ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Неметаллические материалы, принадлежащие к высокомолекулярным органическим соединениям Особенности высокомолекулярных органических соединений из "Неметаллические материалы и их применение в авиастроении " Для изготовления изделий технического назначения наряду с металлами и их сплавами широкое применение находят неметаллические материалы, основой которых являются природные и искусственные высокомолекулярные органические веш,ества. К таким ве-ш,ествам принадлежат разнообразные искусственные смолы, используемые для изготовления пластических масс, эластичных пленок, лакокрасочных материалов, клеев, искусственных волокон. Обширную группу неметаллических материалов составляют натуральный и синтетический каучуки, на основе которых изготовляются резины. Ценными высокомотекулярными соединениями являются целлюлоза и ее производные, применяемые в производстве бумаги, фибры, волокон, лаков и некоторых видов пластических масс. К высокомолекулярным соединениям относятся также и древесные материалы. [c.7] Молекулярный вес указанных соединений колеблется в широких пределах и, как правило, превышает 5—10 тысяч, т. е. ту условную величину молекулярного веса, которая разграничивает между собой высокомолекулярные и низкомолекулярные соединения. Естественно, что свойства вещества, состоящего из столь гигантских молекул, должны во многом отличаться от свойств низкомолекулярных органических соединений. [c.7] Высокомолекулярные соединения в отличие от низкомолекулярных не являются химически индивидуальными продуктами, а представляют собой сложную смесь. Все компоненты, входящие в состав высокомолекулярного соединения, отличаются друг от друга преимущественно размером макромолекул. [c.7] Следовательно, химическую формулу подавляющего большинства макромолекул полиэтилена можно представить как многократное повторение формулы элементарного звена, т. е. в виде (—СНг—СНг—)п, где п может достигнуть 12 ООО и больше. [c.8] Для высокомолекулярных соединений характерно отсутствие газообразного состояния. Переход вещества в газообразное состояние связан с преодолением в нем сил межмолекулярного взаимодействия. [c.8] Для некоторого преодоления межмолекулярного сцепления в веществе с большим молекулярным весом требуется нагреть его до высокой температуры. Однако известно, что органические соединения не обладают достаточной стабильностью при повышенной температуре и попытки перевести высокомолекулярные соединения в газообразное состояние приводят к их разрушению. [c.9] Большинство высокомолекулярных соединений при нагревании не переходит в стадию низковязкой жидкости. Соединения с молекулярным весом 20 ООО—35 ООО, не содержащие полярных групп, еще сохраняют способность переходить при высоких температурах в вязко-текучее состояние. Соединения с молекулярным весом более 50 ООО имеют большую величину межмолекулярного сцепления, вследствие чего повышение температуры придает им только пластические свойства. Замещение водородных атомов этих соединений на полярные группы увеличивает межмолекулярное взаимодействие, что в свою очередь повышает температуру размягчения и уменьшает пластичность вещества. Среди высокомолекулярных органических соединений известно большое количество веществ, молекулярный вес которых, например, целлюлозы, столь велик, что повышение температуры вплоть до термического разрушения вещества не вызывает появления пластических свойств или хотя бы некоторого размягчения. [c.9] Высокомолекулярные соединения находятся чаще всего в аморфном состоянии. Это не исключает возможности появления в веществе участков упорядоченных структур — кристаллитов, образованных взаимной ориентацией отдельных звеньев нескольких макромолекул. Количество кристаллитов можно в некоторых случаях увеличить растяжением образцов. Ориентированные цепи кристаллитов располагаются в направлении действия приложенных сил. Это искусственное упорядочение структуры высокомолекулярных соединений путем деформирования (развертывание макроцепей аморфных полимеров, образование и ориентация кристаллитов в кристаллических полимерах) носит название ориентации. [c.9] Свойства высокомолекулярных соединений в значительной степени опреде 1яются формой макромолекул, которая определяет степень возможного сближения частиц друг с другом, а следовательно, характер и величину межмолекулярного взаимодействия. [c.9] По форме макромолекул высокомолекулярные соединения разделяют на I) линейные и слабо разветвленные 2) шаровидные и сильно разветвленные 3) сетчатые и пространственные. Наибольшее практическое значение имеют соединения, принадлежащие к первой и третьей группам. [c.9] Линейная форма макромолекул обеспечивает возможность максимального упорядочения структуры вещества, т. е. образования кристаллитов. [c.10] Появление в макромолекулах боковых групп (разветвлений) увеличивает расстояние между отдельными макромолекулами, способствуя разрыхлению структуры вещества, что облегчает его растворение, увеличивает термопластичность и снижает механическую прочность. [c.10] Вещества с линейной или слабо разветвленной структурой макромолекул используют для прядения нитей, для получения эластичных, пленок и резин, для изготовления некоторых пластмасс. Такой структурой обладают макромолекулы натурального и синтетических кау-чуков, целлюлоза, многие синтетические полимеры (полиэтилен, политетрафторэтилен, поливинилхлорид и др.). [c.10] Вещества, имеющие шаровидную или сильно разветвленную структуру макромолекул, характеризуются малой прочностью и хрупкостью. Они обладают хорошей растворимостью и низкой температурой размягчения. К таким веществам принадлежат фенольно-формальдегидные, амино-формальдегидные и прочие смолы, находящиеся на промежуточной стадии смолообразования. [c.10] Для соединений с пространственной структурой макромолекул характерна полная нерастворимость, отсутствие эластичности и пластичности при повышенной температуре, высокая твердость и хрупкость. Это объясняется высоким молекулярным весом вещества и специфической структурой макромолекул, напоминающей жесткую пространственную сетку с часто расположенными поперечными связями. Такой структурой обладают многие синтетические смолы (фенольно-формальдегидные, амино-формальдегидные, полиэфирные и др.) в конечной стадии смолообразования. [c.10] Вещества сетчатой структуры макромолекул занимают промежуточную ступень между веществами с линейной и пространственной структурами. Их свойства определяются более редким расположением поперечных валентных связей между отдельными звеньями цепей макромолекул 1П0 сравнению с веществами пространственной структуры. Такие соединения имеют высокую упругость, возрастающую с повышением температуры, меньшую твердость и некоторую набухаемость в растворителях. Ярким примером веществ сетчатой структуры являются продукты вулканизации каучуков — резина. [c.10] Вернуться к основной статье