Физико-химические свойства полимеров.
Химические и физические свойства полимеров зависят от их химического состава (углеводород, сложный эфир, галогенид, лактам и т. д.), а также от мольной массы и строения макромолекул полимера. Различают линейные и разветвленные гомо-(I), со-(II) или тройные (III) полимеры, блок-сополи-меры (IV), привитые сополимеры (V) и сополимеры сетчатой структуры (VI). Свойства полимера определяются также строением элементарных звеньев и их пространственным расположением (конфигурацией). Особенно большое влияние на свойства полимера оказывает регулярность конфигураций (VII, VIII). При одинаковом строении всех элементарных звеньев и при закономерном чередовании их в молекуле полимер называют стереорегулярным. Причиной различной конфигурации регулярных полимеров может быть наличие тетраэдрических центров стереоизомерии или присутствие двойных связей (или совокупность того и другого). Полимеры нелетучи, имеют достаточно высокие температуры и размытость интервала фазового перехода. Для большинства полимеров характеристикой такого перехода является так называемая температура размягчения, при которой в процессе нагревания резко возрастает деформируемость полимера. Для кристаллических полимеров с высокой степенью кристалличности температура размягчения совпадает с температурой плавления. Аморфные полимеры. Аморфны́е полиме́ры, конденсированное состояние полимеров, не имеющих кристаллического строения, характеризующееся отсутствием трехмерного дальнего порядка в расположении макромолекул и ближним порядком в расположении звеньев или сегментов макромолекул, быстро исчезающим по мере их удаления друг от друга. Молекулы полимеров как бы образуют «рои», время жизни которых очень велико из-за огромной вязкости полимеров и больших размеров молекул. Поэтому в ряде случаев такие рои остаются практически неизменными. В аморфном состоянии находятся также растворы полимеров и полимерные студни. Аморфные полимеры однофазны и построены из цепных молекул, собранных в пачки. Пачки являются структурными элементами и способны перемещаться относительно соседних элементов. Некоторые аморфные полимеры могут быть построены из глобул. Аморфные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех состояниях, отличающихся характером теплового движения: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Стадия, в которой находится полимер, определяется изменением его структуры и силами сцепления между макромолекулами линейных полимеров. При низких температурах аморфные полимеры находятся в стеклообразном состоянии. Сегменты молекул не обладают подвижностью, и полимер ведет себя как обычное твердое тело в аморфном состоянии. В этом состоянии материал хрупок. Переход из высокоэластического состояния в стеклообразное при уменьшении температуры, называется стеклованием, а температура такого перехода — температурой стеклования. Высокоэластическое состояние, характеризующееся способностью полимера легко растягиваться и сжиматься, возникает при достаточно высоких температурах, когда энергия теплового движения становится достаточной для того, чтобы вызвать перемещение сегментов молекулы, но еще недостаточной для приведения в движение молекулы в целом. В высокоэластичном состоянии полимеры, при сравнительно небольших механических напряжениях, обладают весьма большой упругой деформацией. Например, каучуки могут растягиваться почти в 10 раз. В вязкотекучем состоянии могут перемещаться не только сегменты, но и вся макромолекула. Полимеры приобретают способность течь, но, в отличие от обычной жидкости, их течение всегда сопровождается развитием высокоэластической деформации. Материал в этом состоянии под влиянием небольших усилий проявляет необратимую пластическую деформацию, что может быть использовано для его технологической обработки. При линейном строении макромолекул полимеры в аморфном состоянии являются упруговязкими телами, а при образовании прочной пространственной структуры вязкоупругими телами. Любое внешнее воздействие, влияющее на подвижность частиц в аморфных телах, (изменение температуры, давления), влияет на физические свойства (диэлектрические характеристики материала, газопроницаемость).
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|