А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Фізична властивість - полімер

Фізичні властивості полімерів визначаються їх хімічною будовою. Однак взаємозв'язок між фізичними властивостями і хімічною будовою полімерів дуже складна. Для розуміння зв'язку з цим необхідно перш за все розглянути таке поняття, як гнучкість ланцюга полімеру.

Фізичні властивості полімерів, геометрична форма полі-мірного сировини - все це підказує шляхи використання способів плавлення, проте на практиці вибір конкретного способу представляє складну інженерну задачу.

Фізичні властивості полімерів визначають їх важливу роль в сучасній техніці. Фізика полімерів пов'язує ці властивості з хімічною будовою макромолекул, її ідеї стають тим самим керівними при створенні нових полімерних матеріалів. У той же час розвиток фізики полімерів представляє і самостійний інтерес: і цієї області ми зустрічаємося зі своєрідними явищами, пояснення яких вимагає вирішення специфічних задач, вимагає створення спеціальних методів фізичної статистики та кінетики. Нарешті, сучасна біологія, все тісніше пов'язується з фізикою і хімією, в значній мірі спирається на фізику великих молекул, з яких в основному і складаються живі організми.

Фізичні властивості полімерів визначаються їх хімічною будовою. Однак взаємозв'язок між фізичними властивостями і хімічною будовою полімерів дуже складна. Для розуміння зтой зв'язку необхідно перш за все розглянути таке поняття, як гнучкість ланцюга полімеру.

Фізичні властивості полімерів визначаються їх хімічною будовою. Однак взаємозв'язок між фізичними свинство і хімічною будовою полімерів дуже складна. Для розуміння зтой зв'язку необхідно перш за все розглянути таке поняття, як гнучкість ланцюга полімеру.

Фізичні властивості полімерів в склоподібного стані дуже істотно відрізняються від аналогічних властивостей в високоеластіческом стані. Умовною межею між цими станами є температура склування.

Фізичні властивості полімерів і їх зовнішній вигляд багато в чому визначаються структурою макромолекулярних ланцюгів, які можуть бути гнучкими або жорсткими з лінійної, розгалуженої або сітчастою структурою.

Кінетика поглинання кисню звичайним поліпропіленом (1 і з підвищеним вмістом дефектів (2 при 80 С і Р0о 150 Тор. Фізичні властивості полімеру в значній мірі визначаються його молекулярною масою. На фізичні властивості полімерів великий вплив мають ступінь кристалічності, молекулярна вага і молі-кулярновесовое розподіл. Всі ці параметри тісно пов'язані між собою, тому їх слід розглядати спільно. Вплив молекулярного ваги позначається, головним чином, в тих випадках, коли істотно розвиток великих деформацій, наприклад при вигині і руйнуванні зразків, а також при перебігу полімерів. Мус, Мак-Крум і Мак - Грю8 досліджували поведінку поліетилену високої щільності і ізотактіче-ського поліпропілену в різних температурних областях. При низьких температурах у цих полімерів спостерігається тільки пружна деформація, що супроводжується розтягненням внутрішньо молекулярних зв'язків і зміною валентних кутів. Цей перехід пов'язують з обмеженим обертанням невеликих сегментів полімерного ланцюга. Вважають, що в цьому русі беруть участь всього лише два або три мономерних ланки.

Коли фізичні властивості полімерів аналогічні фізичним властивостям вихідних молекул і визначаються, головним чином, структурою і розміром молекул полімеру, процес, в якому виникають ізополімерние продукти, називають з полімеризацією.

Кожна фізична властивість полімерів, залежне від їх молекулярної ваги, може бути використано для його визначення. Однак введення розчинника в полімер небажано, а в деяких випадках досить важко. Тому є важливим знайти спосіб оцінки молекулярного ваги полімеру в його природному конденсированном стані.

Ці фізичні властивості полімеру, а також дані рентгеноструктурного аналізу дозволяють припустити, що молекула полімеру є довгою волокнисту двухцепочечную структуру і що ланцюга пов'язані один з одним водневими зв'язками, що виникають між аденином одного ланцюга і тиміном іншого (фіг. Всі денние фізичні властивості полімерів , що визначають їх широке застосування в техніці, обумовлені особливостями будови їх макромолекул і надмолекулярних структур.

Яким чином фізичні властивості полімеру обумовлені його структурою. Як ці фізичні властивості позначнЎиЌЁя на його застосуванні. Щоб відповісти на ці питання, розглянемо докладно ізотактичний поліпропілен. Цей ізомер поліпропілену має спіральну цепочечную структуру внаслідок відштовхування між метильних груп.

Можливість змінювати фізичні властивості полімерів в широких межах привела, з одного боку, до створення спеціальних типів для лаків, з іншого - до виробів спеціального призначення. Вимоги до готових виробів обумовлюють вибір вихідної сполуки і ступінь полімеризації.

В цілому фізичні властивості полімерів змінюються в дуже широких лределах. У ще більших межах змінюються їх фізичні властивості.

Встановлення взаємозв'язку між молекулярними та фізичними властивостями полімерів, в яких при опроміненні протікають процеси деструкції і зшивання, дозволило досягти значного успіху в розумінні механізму цих процесів.

Оскільки хімічну будову і фізичні властивості полімерів докладно описані в літературі, нижче будуть наведені лише дані, що характеризують полімери, що застосовуються для виробництва волокон. Це перш за все відноситься до залежності властивостей полімерів і волокон з них від температури, до молекулярному вазі і молекулярновесовому розподілу.

Слід зазначити, що фізичні властивості полімерів часто залежать від швидкості охолодження їх розплавів, від певних умов синтезу і тому подібних факторів. Паралельно зі зміною фізичних властивостей спостерігається зміна різкості рентгенівських дифракційних картин. На підставі цих спостережень був зроблений висновок, що принаймні деякі полімери можна приготувати так, щоб вони мали в твердому стані більші кристалічні області, ніж більшість неполімерних аморфних матеріалів.

З практичної точки зору найголовнішими фізичними властивостями макромолекулярних полімерів є їх висока міцність на розрив, на згин, їх велика твердість і властивість утворювати стійкі плівки або волокна. Всі ці властивості відсутні у звичайних органічних речовин, що складаються з маленьких молекул.

З практичної точки зору найголовнішими фізичними властивостями макромолекулярних полімерів є їх висока міцність на розрив, на згин, їх велика твердість і властивість утворювати стійкі плівки або волокна. Всі ці властивості відсутні у звичайних органічних речовин, що складаються з маленьких молекул.

В результаті опромінення змінюються багато фізичні властивості полімерів: механічні, електричні та ін. Направлене корисна зміна властивостей полімерів в результаті опромінення лежить в основі технології радіаційного модифікування матеріалів. За обсягом продукції, що випускається з використанням іонізуючого випромінювання, радіаційний модифікування полімерів займає одне з перших місць. На основі цієї технології базуються такі радіаційно-хімічні процеси: зміну поліетиленовою і полівінілхлоридної ізоляції кабелів і проводів, виготовлення зміцнених і термоусаджуваних плівок, труб і фасонних виробів, отримання пінополіетилену і вулканізація поліоксанових каучуків. Іонізуюче випромінювання застосовують також у виробництві теплостійких поліетиленових труб і в шинній промисловості.

Як ми зазначили вище, фізичні властивості полімерів вельми чутливі до присутності аномальних ланок, оскільки останні зазвичай порушують упаковку полімерних ланцюгів, ніж метають їх кристалізації і формування найбільш щільних упаковок.

В результаті опромінення змінюються багато фізичні властивості полімерів: механічні, електричні та ін. Направлене корисна зміна властивостей полімерів в результаті опромінення лежить в основі технології радіаційного модифікування матеріалів. За обсягом продукції, що випускається з використанням іонізуючого випромінювання, радіаційне модифікування полімерів займає одне з перших місць. На основі цієї технології базуються такі радіаційно-хімічні процеси: зміну поліетиленовою і полівінілхлоридної ізоляції кабелів і проводів, виготовлення зміцнених і термоусаджуваних плівок, труб і фасонних виробів, отримання пінополіетилену і вулканізація поліоксанових каучуків. Іонізуюче випромінювання застосовують також у виробництві теплостійких поліетиленових труб і в шинній промисловості.
 Поперечні зв'язку роблять визначальний вплив на фізичні властивості полімерів, так як з їх освітою зростає молекулярний вагу і обмежується рух ланцюгів один щодо одного. Для зв'язування всіх полімерних молекул (макромолекул) даного зразка в одну гігантську молекулу потрібно всього дві поперечні зв'язку на кожну полімерну ланцюг. В результаті утворення вже невеликого числа поперечних зв'язків значно зменшується розчинність полімерів і з'являється тенденція до утворення гелю; такі полімери (зшиті), будучи нерозчинними, поглинають зазвичай розчинники, в яких розчинний полімер, який не містить поперечних зв'язків (незшитий), що призводить до набухання.

Схематичне зображення полімеру, між ланцюгами якого міститься невелика кількість поперечних хімічних зв'язків. Такі полімерні ланцюги характерні для еластомерів і термопластиків. Поперечні зв'язку роблять визначальний вплив на фізичні властивості полімерів, так як з їх освітою зростає молекулярна маса і обмежується рух ланцюгів відносно один одного. Для зв'язування всіх полімерних молекул (макромолекул) даного зразка в одну гігантську молекулу потрібно всього дві поперечні зв'язку на кожну полімерну ланцюг. В результаті утворення вже невеликого числа поперечних зв'язків значно зменшується розчинність полімерів і з'являється тенденція до утворення гелю; такі полімери (зшиті), будучи нерозчинними, поглинають зазвичай розчинники, в яких розчинний полімер, який не містить поперечних зв'язків (незшитий), що призводить до набухання.

Залежність температур скло - Т, К lg. | Залежність модуля пружності від часу на-навантаженого для зразків поліізобутилену з усередненими по в'язкості молекулярними масами. J-6 2 - 2 8 - Ю6. У ще більшій мірі на деякі фізичні властивості полімеру впливає будова основного ланцюга.

Досить повної теорії щодо впливу розгалужене на фізичні властивості полімерів з гнучкими макромолекулами ще немає. Якісно можна передбачити, що результатом зменшення радіуса інерції, розглянутого в розділі 9м, має бути сильний вплив розгалужене на в'язкість. Часткова компенсація впливу цього зменшення може відбуватися за рахунок невеликого збільшення I в зв'язку зі збільшенням щільності всередині частинки. Це пророцтво підтверджено дослідженнями Турмонда і Зімма102 на зразку полістиролу, що має невелике число точок розгалуження.

наявність поперечних зв'язків робить дуже великий вплив па фізичні властивості полімерів. Зокрема, сприяє зростанню міцності, твердості і зниження розчинності полімерів.

Природно, що спосіб формування повинен впливати на фізичні властивості полімерів.

Як уже зазначалося, орієнтація істотно впливає на фізичні властивості полімеру. Орієнтація підвищує міцність при розтягуванні і жорсткість. Звичайно, при підвищенні ступеня орієнтації анізотропія властивостей також посилюється. Орієнтовані волокна мають міцність в напрямку осі витяжки, але виявляються досить неміцними в перпендикулярному напрямку.

Наявність поперечних зв'язків робить дуже великий вплив па фізичні властивості полімерів. Зокрема, сприяє зростанню міцності, твердості і зниження розчинності полімерів.

У всіх попередніх розділах було показано, що фізичні властивості полімерів обумовлені хімічною будовою ланцюгів і їх взаємним розташуванням.

Як уже зазначалося, орієнтація істотно впливає на фізичні властивості полімеру. Орієнтація підвищує міцність при розтягуванні і жорсткість. Звичайно, при підвищенні ступеня орієнтації анізотропія властивостей також посилюється. Орієнтовані волокна мають міцність в напрямку осі витяжки, але виявляються досить неміцними в перпендикулярному напрямку.

Основне завдання фізики полімерів формулюється як встановлення зв'язків між фізичними властивостями полімерів і їх будовою. Загальновідома наукова і практична важливість вирішення цього завдання. До теперішнього часу накопичений великий експериментальний матеріал, який визначає багато закономірностей поведінки полімерів в різних силових полях в широкому інтервалі температур в залежності від їх хімічної будови, а також молекулярної і надмолекулярної організації.

Співвідношення в продуктах полімеризації різних напрямів приєднання істотно впливає на фізичні властивості полімеру. У синтетичному каучуку GR-S кількість структури тргшс-1 4 увелічіпается в міру зниження температури полімеризації. Цим, мабуть, пояснюються хороші властивості холодного каучуку або каучуку GR-S, полімеризація якого проводиться при.

Ступінь полімеризації мономера визначає величину молекули або молекулярний вагу і фізичні властивості полімеру.

При високому молекулярному вазі і малої полідисперсності за молекулярною вагою фізичні властивості полімеру в значній мірі визначаються формою макромолекул. Залежно від того, яку форму-ниткоподібну, розгалужену або просторову мають макромолекули, збільшуються або зменшуються температурні інтервали високоеластичного і вязкотекучего стану. При просторовому будову молекул полімеру стадія високоеластичного стану може зовсім відсутніми, такі полімери неплавки і нерозчинні.

У табл. 2 зібрані дані про вплив змін щільності на фізичні властивості полімеру при постійному індексі розплаву.

Ступінь полімеризації мономера визначає величину молекули або молекулярний вагу і фізичні властивості полімеру.

Літ Аскадскіі А А Матвєєв Ю І Хімічна будова і фізичні властивості полімерів М 1983 Баку та В Л Прітикін Л М Фізична хімія адгезії полімерів М +1984 Прітикнн Л М і ін Високомопекутярние з'єднання) 1985 т 27А № 1 з 2491663 75 Роу Лінсон Д Ш Уідом Б Мотекутярная теорія капілярності пров з ШГЛ М +1986 Саг1оп I.

З зазначеної особливістю пов'язані термічні, хімічні, а також деякі фізичні властивості полпконденсаціонних полімерів.

Вибір молярного співвідношення компонентів каталізатора залежить від вимог, що пред'являються до фізичних властивостей полімеру. При незрівнянно 1: 1 виходить поліетилен з працею піддається екструзії, а при відносинах нижче 1: 2 молекулярний вагу полімеру виявляється настільки низьким, що продукт - стає крихким.

Вибір молярного співвідношення компонентів каталізатора залежить від вимог, що пред'являються до фізичних властивостей полімеру. При незрівнянно 1: 1 виходить поліетилен з працею піддається екструзії, а при відносинах нижче 1: 2 молекулярний вагу полімеру виявляється настільки низьким, що продукт стає крихким.

Залежність динамічного модуля пружності при розтягуванні композицій ПВХ - дибутиловий ефір поліетіленглікольадіпіната (ПЕА (1 Г і ПВХ - ДОФ (2 2 виміряного при Тс (., 2 яТТс - 50 С (I, 2. | Залежність температури склування композицій ПВХ від змісту. Очевидно, що таке порівняння не дозволяє з'ясувати механізм впливу пластифікатора на фізичні властивості полімеру. Тому в ряді робіт[124, 125, 133]пропонувалося порівнювати властивості пластифікованих полімерів в умовах, в яких вони знаходяться в однакових фізичних станах.

у цій главі не розглядаються детально закономірності впливу різних елементів мікроструктури на фізичні властивості полімерів. Потрібно однак ще раз підкреслити той очевидний факт, що регулярність будови молекулярних ланцюгів робить вирішальний вплив на здатність еластомерів до високої орієнтації і кристалізації, від якої, зокрема, залежать багато їх властивості.

чи не головна причина інтересу до фізики макромолекул-той факт, що фізичні властивості полімерів в великій мірі обумовлюють таємниці живої природи. Надія просунутися в розумінні молекулярних основ біології надихає дослідників фізики полімерів; вивчення основ науки про полімери необхідно для роботи в біофізики або молекулярної біології.

Акустичні методи дозволяють швидко і точно вимірювати такі найважливіші параметри, що характеризують фізичні властивості полімерів, як динамічний модуль пружності і механічні втрати.

У конденсованому (блочному) стані міжмолекулярної взаємодії настільки велике, що за виміряним фізичними властивостями полімеру можна судити про структурні особливості складових його макромолекул, переплетених між собою в суцільну сітку. Оскільки молекули полімеру неможливо перевести в газоподібну фазу без їх деструкції, єдиний засіб видалення їх на достатні відстані один від одного - розчинення полімеру в низькомолекулярних розчинниках. Вивчення властивостей розчинів повинно давати (при екстраполяції результатів до нескінченного розведення) вимірювану величину, що відноситься до однієї макромолекулі. При цьому необхідно максимально точно враховувати вплив на вимірювану величину як самого розчинника, так і взаємодії полімерних молекул з оточуючими молекулами розчинника.