Будова і властивості полімерів

При виробництві полімерів з молекул вихідної речовини утворюються макромолекули, що можуть мати ниткоподібну (лінійну) і сітчасту форму. Наприклад, поліетилен добувають безпосередньо з етилену. Він складається з кількох тисяч окремих молекул етилену, а його макроструктура зберігає лінійну будову.

Лінійні макромолекули — це ланцюги, ланки яких можуть мати однаковий або різний хімічний склад, причому атоми, що утворюють основний ланцюг макромолекули, з'єднані між собою хімічними зв'язками. Окремі ланцюги макромолекул зв'язані між собою фізично. Найбільше застосування знайшли полімери з вмістом молекул від 10 до 300—400 тис.

У сітчастих полімерах атоми, що утворюють ланцюги макромолекул, з'єднані між собою хімічними зв'язками у поздовжньому і поперечному напрямках. Тому поняття макромолекула для сітчастих полімерів втрачає свій смисл, оскільки міцність зв'язку вздовж ланцюга дорівнює міцності зв'язку між ланцюгами, тобто кожний з ланцюгів втрачає свою самостійність.

Властивості сітчастих полімерів істотно відрізняються від властивостей лінійних полімерів. Полімери лінійної структури можна перевести в розчин або в рідкоте- кучий стан. Густосітчасті полімери практично нерозчинні, здатність їх деформуватись дуже мала.

Добути полімери суворо лінійної структури або ідеальної сітчастої будови на практиці дуже важко. Тільки зовнішні якості полімеру, тобто його величина оборотних деформацій, ступінь набухання, твердість, крихкість, вказують на більшу чи меншу частоту розташування поперечних зв'язків у сітчастому полімері.

Залежно від елементів, що входять до складу макромолекули, полімери поділяють на органічні, елементоорганічні та неорганічні. В органічних полімерах макромолекули включають атоми вуглецю, водню, кисню, азо ту, фосфору, сірки, а іноді й галоїди в різних сполученнях.

В елементоорганічних полімерах, крім вуглецю і водню, містяться кремній, титан, алюміній, бор, олово та ін. У неорганічних полімерах атомів вуглецю і водню не буває.

Елементоорганічні і неорганічні полімери мають високу термостійкість, тому синтезу цих полімерів приділяють велику, увагу.

t84

У табл. 84 наведено дані про деякі найбільш поширені в промисловості синтетичні полімери і співполімери (суміші полімерів) та хімічну структуру основної ланки даного полімеру, а також показані полімери сітчастої (просторової) структури. Якщо необхідно, то будь-який з лінійних полімерів можна шляхом хімічних перетворень перевести в сітчастий полімер з різною частотою розташування поперечних зв'язків.

t84.2

Механічні властивості полімерів різноманітні, в деяких випадках вони поєднують в собі властивості твердого і рідкого тіл.

Полімери мають високу міцність і здатність до високих оборотних деформацій. У полімерах при діях ззовні виникає два види деформацій: пружна оборотна і висо- коеластична оборотна. Перехід полімеру від пружних до крихких деформацій називається морозостійкістю, або температурною крихкістю. Перехід полімерів від пружних до переважно еластичних деформацій називається температурним інтервалом склування і позначається Т с.

Саме температурою склування і визначається теплостійкість полімеру, особливо лінійного.

Температурний інтервал переходу полімеру від переважно еластичних до переважно пластичних деформацій називається інтервалом текучості і позначається Ттек.

Лінійні полімери аморфної структури у будь-яких співвідношеннях добре змішуються з розчинником. Якщо лінійний полімер має високий ступінь кристалічності, то взаємне розчинення здійснюється при температурі, близькій до температури плавлення кристалів. При температурах, вищих за температуру плавлення, процес розчинності полімерів відбувається згідно із законом змішування рідин.

Полімери з рідкосітчастою структурою здатні лише до обмеженого набухання, а полімери просторової структури взагалі не набухають.

Всі полімери характеризуються високими теплоізоляційними і діелектричними властивостями, а також ра- діопрозорістю. Щільність полімерів звичайно коливається в інтервалі від 0,9 до 1,2 г! смг. Полімери, до складу яких входить фтор, мають щільність від 1,8 до 2,1 г/см\ їх об'ємний коефіцієнт термічного розширення становить від 0,0006 до 0,0001.

Зміна об'єму полімерів зумовлює різку зміну їх фізичних і механічних властивостей, що слід вважати суттєвим недоліком полімерів. Оскільки в рідкосітчастих та в полімерах з просторовою структурою цей недолік виражений слабо, їх найчастіше використовують в народному господарстві.

26.12.2015
1533

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!