Строение полимеров

Каждая молекула полимера является длинной цепью, состоящей из отдельных звеньев, однотипных по химическому составу и строению (гомополимер) или разнотипных (сополимер). В зависимости от степени упорядочения и плотности взаимного расположения цепей и звеньев полимер может находиться в частично кристаллическом и в полностью аморфном состояниях.

Кристаллические полимеры имеют участки молекул разрыхленной упаковки, которые составляют его аморфную фазу.

Кристаллическая фаза оказывает большое влияние на физико-механические свойства. При переходе полимера из аморфного в кристаллическое состояние повышается прочность на разрыв, твердость, теплостойкость. Кристаллическая структура увеличивает межмолекулярное взаимодействие, снижая гибкость молекул, увеличивает температуру перехода в вязко-текучее состояние.

Отношение объема всех кристаллических областей полимера к общему объему называется степенью кристалличности, которая может быть больше 90 %.

Фторопласты, полиэтилен (ВП), полипропилен, поликарбонаты имеют высокую степень кристалличности (60-80%).

Полиэтилен (НП), ПВХ, полиэфиры, полиамиды, имеют меньшую степень кристалличности.

Аморфная фаза уменьшает жесткость системы, делает ее эластичной. Это используют в некоторых технологических процессах для повышения «эластичности изделий», проводя «закалку» полимера быстрым охлаждением расплава, таким образом искусственно затрудняют кристаллизацию.

Кристаллизация расплава полимера происходит при температуре ниже температуры плавания.

При охлаждении тепловая энергия движения цепных молекул и их звеньев уменьшается и происходит закрепление молекул и их звеньев в некотором упорядоченном положении. При кристаллизации резко изменяется удельный объем вещества и ряд других свойств.

Способность полимера к кристаллизации определяется его химическим строением, структурой цепи и ее гибкостью.

Аморфное твердое состояние полимера имеет фиксированное, но разрыхленное расположение макромолекул, несколько большую, но ограниченную подвижность звеньев, которые обусловливают упругие деформации. Такое состояние полимеров иногда называют стеклообразным, а переход в это состояние — стеклованием.

Температура стеклования (Тс) всегда ниже температуры кристаллизации. При быстром охлаждении кристаллизующегося в нормальных условиях полимера до температуры стеклования получают аморфные полимеры.

Дата добавления: 2014-01-04