ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Строение и свойства полимеров из "Материаловедение и технология конструкционных материалов " Большинство важнейших неметаллических материалов имеют своей основой полимеры. Полимерами (высокомолекулярными соединениями) называются вещества, молекулы (макромолекулы) которых состоят из очень большого количества повторяющихся одинаковых элементарных звеньев, соединенных между собой химическими связями. Исходные низкомолекулярные вещества, из которых получают полимеры, называются мономерами. Число мономерных звеньев в макромолекуле называется степенью полимеризации. Степень полимеризации колеблется в очень широких пределах, соответственно в широком диапазоне изменяется молекулярная масса. Условно полимерами считают вещества с молекулярной массой от 5000 до 1000000, соединения с молекулярной массой от 500 до 5000 называют олигомерами, вещества с меньшей молекулярной массой относят к низкомолекулярным соединениям. В зависимости от степени полимеризации (и молекулярной массы) изменяются свойства вещества. Например, из Этилена СН2=СН2 получают полиэтилен (- Hj- Hj-) . Сам этилен представляет собой бесцветный газ. Если в молекуле содержится пять мономерных звеньев, то образующееся вещество является жидкостью. При степени полимеризации п=5000-6000 образуется жесткий, твердый полиэтилен. [c.230] По происхождению все полимеры делят на синтетические и природные. Синтетические полимеры получают в процессе химического синтеза из соответствующих мономеров. В производстве материалов они занимают ведущее место. Природные полимеры являются основой всех растений и животных. Имеются также природные полимеры неорганического происхождения. К природным полимерам относятся, например, целлюлоза, натуральный каучук, асбест, слюда, графит и др. [c.231] По способу получения синтетические полимеры делят на полимеризационные и поликонденсационные. Полимеризация заключается в соединении одинаковых или разнородных мономеров с образованием длинных законченных молекул полимера. Полимеризация является непрерывным цепным процессом, т.е. синтез осуществляется путем последовательного присоединения молекул мономера к подвижному центру. Процесс полимеризации происходит без выделения какого-либо побочного продукта, поэтому химический состав звеньев полимера совпадает с составом исходного мономера. Если в реакции полимеризации принимает участие один вид мономера, то процесс называют гомополимеризацией, при двух и более различных видах мономеров — со-полимеризацией. [c.231] По химическому составу полимеры делят на органические, элементоорганические и неорганические. Органические полимеры в составе молекулярной цепи имеют в основном атомы углерода, водорода, фосфора, серы, хлора и фтора. Если основная молекулярная цепь состоит только из атомов углерода, полимеры называют корбо-цепными, в противном случае — гетероцепными. Элементоорганические полимеры содержат в составе основной молекулярной цепи атомы кремния, титана, алюминия в сочетании с органическими радикалами. В природе таких соединений не существует. К неорганическим полимерам относятся стекла, керамика, слюда, асбест, графит. Их основу чаще всего составляют оксиды алюминия, кремния, магния, кальция и др. [c.232] По форме макромолекул полимеры делятся на линейные, разветвленные, лестничные и пространственные. Линейные макромолекулы (рис. 8.1, а) представляют собой длинные зигзагообразные или закрученные в спираль цепочки с высокой прочностью химических связей вдоль цепи и слабыми межмолекулярными связями. Разветвленные макромолекулы (рис 8.1, б) характеризуются наличием боковых ответвлений от основной молекулярной цепи. Лестничный полимер имеет макромолекулу, состоящую из двух молекулярных цепей, соединенных химическими связями (рис. 8.1, в). Пространственные (сетчатые) полимеры (рис. 8.1, г) образуются при соединении молекулярных цепей между собой в поперечном направлении. В результате образуется пространственная сетчатая структура с различной частотой сетки. Частным случаем сетчатых являются паркетные (пластинчатые) полимеры (рис. 8.1,г). [c.232] По поведению при нагреве все полимеры делятся на термопластичные и термореактивные. Термопластичные полимеры при нагреве размягчаются, а при охлаждении затвердевают. При повторном нагревании и охлаждении вновь происходит размягчение и затвердевание. Поэтому термопластичные полимеры можно перерабатывать в изделия неоднократно. Термопластичные полимеры имеют макромолекулы линейной или разветвленной структуры (рис. 8.1, а, б). Термореактивные полимеры первоначально имеют линейную структуру и при нагревании размягчаются. При высокой температуре происходит соединение макромолекул в сетчатую пространственную структуру (рис. 8.1, г). За счет этого полимер затвердевает и при повторном нагревании остается твердым. Поэтому термореактивные полимеры не могут быть подвержены повторной переработке. [c.233] Полимер может находиться в одном из физических состояний в зависимости от температуры. По мере повышения температуры линейные и разветвленные полимеры переходят из стеклообразного в высокоэластичное и далее вязкотекучее состояние. Температура перехода из стеклообразного в вязкоэластичное состояние называется температурой стеклования, а температура перехода из высокоэластичного в вязкотекучее состояние—гаежиера-турой текучести. Эти граничные температуры являются очень важными характеристиками полимеров. [c.234] Вернуться к основной статье