жуылған ластаушы заттардың қайтадан тұнбаға түсуіне жол бермейді. CMC сонымен қатар су негізіндегі бояуларда және қағазды жабуға арналған композицияларда диспергатор рөлін атқарады. Гидроксиэтилцеллюлоза целлюлозаның этиленоксидпен алдын-ала сілтіленген реакциясы арқылы алынады. Алынған өнім көп функциялы суда еритін полимер болып табылады, ол қоюландырғыш, қорғаныш коллоид, байланыстырғыш және т.б. ретінде кеңінен қолданылады. Гидроксиэтил целлюлозасының Сулы ерітінділерінің қасиеттері СЗ-ға да, МЗ-ға да байланысты. Суда жақсы ерігіштік үшін процесті алмастыру дәрежесі - 0.65, ал молярлық алмастыру - 1.0 болатындай етіп жүргізу керек. Осы төрт әдістің әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Блокты полимерлеу әдісі ең қарапайым, бірақ дисперсті мономердің тұтқырлығын полимерлеудің нәтижесінде күшті жоғарылауына байланысты бұл әдіс бойынша полимерленуді жоғары деңгейге жеткізу мүмкін емес. Ерітіндідегі полимерлеу әдісі толығымен мөлдір және еритін полимерлерді шығарады, бірақ автоклавтың бір жүктемесінен алуға болатын шайыр мөлшері ерітіндінің жоғары тұтқырлығымен шектеледі. Суспензия және эмульсия әдістерінде процесс процесс кезінде жылу өткізгіштігі төмен тұтқыр ортада жүреді, нәтижесінде полимерлену жылуын оңай кетіруге болады. Дегенмен, соңғы екі әдіспен жұмыс істегенде, шайырлардың суда дисперсті немесе суда еритін заттармен сөзсіз ластануы орын алады. Эмульсия әдісі жоғaры молекулалық салмақты өнімді алу қажет болғанда, полимер бөлшектерінің соңғы мөлшерін мұқият реттеу қажет болғанда және шайырды латекс түрінде қолдануға болатын кезде жақсы болады. Электрофоретикалық бояу үшін суда еритін бояу материалдары қолданылады. Суда ерігенде олар амин катиондарына және теріс зарядталған полимер бөлшектеріне диссоциацияланады. Электродтарға қолданылатын тұрақты кернеудің (60-300 В) көмегімен түзілетін электр өрісі бұл иондардың қозғалуына әкеледі. Амин катиондары бейтараптандыру үшін катодқа жіберіледі, содан кейін сумен әрекеттесіп аминдер мен элементар сутек түзеді. Теріс зарядталған иондар анодқа — боялған затқа бағытталады, онда олар электрондарды береді және бояуды жасау үшін тұнбаға түседі. Агaр-агар Агар-агар (малай тілінде агар-агар – балдыр) - кейбір қызыл теңіз балдырларынан алынатын полисахаридтер қоспасы; құрамына полисахаридтер енетін, қызыл балдырлардан алынатын өсімдік қоллоиды; судағы ерітіндісін суытқанда тығыз сірне түзеді; биологияда, медицинада және кондитер, цемент өндірісінде қолданылады; Микроағзаларды және бактерияларды өсіру үшін дақылдық орта дайындау үшін қолданылады. Формуласы (C12H18O9)n. Агар-агар сапасы бойынша екі сортқа бөлінеді: 1.жоғары-түсі ақ немесе ашық сары, сәл сұрғылт реңк; 2.сарыдан қою сарыға дейінгі түс. Құрамы Бұл сарғыш-ақ ұнтақ немесе плaстиналар. Құрамында шамамен 1,5 - 4% минералды тұздар, 10-20% су және 70-80% полисахаридтер бар, олардың құрамында D-және L-галактозалар, 3,6-ангидрогалактозалар, пентозалар, D-глюкурон және пирув қышқылдары бар. Агароза мен агаропектин ангардан алынады. Агар-агар молекулалары өте ұзын, бұл одан жасалған желе желеінің жоғары созылу беріктігіне байланысты [3]. Агар-агар суық суда ерімейді. Ол тек 95-тен 100 °C-қа дейінгі температурада толығымен ериді, бұл басқа табиғи желелерден ерекшеленеді [6]. Ыстық ерітінді мөлдір және шектеулі тұтқыр. 35-40 °C температураға дейін салқындаған кезде ол таза және берік гельге айналады, ол термиялық қайтымды. 85-95 °C дейін қызған кезде ол қайтадан сұйық ерітіндіге айналады, қайтадан 35-40 °C температурада гельге айналады. Қолданылуы Микробиологияда-тығыз және жартылай сұйық қоректік орта жасау үшін. Тығыз қоректік ортаны алу үшін агар соңғы концентрацияда 1,5—3 %, жартылай сұйық — 0,3—0,7 % (салмақ/көлем) қосылады. Агарды өсіру кезінде көптеген микроорганизмдер ыдыратпайды. Толық өнім микроорганизмдердің өсуін тежемейді және ортаның тағамдық құндылығын өзгертпейді. Тазартылмаған агар жеткіліксіз гельдің пайда болуына және тіпті микроорганизмдердің өсуін тежеуге әкелуі мүмкін. Сондықтан иммунологиялық және бактериологиялық мақсаттар үшін гельдің тығыздығы 3,20 г/см3-тен төмен емес жоғары және бірінші сортты мұздатылған тазартылған ГОСТ 17206-96 агарын қолдану қажет. Сонымен қатар, агар гелі ДНҚ электрофорезі, иммуноэлектрофорез және иммунодиффузия үшін қолданылады. Тамақ өнеркәсібінде (e406 тағамдық қоспасы) агар-агар сорпалар, тұздықтар, балмұздақ, мармелад, зефир, шайнайтын кәмпиттер, пастила, әр түрлі қоспалар, суфле, диеталық өнімдер, інжу шай шарлары, Джем, конфит және т. б. өндірісінде қоюландырғыш ретінде қолданылады; авангардтық аспаздықта одан кеспе де жасалады[7]. Тарихы Алғаш рет агар-агар Жапонияда Eucheuma тұқымдасының балдырларынан алынған, оны тамақ дайындауда қолданған[3].Затты алу үшін балдырлар жуылды, мұздатылды және оларды ерітуге мүмкіндік берді.Неміс микробиологы Вальтер Гессен бірінші болып агар-агарды бактерияларды өсіру ортасының құрамдас бөлігі ретінде қолданды және бұл туралы 1884 жылы жазды. Бұл идеяны оған әйелі Фанни Ангелина Хессе ұсынды, ол агар-агарды жеміс желе жасау үшін пайдаланды, оны Явамен бірге көшіп келген голландиялық көршісі үйретті.XIX ғасырда агар-агарды тамақ дайындауда қолдану Жапония мен Азиядан тыс жерлерде пайда болды. Агар Тынық және Үнді мұхит жағалауларымен Үлкен Зонд аралдарынан Жапонияға дейінгі аралықта өндіріледі. Құрамы балдырлардың түрлеріне байланысты әрқалай болады: полисахаридтер 60 – 80%, су 10 – 20%, минералдық заттар 1,5 – 4% мөлшерінде кездеседі. Полисахаридтердің өзі негізінен агарозадан және агаропектиннен тұрады. Агар суық суда ерімейді, ал ыстық суда жылдам ериді. Агардың 1,5%-дық судағы ерітіндісі 32 – 36°С-қа дейін суытқанда қоймалжың кілегей (гель) түзеді, ол 85°С-та балқиды. Агардың кілегей (гель) түрінде түзілу қабілеті құрамындағы агароза мен агаропектиннің көбеюіне байланысты азайып, тіпті жоғалып та кетеді. Агар тамақ, әсіресе кондитер өндірісінде (конфет, мармелад, суфле, зефир, т.б.), сондай-ақ микроорганизмдер мен бактериялар өсіру үшін микробиологияда қолданылады.[5] Суда еритін полиэлектролиттер әр алуан салаларда қолданылады.Оның ішінде өндірісте табиғи лайлы, ағынды суларды тұрмыстың,өндірістің қажеттілігін қамтамасыз етуде тазартуда,гидрометаллургияда концентрат құрамындағы бағалы металдарды бос қалдықтардан ажырату үдерісін жеделдетуде,мұнай-газ кеніштерін іздеуде,терең бұрылау үдерісінің техникалық қауіпсіздігін сақтауда,медицинада дәрі-дәрмектердің ағзаға әсер ету жылдамдығын қауіпсіздігін сақтаумен әсер ету ұзақтығында,ауылшаруашылығында өсімдііктерді түрлі зиянкестерден қорғайтын фунгициттердің түрлерін дайындауда,эрозияланған топырақтың құрылымдық құрамын арттыруда кеңінен қолданылады.Суда еритін полиэлектролиттер шығу тегіне және алыну жағдайына байланысты табиғи,жасанды, синтетикалық болып бөлінеді.Ал макромолекула тізбегінде орналасуына байланысты полианионды,поликатионды, полиамфолитті болып жіктеледі.Сонымен қатар полиэлектролиттердің полисахаридтік түрлері де бар.Мысалы,оларға химиялық өңдеу жолымен целлюлозалы полимерлер,табиғи және химиялық өңделген крахмалды реагентті және биополимерлерді жатқызуға болады.Қазіргі уақытта жыл сайын әртүрлі өзекті мәселелердің туындауына орай суда еритін полиэлектролиттертің қолданыс бағытын одан әрі терең айқындауға қажетті ізденістер жүргізу талаптарыда күшейіп келеді.Сондықтан жұмыста биологиялық үйлесімді,экономикалық тиімді,экологиялық залалсыз әртекті функционалды топтары бар суда еритін полиэлектролиттердің кейбір физикалық,коллоидты-химиялық қасиеттері зерттелді.[8] ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ жүктеу/скачать 20,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|