Равновесному состоянию

Статья по теме: Равновесному состоянию

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Форма макромолекул в растворе. Под влиянием колебательно вращательных движений макромолекулы полимера принимают в растворах самые разнообразные формы. Разнообразие форм макромолекул, определяющееся гибкостью цепи полимера, зависит от его структуры, длины цепи, характера и количества заместителей в элементарных звеньях. Длинная цепь полимера более гибка, чем короткая одинакового строения. Предельными формами макромолекул в растворе являются вытянутая нить или нить, спутанная в рыхлый клубок. Из многочисленных возможных конформаций линейные макромолекулы стремятся занять такое положение, которое в наибольшей степени отвечает равновесному состоянию данной системы, т. е. состоянию, соответствующему минимуму потенциальной энергии. Изменению формы цепных молекул препятствуют внутримолекулярные силы взаимодействия между соседними атомами и группами атомов в самой макромолекуле. Поэтому макромолекулы с большим внутримолекулярным взаимодействием не отличаются разнообразием конформационного состава в растворе. Многообразие конформаций макромолекул в растворе определяется также величиной сил межмолекулярного взаимодействия. При разбавлении растворов силы межмолекулярного взаимодействия убывают, что приводит к повышению подвижности отдельных сегментов макромолекул. На форму макромолекул в растворе оказывают существенное влияние также характер растворителя и температура раствора. При отсутствии взаимодействия с растворителем и повышении температуры гибкость цепей увеличивается, поэтому возрастает вероятность различных конформаций макромолекул.[1, С.66]

Равновесному состоянию гибкой цепи соответствует ее свернутая форма (глава IV). Если при помаши внешние сил выпрямлять Рис. 62. Типичная кри-такяе цепи, тепловое движение звеньев цетг ззя зависимоегиогао-противодействует внешним силам. Однако это ситсльнои деформа-[3, С.163]

Таким образом, равновесному состоянию смеси полимеров отвечает разделение системы на две макрофазы, т. е. на два слоя, однако на границе раздела слоев имеется самопроизвольно возникшая смесь сегментов. Времена релаксации макромолекул, согласно Бартеневу и Лялиной [99], составляют многие годы и практически в смеси разделения на фазы не происходит, а времена релаксации сегментов малы (доли секунды или немногие секунды), поэтому сегментальное растворение на границе раздела осуществляется быстро, уже в процессе получения смеси, так что в дальнейшем структура ее оказывается стабильной. Заметим, что сегментальное растворение касается не только концевых сегментов, которых конечно в полимере мало, но и любых других сегментов как кинетических единиц, независимо перемещающихся в процессе теплового движения.[22, С.29]

Молекулярная теория. Равновесному состоянию гибкой макромолекулы, как уже было сказано, соответствует конформа-ция статистического клубка. При постоянной температуре способность к изменению конформации определяется величиной потенциального барьера а6. Если энергия внешнего воздействия превышает величину 11$, то под действием внешних сил макромолекула изменяет свою конформацию за счет поворота звеньев вокруг связен на угол ц>, переходя из равновесного состояния в неравновесное. Поскольку интервал изменения угла ц> зависит от структуры полимера и для гибких макромолекул с низкой энергией активации довольно велик, то при сравнительно небольших напряжениях деформация образца будет большой. После снятия нагрузки под действием теплового движения макромолекула, находящаяся в неравновесной кон-формации, возвращается в равновесную и принимает первоначальную форму статистического клубка, т. е, деформация является обратимой.[5, С.243]

В заключение отметим, что круг Мора отвечает равновесному состоянию в точке Р. Любое изменение напряженного состояния (например, вследствие возрастания внешней нагрузки), как отмечалось ранее, влияет на направление главной плоскости и величины главных напряжений и, следовательно, на положение круга на оси абсцисс и его радиуса.[2, С.226]

Для количественной оценки термодинамической гибкости рассматривают поведение изолированной макромолекулы в растворе. Термодинамическая гибкость соответствует равновесному состоянию системы и поэтому называется также равновесной гибкостью. Ее определяют в 0-растворителе при соответствующей температуре (0-температуре). т.е. в условиях, когда взаимодействия между макромолекулами полимера и полимера с растворителем скомпенсированы и растворитель не влияет на конформацию макромолекул. В результате цепные макромолекулы имеют «невозмущенные» размеры и образуется раствор полимера со свойствами идеального раствора, наиболее близко моделирующего газовое состояние. Равновесную гибкость определяют как отношение среднего квадратического расстояния между концами цепи, свернутой в статистический клубок, <А2>, к среднему квадратическому расстоянию, которое эта же макромолекула имела бы при абсолютно свободном вращении звеньев,

Статья по теме: Равновесному состоянию

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ