Хімія і фізика полімерів
1. Пластмаси і еластомери. Подоба і відмінності
Пластичні маси - тверді в процесі експлуатації полімерні матеріали, в процесі переробки вони знаходяться в високоеластіческом або вязкотекучем стані.
Еластоміри - (каучуки, гуми) полімери які в широкому інтервалі температур відповідних умов експлуатації, мають високоеластіческой властивостями, тобто під впливом невеликих зовнішніх сил вони піддаються значним незворотним або оборотних деформацій.
Пластичні маси при нагріванні під тиском здатні формуватися, а потім стійко зберігати додану їм форму. Залежно від поведінки при нагріванні полімери діляться на термопластичні і термореактивні.
Термопласти при нагріванні розм'якшуються, а при охолодженні тверднуть. Цей процес є оборотним. Полімери при цьому незазнають хімічних змін. Таким чином можуть перероблятися багаторазово.
Реактопласти при нагріванні структуруються і перетворюються на тверді, неплавкі і нерозчинні продукти, що не здатні до повторного формуванню.
Сирі невулкунізірованние гумові суміші мають пластичністю. При вулканізації відбувається поперечна зшивання лінійних молекул. Утворюються сетчтаие полімери (гума або вулканизат). Гума має еластичністю (після зняття навантаження зразок приймає вихідні розміри).
В
2. Порівняльна характеристика стеклообразного і високоеластичного стану полімерів
Тверді аморфні полімери називаються стеклообразнимі - при температурі Т <Т з , для якого характерні незначні пружні деформації. Теплової енергії недостатньо для зміни конформації макромолекул.
Між стеклообразную і в'язко-текучим станом знаходиться високоеластіческое стан, для якого характерні значні оборотні деформації.
Стеклообразное - твердий агрегатний стан з високою щільністю упаковки макромолекул. При щільності упаковки наближається до твердого кристалічному стану.
Для склоподібного стану характерний ближній порядок в розташуванні макромолекул і сильно обмежена сегментальная рухливість. p> Високоеластичний стан характеризується високою рухливістю всіх складових макромолекул: атомів, груп, ланок і сегментів. При додатку механічного навантаження макромолекули легко міняють свою конформацію. Час структурної релаксації (час переходу з нерівноважного стану в рівноважний) 10 -5 - 10 -6 с, тоді як для стеклообразного стану 10 5 - 10 6 с, тому високоеластіческое стан вважається рівноважним. Міцність полімерів у ВЕ стані наближається до міцності в СО стані.
Високоеластіческая деформація полягає у зміні конформації (із статистичного клубка до струни).
В
3. Порівняльна характеристика аморфних і кристалічних полімерів
У аморфному полімері макромолекули розташовуються безладно, в кристалічному існує певна надмолекулярна структура.
Спосіб укладання макромолекул в конденсованому стані визначається їх регулярністю. Регулярні макромолекули кристалізуються, нерегулярні утворюють аморфні полімери.
Кількісними параметрами надмолекулярних структур кристалічного полімеру є параметри його кристалічної решітки, а також ступінь кристалічності.
Структура аморфного полімеру характеризується ближнім порядком у розташуванні структурних одиниць (сегментів) і однозначно охарактеризована бути не може. Непрямими характеристиками аморфної структури полімеру і інтенсивності макромолекул є його щільність і енергія когезії.
Якщо полімер складається з макромолекул з регулярною структурою, те ближній порядок в розташуванні сегментів може при певній температурі (температура кристалізації) і за певний період часу перейти у дальній порядок. Виникає кристалічна структура. br/>
4. Вплив хімічної структури полімерів на їх експлуатаційні властивості
Основну масу полімерів складають органічні полімери, проте відомо велике число неорганічних і елементоорганічних полімерів.
Сполуки великої кількості малих молекул в результаті хімічних реакцій в довгу ланцюгову молекулу полімеру призводить до виникнення у останнього цілого комплексу нових фізико-механічних властивостей - пружності, еластичності, здатності до пленко-і волокнообразованія.
Ступінь кристалічності, температура розм'якшення і плавлення, міцність зв'язку та інші характеристики полімерів залежать від хімічної структури і визначають їх механічні властивості. Отже, знаючи будова полімеру, і вміючи створювати задану структуру в процесі синтезу, можна широко регулювати властивості полімерів, а отже, і експлуатаційні характеристики виробів з них.
5. Порівняльна характеристика полімеризації і поліконденсації
Полімеризація - реакція сполуки молекул мономера т, що не супроводжується ви...
