Гибкость - цепная макромолекул
Cтраница 1
Гибкость цепных макромолекул - отличительная и важная характеристика высокомолекулярных соединений, которая определяет весь комплекс их особых свойств. Благодаря гибкости макромолекулы постоянно меняют свою конфигурацию. Изменение формы макромолекулы происходит обычно или как результат вращательных колебаний ее отдельных частей около положений, соответствующих минимумам энергии, или в результате скачкообразных вращательных переходов от одной конформации к другой. [1]
 |
Высокая гибкость макромолекулы возникает в результате вращения атомов углерода вокруг простой связи. [2] |
Гибкость цепных макромолекул - отличительная и важная характеристика высокомолекулярных соединений, которая определяет весь комплекс их особых свойств. В результате гибкости макромолекулы постоянно меняют свою конфигурацию. Изменение формы макромолекулы происходит обычно или как результат вращательных колебаний ее отдельных частей около положений, соответствующих минимумам энергии, или в результате скачкообразных вращательных переходов от одной конформации к другой, обладающих минимумами энергии. [3]
Именно гибкость цепных макромолекул, наряду с их огромной длиной, обусловливает весь комплекс особых свойств, характерных для высокополимеров. [4]
Таким образом, в основу всех ранних представлений о структуре - и свойствах полимеров легли два положения: гибкость цепных макромолекул и их беспорядочное расположение относительно друг друга. Практически это означало, что любое проявление механических свойств полимеров связано только с изменением формы самих макромолекул, причем эта форма может легко изменяться под нагрузкой, так как макромолекулы - гибкие образования. На основе этих представлений создавались стройные теории ( например, кинетическая теория высокоэластичности), объясняющие и позволяющие рассчитывать многие механические свойства каучуков и подобных материалов. [5]
Степень свернутости таких клубков является количественной характеристикой гибкости макромолекул. Благодаря гибкости цепных макромолекул полимеры могут находиться в высокоэластическом состоянии, не существующем у низкомолекулярных веществ. [6]
Таким образом, возможность внутреннего вращения в цепных молекулах в значительной степени повышает их гибкость, которая может изменяться в весьма широких пределах в зависимости от химического состава и строения макромолекул, а также от среды, в которой они находятся. Именно гибкость цепных макромолекул, наряду с их огромной длиной, обусловливает - весь комплекс особых свойств, характерных для высо-кополимеров. [7]
Основным свойством цепных молекул является их гибкость. Механизм гибкости макромолекул сводится к вращению звеньев цепи вокруг ординарных С-С связей. Гибкость цепных макромолекул приводит к тому, что благодаря тепловому движению они могут принимать различные пространственные формы - кон-формации. [8]
Цепь представляет собой в некотором роде упорядоченное образование. В полимерной цепи может быть много тысяч строго чередующихся звеньев. Однако проявление гибкости цепных макромолекул за счет флуктуации и трудность их упаковки в правильные пространственные решетки приводит к тому, что кристаллические полимерные образования почти всегда менее совершенны, чем низкомолекулярные кристаллы. Двойственность свойств высокомолекулярных веществ ярко проявляется во многих физико-химических процессах, в которых отдельные звенья макромолекул, а также вся макромолекула выступают как. [9]
В предыдущей главе подробно обсуждались основные характеристики полимера, по которым производится оценка его пригодности для формования волокна. Среди этих характеристик важнейшее значение имеют температуры переходов ( хрупкости, стеклования, текучести), которые обусловлены, в частности, гибкостью цепей. Как известно, гибкость цепных макромолекул является следствием внутреннего вращения элементарных звеньев полимера вокруг ординарных связей, соединяющих эти звенья. Такое вращение не является полностью свободным, а заторможено вследствие взаимодействия атомов и атомных группировок, входящих в соседние звенья, и межмолекулярного взаимодействия. [10]
Полимеры могут находиться во всех этих трех конденсированных состояниях. Кроме того, в полимерных веществах возможно еще одно состояние, отсутствующее у низкомолекулярных веществ - высокоэластическое состояние. Это состояние возникает вследствие гибкости цепных макромолекул. Полимер в высокоэластическом состоянии способен к значительным обратимым деформациям и находится в некотором промежуточном положении между жидким и стеклообразным состояниями. [11]
Увеличение вязкости в поле продольного градиента скорости ( трутоновская вязкость Я) и уменьшение эффективной вязкости ( TJ) в поле поперечного градиента скорости обусловлено не различием в направлении поля скоростей, а совершенно другими причинами. Расплавы полимеров представляют собой систему, состоящую из надмолекулярных образований ( агрегаты, пачки) и макромолекул или отрезков макромолекул, не входящих в состав пачек. Свойства расплавов ( растворов) определяются размерами, продолжительностью жизни и прочностью связей макромолекул в пачке, а также гибкостью цепных макромолекул. Изменение конформации макромолекул и размеров агрегатов под влиянием напряжений обусловливает двойственную природу расплава полимеров. В результате разрушения пачек происходит уменьшение вязкости, а выпрямление макромолекул и обеднение конформационного набора вызывают увеличение вязкости системы. В зависимости от величины приложенного напряжения преимущественно может протекать тот или иной процесс, и, как следствие этого, вязкость расплавов может изменяться по-разному. [12]
Соотношение химических и физических превращений и их роль в изменении эксплуатационных свойств определяется как химическим составом, полимера, так и той надмолекулярной организацией, которая формируется при изготовлении изделия из термопластичного полимера по принятой технологии. Технически полезными свойствами термопластичные полимеры конструкционного назначения обладают, как правило, в твердом состоянии. Этому агрегатному состоянию могут соответствовать два фазовых состояния: кристаллическое и аморфное. Гибкость длинных цепных макромолекул обеспечивает не только богатство морфологических структур кристаллических образований, наличие агрегатных и фазовых состояний, но и различные физические состояния аморфного полимера: стеклообразное, высокоэластическое и вяз-котекучее. [13]
Диффундировать в полиморах могут и частицы посторонних веществ. Практически это достигается лишь в области малых парциальных давлений газов. D имеют явно выраженную зависимость от концентрации и времени. Газопроницаемость полимера зависит от гибкости цепных макромолекул, от финич, состояния полимера, от природы диффундирующих частиц. С уменьшением гибкости молекул, напр, при кристаллизации или поперечном сшивании макромолекул ( вулканизация), с ростом межмолекулярных сил и плотности упаковки полимера газопроницаемость уменьшается. То же самое имеет место при переходе полимера из высокоэластич. Газопроницаемость является весьма важной характеристикой полимерного материала и играет существенную роль в процессах вулканизации, дубления, окисления, при защите изделий от коррозии и в др. областях. [14]
Диффундировать в полимерах могут и частицы посторонних веществ. Практически это достигается лишь в области малых парциальных давлений газов. D имеют явно выраженную зависимость от концентрации и времени. Газопроницаемость полимера зависит от гибкости цепных макромолекул, от физич. С уменьшением гибкости молекул, напр, при кристаллизации или поперечном сшивании макромолекул ( вулканизация), с ростом межмолекулярных сил и плотности упаковки полимера газопроницаемость уменьшается. То же самое имеет место при переходе полимера из высокоэластич. Газопроницаемость является весьма важной характеристикой полимерного материала и играет существенную роль в процессах вулканизации, дубления, окисления, при защите изделий от коррозии и в др. областях. [15]
Страницы: 1