На главную

Статья по теме: Конфигурации макромолекулы

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Для оценки конфигурации макромолекулы метод ИК спектроскопии ячеет ограниченное применение, поскольку в большинстве случаев структура точек разветвления мало отличается от структуры групп н основной цепи-Однако необходимо отметить, что в полиэтилене количественно определяют степень разветнленносгн по полосе 1378 см~' с помощью компенсационного метода, заключающегося в сравнении разветвленного и линейного полиэтилена.[2, С.75]

Переход от линейной конфигурации макромолекулы к разветвленной или пространственно-сетчатой изменяет е' и е" по-разному в зависимости от физического состояния полимера. В высокоэластнческом состоянии е' и е," уменьшаются с ростом степени разветвления или сшивания. При этом максимум потерь сдвигается в сторону более высоких температур и уменьшается. В стеклообразном состоянии точки разветвления и сшивки снижают плотность упаковки н уменьшают межмолекулярное взаимодействие, тем самым способствуют повышению доли макромолекул, способных релаксировать, приводя к росту е' и р"[2, С.376]

Вместе с тем для описания конфигурации макромолекулы введены понятия конфигурационное основное звено и конфигурационное повторяющееся звено.[1, С.79]

Таким образом, конформации и размеры реальных макромолекул определяются комбинацией сил ближнего и дальнего порядков, интенсивностью внутреннего теплового движении, зависят от химического строения, молекулярной массы, конфигурации макромолекулы. Вполне естественно предположить, что в конденсированном состоянии, когда сильно возрастает роль дальнодействия ввиду высокой кооперативное™ системы, кон-формации макромолекул будут отличны от конформации изолированной макромолекулы[2, С.48]

Чтобы возникла возможность механического релаксационного процесса, разность энергий между двумя положениями должна быть изменена действием приложенного напряжения. В результате происходит изменение степени заполнения энергетических состояний 1 и 2, причем предполагается, что это непосредственно связано с деформацией. Нетрудно представить себе, как это должно произойти на молекулярном уровне, если, например, развертывание цепи обусловлено внутренними вращениями. Конфигурации макромолекулы могут локально измениться от согнутых гош- к вытянутым транс-конфигурациям (см. раздел 1.2.1).[4, С.135]

Полимерная молекула представляет собой цепную структуру, состоящую из большого числа групп атомов (повторяющихся звеньев), соединенных между собой химическими связями. Пространст-.венное расположение элементов цепной молекулы (стереохимиче-ское расположение атомов), которое не нарушается в результате внутреннего вращения вокруг связей, называется конфигурацией. Под конфигурацией цепи следует понимать, например, присоединение типа «голова — хвост», «голова — голова», связи типа 1,2-, 3,4- или 1,4-tyuc-, 1,4-тлранс- и т. п. Изменение конфигурации макромолекулы (чередование звеньев различной природы, ориентация боковых групп и т. д.) возможно только при разрыве химических связей. В то же время в результате внутреннего теплового движения и взаимодействия соседних атомов цепная макромолекула и ее элементы могут занимать в пространстве большое число разнообразных положений без изменения длин Связей и величин-валентных углов. Такое переменное пространственное распределение участков (атомов) цепной макромолекулы называется конфор-мацией х. При этом разнообразие пространственных конформаций находит свое отражение в реально измеряемых величинах, таких, как средние размеры макромолекул в растворе или аморфном состоянии, радиусы инерции, оптическая анизотропия, дипольные моменты, которые, в свою очередь, определяют многие свойства растворов и расплавов полимеров.[5, С.12]

У полимеров в результате внутреннего вращения, как и у низкомо-лекулярных соединений, происходят конформационные превращения. При этом у полимеров могут изменяться конформации звеньев и конформации цепей (макромолекулярные конформации), т.е. конформационные превращения наблюдаются на разных уровнях. У полимеров также выделяют ближний и дальний конформационные порядки в пространственном расположении звеньев по цепи. Рассматривая ближний порядок, можно обнаружить одинаково расположенные в пространстве звенья. Расстояние между такими звеньями называют периодом идентичности. В отличие от конфигурации макромолекулы, конформация является переменной характеристикой; изменение набора конформации может привести к измене-[3, С.120]

Особого внимания заслуживает наличие ограниченного сверху и снизу темп-рного интервала устойчивости полисеры; при низких темп-pax равновесие сдвинуто в сторону образования восьмичлонной цикдич. формы S8, а при высоких — в сторону двухвалентного аналога кислорода S2. Эта особенность полисеры и в меньшей степени полиселена (константа деполимеризации к-рого при комнатной темп-ре пренебрежимо мала) — убедительное доказательство того, что полимеризация представляет собой типичный фазовый переход, специфика к-рого определяется характером возникающей структуры (конфигурации) макромолекулы. Естественно поэтому, что наиболее выраженный фазоьый характер полимеризация имеет, если макромолекула линейна и состоит из ковалентно связанных атомов без обрамляющих групп.[7, С.184]

Особого внимания заслуживает наличие ограниченного сверху и снизу темп-рного интервала устойчивости полисеры; при низких темп-pax равновесие сдвинуто в сторону образования-восьмичленной циклич. формы S8, а при высоких — в сторону двухвалентного аналога кислорода S2. Эта особенность полисеры и в меньшей степени полиселена (константа деполимеризации к-рого при комнатной темп-ре пренебрежимо мала) — убедительное доказательство того, что полимеризация представляет собой типичный фазовый переход, специфика к-рого определяется характером возникающей структуры (конфигурации) макромолекулы. Естественно поэтому, что наиболее выраженный фазовый характер полимеризация имеет, если макромолекула линейна и состоит из ковалентно связанных атомов без обрамляющих групп.[8, С.182]

где [<]] — характеристич. вязкость, м3/кг (дл!г)\ S — константа седиментации, сек/кг (ед. Сведберга); D — коэфф. диффузии, м^/сек (ед. Фика); Кг,, Ks, Ко, а и Ъ — эмпирич. константы, зависящие от конформа-ции и конфигурации макромолекулы в р-ре и характера взаимодействия полимера с растворителем; эти константы определяют, подставляя значения [r\], S, D и М. м. (измеренное независимым методом) для узких фракций полимера в соответствующие ур-ния. Ур-ния (10) — (12) с определенными значениями констант применимы[7, С.142]

где \t\] — характеристич. вязкость, м3/кг (дл/г); S — константа седиментации, сек/ кг (ед. Сведберга); D — коэфф. диффузии, м?/сек (ед. Фика); К-^, Ks, KD, а и Ь — эмпирич. константы, зависящие от конформа-ции и конфигурации макромолекулы в р-ре и характера взаимодействия полимера с растворителем; эти константы определяют, подставляя значения [г|], 5, D и М. м. (измеренное независимым методом) для узких фракций полимера в соответствующие ур-ния. Ур-ния (10) — (12) с определенными значениями констант применимы[8, С.140]

вращения Ф. Если атомы водорода в макромолекуле полиэтилена заменить более громоздкими боковыми группами, то по мере возрастания размера последних описанные выше стерические препятствия внутреннему вращению также будут возрастать, в результате чего единственной стабильной структурой будет пгракс-конформация. Однако нельзя ограничиться простым утверждением, что стерические препятствия определяются ван-дер-ваальсовым радиусом боковых групп. Если принять во внимание, что взаимодействие между ато-'мами или атомными группировками — это главным образом [отталкивание, то, как и в рассмотренном ранее определении конфигурации макромолекулы в терминах триад, становится очевидным, что недостаточно учитывать взаимодействие лишь между двумя соседними[6, С.158]

Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геллер Б.Э. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, 1996, 432 с.
2. Тугов И.И. Химия и физика полимеров, 1989, 433 с.
3. Азаров В.И. Химия древесины и синтетических полимеров, 1999, 629 с.
4. Уорд И.N. Механические свойства твёрдых полимеров, 1975, 360 с.
5. Рафиков С.Р. Введение в физико - химию растворов полимеров, 1978, 328 с.
6. Тюдзе Р.N. Физическая химия полимеров, 1977, 296 с.
7. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 516 с.
8. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 2, 1974, 514 с.

На главную