Головна |
Хімічна структура полімеру в повному обсязі відбиває його специфічні властивості. Значною мірою вони визначаються надмолекулярной структурою (НМС) - способом упаковки макромолекул в просторово виділених елементах.
За фазового стану полімери поділяють на аморфні та кристалічні.
Аморфні полімери однофазні та побудовані з ланцюгових молекул, зібраних в пачки. Пачка складається з багатьох рядів макромолекул, розташованих послідовно один за одним. Пачки здатні переміщатися щодо сусідніх елементів, так як вони є структурними елементами. Деякі аморфні полімери можуть бути також побудовані з згорнутих в клубки ланцюгів, так званих глобул. Така структура дає невисокі механічні властивості, що пояснюється крихким разрушеніем по межах глобул, але при підвищенні температури глобули розгортаються в стрічки, що сприяють підвищенню їх механічних властивостей. Структури в цих полімерах термодинамічно нестабільні і характеризуються відносно невеликим часом життя.
Кристалічні полімери утворюються в тому випадку, якщо їх макромолекули достатньо гнучкі і мають регулярну структуру. Тоді при відповідних умовах можливі фазовий перехід всередині пачки і освіту просторових решіток кристалів. Гнучкі пачки складаються в стрічки шляхом багаторазового повороту пачок на 180 °. Потім стрічки, з'єднуючись один з одним своїми плоскими сторонами, утворюють пластини (рис. 3.2, а). Ці пластини нашаровуються, в результаті чого виходять правильні кристали.
Якщо освіта правильних об'ємних кристалів з більш дрібних структурних елементів утруднено, то виникають сфероліти (рис. 3.2, б), що складаються з променів, утворених чергуванням кристалічних і аморфних дільниць. Специфічною особливістю полімерів є їх здатність орієнтуватися при розтягуванні, в результаті чого виходять фібрилярні структури, що складаються з микрофибрилл (рис. 3.2, в).
Мал. 3.2. Схеми будови кристалічних утворень в полімерах:
а - пластинчастий монокристал; б - сфероліт; в - фібрила.
Кристалічні структури є дискретними, організованими, термодинамічно стабільними. У відсутності зовнішніх силових полів час їх життя прямує до нескінченності (поліетилен, поліпропілен, поліаміди та ін.). Кристалічність повідомляє полімеру більшу жорсткість і твердість, а також теплостойкость. Крісталлізація відбувається в певному інтервалі температур. У звичайних умовах повної кристалізації не відбувається і структура виходить двухфазной. Після крісталлізаціі завжди зберігаються області з невпорядкованою, аморфною структурою. Тому такі полімери називають аморфно-кристалічними (рис. 3.3). Ступінь кристалічності визначається співвідношенням кількості кристалічної фази до загальної кількості аморфної і кристалічної фаз. Наявність в полімері кристалічних і аморфних областей є причиною їх основних специфічних властивостей: поряд з великою міцністю, якої характеризуються все кристалічні тіла, полімери мають здатність до порівняно великих оборотних деформацій, завдяки існуванню в їх структурі аморфних дільниць.
Рис.3.3. Схематичне зображення аморфного (а)
і аморфно-кристалічного (б), полімерів
За формою макромолекул | Фізичні стану полімерів
Швидкорізальна інструментальна сталь PI8 | ПЕРЕЛІК КОНТРОЛЬНИХ ПИТАНЬ | Алюміній і його сплави | Латуні (ГОСТ 15527-2004) | Оловяністие бронзи (ГОСТ 5017-2006 і ГОСТ 613-79) | Свинцеві бронзи (ГОСТ 493-79) | Титан і його сплави (ГОСТ 9852-72, ГОСТ 10994-64) | ПЕРЕЛІК КОНТРОЛЬНИХ ПИТАНЬ | Теоретична частина | По складу макромолекул |