Cтраница 4
Современные представления о глобулярно-пачечном строении полимерных тел [48, 69-75] оказались весьма плодотворными для объяснения многочисленных экспериментальных данных в различных областях физики, химии и физической химии полимеров, что убедительно свидетельствует о том, что эти представления действительно соответствуют реальной структуре полимерных материалов. Основу этих представлений составляет предположение о том, что элементарными первичными надмолекулярными образованиями являются либо глобулы - мономолекулярные клубки, либо пачки макромолекул с различной степенью упорядоченности внутри пачки. [46]
Этими исследованиями было дано объяснение замеченной ранее В. А. Каргиным и сотрудниками высокой упорядоченности аморфных полимеров. Сущность этого представления заключается в; том, что гибкие ценные макромолекулы располагаются не хаотически, переплетаясь между собой, как думали ранее, а образуют пачки макромолекул, обладающие значительной упорядоченностью. Этим были заложены основы современной теории надмолекулярного строения полимеров и влияния надмолекулярных структур на комплекс физических свойств как кристаллических, так и аморфных полимеров. [47]
Важность перехода полимеров при определенной температуре в вязкотекучее состояние видна из того, что большинство синтетических волокон формуется из расплавов полимеров. Кроме того, это Состояние широко используется для ориентации пачек макромолекул в процессе формования и вытяжки синтетических волокон. При вытяжке пачки макромолекул ориентируются, приобретают правильное расположение, при котором они наиболее сближены друг с другом, а это значительно повышает прочность полимера. Кроме того, в процессе ориентации создаются оптимальные условия межмолекулярного взаимодействия полярных группировок и образования ( в подходящих случаях) водородных связей между молекулярными цепями. На рис. 43 дана схема ориентации пачек линейных макромолекул при формовании волокна. [48]
Важность перехода полимеров при определенной температуре в вязкотекучее состояние видна из того, что большинство синтетических волокон формуется из расплавов полимеров ( стр. Кроме того, это состояние широко используется для ориентации пачек макромолекул в процессе формования и вытяжки синтетических волокон. При вытяжке пачки макромолекул ориентируются, приобретают правильное расположение, при котором они наиболее сближены друг с другом, а это значительно повышает прочность полимера. Кроме того, в процессе ориентации создаются оптимальные условия межмолекулярного взаимодействия полярных группировок и - образования ( в подходящих случаях) водородных связей между молекулярными цепями. [49]
Следующий вопрос, возникающий при изучении строения целлюлозы: как же укладываются макромолекулы в ассоциатах - фиб - Рвллах. Если пересечь пачку макромолекул, то можно увидеть, как укладываются сечения длинных молекул. [50]
Представление о поверхности раздела требует, чтобы размеры образующих: ту поверхность частиц были столь малы, чтобы ими можно было пренебречь по сравнению с размерами самой поверхности. Это выполняется для частиц, состоящих из многих малых молекул, напр, для частиц лиофобных коллоидов. Однако в случае пачки макромолекул, содержащей в поперечном сечении лишь десятки или немногие сотни макромолекул и к тому же имеющей флюктуациолную природу, представление о поверхности раздела становится крайне неопределенным. [51]
Представление о поверхности раздела требует, чтобы размеры образующих эту поверхность частиц были столь малы, чтобы ими можно было пренебречь по сравнению с размерами самой поверхности. Это выполняется для частиц, состоящих из многих малых молекул, напр, для частиц лиофобных коллоидов. Однако в случае пачки макромолекул, содержащей в поперечном сечении лишь десятки или немногие сотни макромолекул и к тому же имеющей флюктуационную природу, представление о поверхности раздела становится крайне неопределенным. [52]
Необходимо особо подчеркнуть, что пачка макромолекул в аморфном полимере не является какой-то определенной частицей, а образуется вследствие хаотического теплового движения взаимодействующих цепных молекул. Поэтому пачка, подобно роям малых молекул в жидкостях, имеет чисто флуктуационную природу - она возникает по закону случая и так же погибает. Однако среднее время жизни пачки макромолекул может быть огромно, в то время как рои малых молекул живут ничтожно малые доли секунды. Это отличие, обусловленное малой подвижностью громоздких макромолекул, дополняется вторым отличием - значительными продольными размерами пачек, составленных из очень длинных макромолекул. [53]
Обычно пластичность полимера увеличивают, добавляя к нему Специальные низкомолекулярные вещества - пластификаторы. Молекулы пластификатора раздвигают макромолекулы или пачки макромолекул, окружают их мономолекулярным слоем и экранируют хи-мические группы, осуществляющие межмолекулярную связь в по лимере. В большинстве случаев с увеличением пластичности по вышается эластичность полимерного материала, снижается тем пература его стеклования. [54]