початку у високоеластичний, а потім і в в'язкотекучий стану (рис. 1). Оскільки єдиним наслідком нагріву є зміна пластичності, лінійні полімери називають термопластичними. Не слід думати, термін «лінійні» позначає прямолінійні, навпаки, їм характерніша зубчаста або спіральна конфігурація, що дає таким полімерам механічну міцність.
Термопластичні полімери можна не тільки плавити, але й розчиняти, так як зв'язку Ван-дер-Ваальса легко рвуться під впливом реагентів.
Розгалужені (щеплені) полімери міцніші, ніж лінійні. Контрольоване розгалуження ланцюгів служить одним з основних промислових методів модифікації властивостей термопластичних полімерів.
Сітчаста структура характерна тим, що ланцюга пов'язані один з одним, а це дуже обмежує рух і призводить зміну як механічних, так і хімічних властивостей. Звичайна гума м'яка, але за вулканізації сірої утворюються ковалентні зв'язки типу S - 0, і міцність зростає. Полімер може придбати сітчасту структуру і спонтанно, наприклад, під дією світла і кисню станеться старіння із утратою еластичності і працездатності. Нарешті, якщо молекули полімеру містять реакційноздатні групи, то при нагріванні вони з'єднуються безліччю поперечних міцних зв'язків, полімер виявляється зшитим, тобто набуває просторову структуру. Таким чином, нагрівання викликає реакції, різко і необоротно які змінюють властивості матеріалу, який здобуває міцність і високу в'язкість, стає нерозчинним і неплавким. Внаслідок великої реакційної здатності молекул, що виявляється при підвищенні температури, такі полімери називають термореактивними. Неважко уявити, що їх молекули активні не тільки по відношенню один до одного, але і до поверхонь сторонніх тіл. Тому термореактивні полімери, на відміну від термопластичних, володіють високою адгезійною здатністю навіть при низьких температурах, що дозволяє використовувати їх в якості захисних покриттів, клеїв і сполучного в композиційних матеріалах.
Схематична діаграма в'язкості термопластичних полімерів в залежності від температури: Т 1 - температура переходу зі склоподібного у високо еластичне стан, Т 2 - температура переходу з високоеластичного у в'язкотекучий стан.
Термопластичні полімери здійснюють за реакції полімеризації, протікаючим за схемою ПМ- gt; М п (рис. 2), де М - молекула мономера, М п - макромолекула, що складається з мономірних ланок, п-ступінь полімеризації.
При ланцюгової полімеризації молекулярна маса наростає майже миттєво, проміжні продукти нестійкі, реакція вразлива щодо присутності домішок і вимагає, як правило, високих тисків. Не дивно, що такий процес у природних умовах неможливий, і всі природні полімери утворилися іншим шляхом. Сучасна хімія створила новий інструмент - реакцію полімеризації, а завдяки йому великий клас термопластичних полімерів. Реакція полімеризації реалізується лише в складній апаратурі спеціалізованих виробництв, і термопластичні полімери споживач отримує в готовому вигляді.
Реакційноздатні молекули термореактивних полімерів можуть утворитися простим і природним шляхом - поступово від мономера до димеру, потім до тримеру, тетрамеру т.д. Таке об'єднання мономерів, їх «конденсацію», називають реакцією поліконденсації; вона не вимагає ні високої чистоти, ні тисків, але супроводжується зміною хімічного складу, а часто і виділенням побічних продуктів (зазвичай водяної пари). Саме ця реакція реалізується в природі; вона може бути легко здійснена за рахунок лише невеликого нагрівання в найпростіших умовах, до домашніх. Така висока технологічність термореактивних полімерів надає широкі можливості виготовляти різні вироби на нехімічних підприємствах, у тому числі на радиозаводах.
Незалежно від виду та складу вихідних речовин і способів отримання матеріали на основі полімерів можна класифікувати наступним чином: пластмаси, Волокніту, шаруваті пластики, плівки, покриття, клеї.
1.2 Властивості полімерів
Механічні властивості.
Одна з основних особливостей полімерів полягає в тому, що окремі відрізки ланцюгів (сегменти) можуть переміщатися шляхом повороту навколо зв'язку і зміни кута (рис. 3). Таке зміщення, на відміну від розтягування зв'язків при пружною деформації істинно твердих тіл, не вимагає великої енергії і відбувається при невисокій температурі. Ці види внутрішнього руху - зміна конформацій, невластиві іншим твердим тілам, надають полімерам схожість з рідинами. У той же час велика довжина викривлених і спіралеподібних молекул, їх розгалуження і взаємна сшивка ускладнюють зсув, внаслідок чого полімер набуває властивостей твердого тіла.
Для деяких полімерів у вигляді концентрованих розчинів і розпла...
