Статья по теме: Полимеров Совершенно

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Способность элемента к образованию полимеров совершенно отчетливо связана с его положением в периодической системе Д. И. Менделеева. Место, занимаемое элементом в периодической системе, связано со строп ни ем элемента, с его атомным весом и, следовательно, с числом электронов z протонов, входящих в состав данного элемента. Внешние электроны, как известно, определяют химические свойства элемента, его валентность, потенциал ионизации и, таким образом, способность вступать в различные соединения и разнообразные химические реакции.[10, С.324]

Ранее считалось, что гибкие цепные молекулы полимеров хаотически переплетаются между собой и образование регулярных кристаллических структур, свойственных обычным органическим веществам, для полимеров совершенно невозможно. При этом допускалось, что отдельные участки цепных молекул три кристаллизации располагаются параллельно друг другу, образуя кристаллические области, размер которых мал по сравнению с длиной молекулярных цепей, и поэтому молекулы участвуют в образоваиии многих кристаллов. Иллюстрацией такого представления являются схемы молекулярной структуры аморфного и кристаллизованного каучука, приведенные на рис. 17.[2, С.85]

Для проведения структурное анализа полимеров чаще всего используют образцы в виде волокон или пленок, которые при съемке дают текстуррентгенограммы. Применение текстуррентге-нограмм для расшифровки структуры полимеров совершенно необходимо, так как дебаеграммы полимеров содержат обычно небольшое число линий, и определение параметров элементарной ячейки, а тем более структуры кристаллита практически невыполнимо. Образцы полимеров подвергают различным видам механической и термической обработку для того, чтобы максимально облегчить образование кристаллических областей, но при этом стараются не разрушить текстуру. Обычно образцы волокон или пленок Q натянутом состоянии прогревают на воздухе или в какой-либо жидкости. Получаемые текстуррентгенограммы содержат, как правило» пе более 50—70 рефлексов. Естественно, что при таком небольшом количестве экспериментальных данных задача является °чепь сложной. Правда, определение структуры полимера облегчается тем, что чаще всего химическое Строение звена цепи уже[3, С.107]

Для проведения структурного анализа полимеров чаще всего используют образцы в виде волокон или пленок, которые при съемке дают текстуррентгеноераммы. Применение текстуррентге-нограмм для расшифровки структуры полимеров совершенно необходимо, так как дебаеграммы полимеров содержат обычно небольшое число линии, и определение параметров элементарной ячейки, а тем более структуры кристаллита практически невыполнимо. Образцы полимеров подвергают различным видам механической и термической обработку для того, чтобы максимально облегчить образование кристаллических областей, но при этом стараются не разрушить текстуру. Обычно образцы волокон или пленок и натянутом состоянии прогревают на воздухе или в какой-либо жидкости. Получаемые текстуррентгенограммы содержат, как правило, не более 50—70 рефлексов. Естественно, что при таком небольшом количестве экспериментальных данных задача является очень сложной. Правда, определение структуры полимера облегчается тем, что чаще всего химическое строение звена цепи уже[4, С.107]

Температура плавления гуттаперчи, например, может настолько понизиться, что полимер при комнатной температуре оказывается аморфным веществом, обладающим высокоэластическими свойствами, которые присущи некристаллическим полимерам при температурах выше температуры стеклования. Подобно этому, достигается и заметное понижение температуры плавления цис-l, 4-полибутадиена при изомеризации части звеньев из цис- в транс-конфигурацию [27]. Как будет показано в гл. 8, сополимерный характер таких полимеров неизбежно должен приводить к сильному запаздыванию кристаллизации. Это согласуется с экспериментальными наблюдениями [27]. Следует особо подчеркнуть, что принципы, определяющие характер кристаллизации или плавления статистических полимеров совершенно не зависят от природы нерегулярностей цепи или от того, каким способом эти нерегулярности введены в макромолекулы.[6, С.102]

Изучение химических реакций полимеров имеет в виду две важные, но различные цели: модификацию свойств известных и доступных природных или промышленных полимеров и стабилизацию свойств полимера, которые могут изменяться в нежелательную сторону в результате воздействия теплоты, света, воздуха и разных химических веществ, в контакте с которыми находится изделие из полимера. Так, например, защита от тепловых и окислительных воздействий позволяет резко удлинить сроки эксплуатации изделий из полимеров. Совершенно очевидно, что задачи модификации и стабилизации полимеров могут тесно переплетаться, так как в результате модификации могут быть получены более стабильные полимеры. Таким образом, модификацией можно назвать изменение свойств полимеров для получения нового качества или устранения нежелательного качества полимера. Модификация может быть физической и химической. Для улучшения свойств полимеров при физической модификации используется направленное изменение их физической структуры (см. ч. 2), а при химической модификации — химические реакции по функциональным группам или активным центрам ,в макромолекулах. Однако во всех случаях модификация приводит к изменению не только химических, но и физических и механических свойств полимеров. Именно тесная связь этих свойств, как мы уже знаем, определяет ценные качества полимеров в природе, технике и быту.[1, С.215]

На протяжении многих лет изучение упорядоченности расположения макромолекул сводилось, главным образом, к выяснению возможности получения полимера в кристаллическом или аморфном состояниях и к исследованию типа кристаллической решетки. Исследования в этой области в 30-х годах были тесно связаны с так называемой мнцеллярной теорией строения полимеров, согласно которой предполагается, что высокомолекулярные соединения построены из мииелл, представляющих собой пучки жестких макромолекул, В каждую мицеллу плотно укладывается по 40—50 макромолекул. Мицеллярная теория была не в состоянии объяснить свойства полимеров и совершенно неправильно интерпретировала процессы их растворения.[4, С.143]

По современным представлениям, линейный полимер является системой упругих, взаимодействующих между собой цепочек. Отдельная молекула представляет собой цепочку осцилляторов, совершающих вращательные колебания. Для простоты рассуждений мы в качестве модели молекулы принимаем цепочку линейных осцилляторов. Такая система механически может быть представлена цепочкой, составленной из шаров, последовательно связанных между собой пружинами. Ясно, что в случае модели регулярного полимера все шары и пружины идентичны и расположены на равных расстояниях. Учет межмолекулярного взаимодействия может быть произведен в этой модели путем введения в рассмотрение вязкой среды, окружающей цепочку. Такая модель вполне достаточна, по нашему мнению, для описания основных термомеханических свойств аморфных линейных полимеров. Совершенно очевидно, что эта идеализированная модель не может передать фазовых и структурных изменений полимеров, изучение которых выходит за рамки настоящей статьи.[5, С.279]

Совершенно очевидно, что большие обратимые деформации полимеров (т. е. способность проявлять высокоэластичность) не всегда являются достоинством для конструкционных материалов, а в определенных условиях чрезвычайно вредны, например, в тех случаях, когда полимерному материалу необходимо придать определенную форму. Заданная форма изделия наилучшим образом сохранится тогда, когда деформация расплава (или раствора) полимера истинно необратима, т. е. является деформацией вязкого течения. Поэтому практически все методы переработки полимеров в изделия (начиная от автопокрышек и кончая волокнами и пленками) основаны на переводе полимера в вязкотекучее состояние и придании ему формы именно в этом состоянии, когда вся деформация полимера или ее большая часть является необратимой.[7, С.126]

Совершенно очевидно, что большие обратимые деформации полимеров (т. е. способность проявлять высокоэластичнО'Сть) не всегда являются достоинством для конструкционных материалов, а в определенных условиях чрезвычайно вредны, например, в тех случаях, когда полимерному материалу необходимо придать определенную форму. Заданная форма изделия наилучшим образом сохранится тогда, когда деформация расплава (или раствора) полимера истинно необратима, т. е. является деформацией вязкого течения. Поэтому практически все методы переработки полимеров в изделия (начиная от автопокрышек и кончая волокнами и пленками) основаны на переводе полимера в вязкотекучее состояние и придании ему формы именно в этом состоянии, когда вся деформация полимера или ее большая часть является необратимой.[8, С.126]

Способность к образованию полимеров совершенно отчетливо связана с положением элемента в периодической системе Менделеева. Рассматривая влияние местоположения элемента в периодической системе на спсссбнссть его к образованию гомоцеп-ных полимеров, можно видеть, что все элементы периодической системы разбиваются на три группы. Первая группа включает низкомолекулярные газообразные и жидкие металлоиды, а также благородные газы; вторая — содержит элементы, образующие гомоцепные полимеры; к третьей группе относятся металлы. Если взглянуть на периодическую систему элементов (особенно наглядно показанную в интерпретации Бора, см. рис. 1), то можно легко заметить, что первая группа охватывает элементы, находящиеся в правой части таблицы Менделеева; полимеры занимают среднее промежуточное положение в верхней правой части; металлы помещаются в нижней левой части таблицы. На рис. 1 наглядно показано, что элементы, способные к образованию полимеров, расположены между металлами и элементами, не образующими полимеров. К числу способных к полимеризации элементов относятся бор, углерод, кремний, германий, фосфор, сера, мышьяк, сурьма, селен, висмут и теллур. Рассматривая данные элементы с точки зрения величины энергии связей, можно видеть, что способностью к образованию полимеров обладают те из них, у которых энергия связи между атомами превышает 37ккал/моль. При более низких значениях энергии связи образования гомоцепных полимеров не наблюдается, как это видно на примере азота и кислорода.[9, С.402]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь