Кристаллическое и аморфное строение полимеров

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ И АМОРФНОЕ СТРОЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ [c.813]

Старение полимерных материалов. Физико-химические свойства полимеров (предел прочности при растяжении, сопротивление пластической деформации, температура размягчения, эластичность и др.) определяются их химическим составом и структурой. Структура полимеров характеризуется областями кристаллического и аморфного строения, формой и степень подвижности цепей, величиной и характером сил, действующих между цепями, степенью сшивания цепей (образования поперечных связей). Поперечные связи ограничивают движение цепей относительно друг друга и оказывают большое влияние на физические свойства полимеров. С ростом числа поперечных связей уменьшается растворимость полимеров, ухудшаются механические свойства, характерные для линейных полимеров эластичность, вязкость и др. Свойства сшитых полимеров аналогичны свойствам полимеров с трехмерной структурой. [c.17]

Данные по теплоемкостям и теплотам фазовых переходов при средних температурах, например от —20 до 300° С, нередко могут быть использованы для изучения свойств и строения полимеров. Пользуясь результатами измерения теплоемкостей полимеров, можно сделать выводы о существовании кристаллической и аморфной фаз этих веществ при различных температурах и в некоторых случаях вычислить степень кристалличности полимера, наблюдать и изучать процессы стеклования и кристаллизации, использовать калориметрические методы для определения теплот и энтропий плавления полимеров [17]. [c.246]

На свойства полимеров оказывает влияние и характер связи между элементарными звеньями макромолекул и их форма. Чем более вытянута и менее разветвлена макромолекула полимера, тем выше вязкость, меньше растворимость полимера и больше его прочность. Свойства полимеров зависят и от строения, так как полимеры могут находиться в аморфном или кристаллическом состоянии или содержать аморфные и кристаллические фазы. Полимерам кристаллического строения свойственны более высокая температура плавления, механические и химические свойства. [c.43]

По фазовому состоянию полимеры подразделяются на аморфные и кристаллические. В аморфных полимерах макромолекулы образуют структуры в виде пачек либо глобул, которые построены из свернутых в клубки цепей. К ним относятся эпоксидные смолы ЭД1-0, ЭД-14, полиамиды, полистирол и т. д. Аморфная структура термически нестабильна и обладает малой живучестью. Кристаллическую структуру могут образовывать полимеры со строго регулярным строением линейных цепей. Кристаллическим полимерам присущи более высокие температуры плавления, повышенные механические и химические свойства. [c.147]

На механические свойства полимерных покрытий оказывают влияние не только химическое строение полимера, но и структура его макромолекул, так как свойства полимера заметно изменяются с переходом его из аморфного в кристаллическое состояние. С увеличением степени кристалличности возрастает плотность, твердость, жесткость и прочность пленки, но снижается ее упругость и эластичность. [c.109]

На рис. 16 схематически показано строение кристаллических полимеров. Структура их состоит из упорядоченно расположенных участков молекулярных цепей — кристаллитов и аморфных областей, заполняющих пространства, образующиеся между кристаллитами ввиду их различной ориентации. Длительная прочность элементарных частиц кристаллических полимеров должна быть прямой функцией их ориентации относительно направления усилия. Если взять, например, растяжение, то максимальную длительную прочность будут иметь те частицы, ориентация которых совпадает с направлением усилия. Те же частицы, которые расположены перпендикулярно к направлению усилия, будут иметь длительную прочность, близкую к нулю или даже равную нулю. При сжатии будет наблюдаться противоположная картина. Ориентация частиц при обычных условиях изготовления полимеров не регулируется, являясь случайным процессом. Вероятность всех ориентаций одинакова, одинакова вероятность и всех длительных прочностей от нуля до максимума. Но если вероят- [c.56]

Свойства полимеров зависят и от строения, так как полимеры могут находиться в аморфном или кристаллическом состоянии, или содержать аморфные и кристаллические фазы. Соотношение [c.228]

Аморфное и кристаллическое строение полимеров [c.59]

На свойства полимеров весьма сильно влияет расположение отдельных звеньев. Если звенья вытянуты в неразветвленную линейную цепочку, то мы имеем линейное (нитевидное) расположение макромолекулы, причем в самой макромолекуле могут быть участки как с аморфным, так и с кристаллическим строением. Полимеры данной группы (НК, синтетическое и натуральное волокно, поливинилхлорид, полиэтилен, синтетические каучуки) обладают эластичностью, растворимостью и высокими механическими свойствами. [c.36]

Каждая молекула полимера является длинной цепью, состоящей из отдельных звеньев, однотипных по химическому составу и строению (гомополимер) или разнотипных (сополимер). В зависимости от степени упорядочения и плотности взаимного расположения цепей и звеньев полимер может находиться в частично кристаллическом и в полностью аморфном состояниях. Кристаллические полимеры имеют участки молекул разрыхленной упаковки, которые составляют его аморфную фазу. [c.598]

Наиболее химически стойкими полимерами являются полимеры, не содержащие функциональные группы, так как покрытия на их основе стойки к гидролизу, окислению и другим процессам. Независимо от характера среды наиболее стойкие покрытия получают из кристаллических полимеров и аморфных полимеров, способных образовывать покрытия пространственно-сшитого строения. [c.263]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

Полиэтилен — полимер аморфно-кристаллического строения, состоящий из цепных и разветвленных макромолекул. Выпускается в виде гранул или тонкодисперсных порошков (неокрашенных или окрашенных в разные цвета), а также в виде пленок (тонкие пленки прозрачны), листов, блоков, труб, фасонных деталей и т. п. Различают полиэтилены высокого (ПВД), среднего (ПСД) и низкого (ПНД) давления. ПНД, обладающий более высокой плотностью, называют полиэтиленом высокой плотности (ПВП), а ПВД, имеющий меньшую плотность, — полиэтиленом низкой плотности (ПНП). [c.88]

Полимеры Б зависимости от их строения и внешних условий могут находиться в двух фазовых состояниях аморфном и кристаллическом. Аморфные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в стеклообразном, высокоэластичном или вязкотекучем состоянии. При уменьшении температуры полимер проходит все три состояния в обратном порядке. [c.140]

Когда молекулы расположены в неопределенном порядке, структура вещества называется аморфной. Если молекулы располагаются с соблюдением определенной закономерности при сохранении между ними одинаковых расстояний, структура вещества носит название кристаллической. Кристаллическая структура вещества проявляется в таких его оптических свойствах, как двойное лучепреломление, образование интерференционных полос при просвечивании и в его механических свойствах. Полиэтилен может служить примером кристаллического полимера. На отдельных участках линейные молекулы полиэтилена входят в тесное соприкосновение и расстояние между ними становится соизмеримым с расстоянием между атомными комплексами внутри молекулы. Эти участки плотной упаковки молекул называются кристаллитами. Кристаллиты полиэтилена и вообще кристаллического полимера расположены относительно друг друга под различными углами, между ними образуются пустоты и пространства, заполненные аморфными частями молекул. Поэтому, строго говоря, абсолютно кристаллического строения нет и у кристаллических полимеров. [c.12]

Известно, что полимеры в зависимости от их строения и внешних условий могут находиться в двух фазовых состояниях аморфном и кристаллическом. Аморфное состояние, в свою очередь, подразделяется на три физических состояния стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее [3]. [c.122]

Полимеры, обладающие упругими свойствами, можно разделить на две группы. К первой группе относят материалы, сильно сопротивляющиеся изменению их формы и обратимо деформирующиеся только на незначительную величину. Эти материалы могут иметь как аморфное, так и кристаллическое строение, их деформации подчиняются закону Гука. Ко второй группе относятся полимеры, легко изменяющие свою форму и способные обратимо деформироваться на сотни процентов (каучук и резина), их эластические деформации формально закону Гука не подчиняются. [c.12]

Линейные полимеры могут иметь аморфное или кристаллическое строение. В первом случае молекулы расположены беспорядочно, и полимер может быть жестким или эластичным. [c.138]

Такие полимеры сочетают в себе в известной мере свойства обоих полимеров, отдельно взятых. Особый интерес представляют также полимеры с упорядоченной кристаллической структурой, что отличает их от ранее известных смол с чисто аморфной структурой. Не так давно одним из основных признаков смол считалась их аморфная структура. Сейчас такое определение уже устарело. В качестве примера аморфной и кристаллической структуры полимеров рассмотрим разновидности полистирола. Обычный полистирол имеет такое строение [c.152]

Свойства сварного соединения деталей из полимеров зависят не только от режима сварки, химического состава, строения и размера макромолекул основного материала, но в значительной мере и от их взаимного расположения и упаковки макромолекул, имеющих упорядоченный характер, в которых установлено наличие разнообразных структурных элементов. Эти структуры называются надмолекулярными. По степени упорядоченности расположения макромолекул различают два основных типа структур основного материала полимера — аморфные и кристаллические. [c.82]

Полимеры в зависимости от строения и внешних условий могут находиться в двух фазовых состояниях аморфном и кристаллическом. Аморфное состояние подразделяют на стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее. Кристаллическое состояние полимеров характеризуется даль ним порядком в расположении структурных элементов. Переход от жидкого состояния к кристаллическому происходит скачкообразно и сопровождается уменьшением удельного объема, теплоемкости, возрастанием модуля упругости и т. д. [c.14]

Большинство полимеров бесцветные, однако полимеры с ярко выраженной системой сопряжения в цепи имеют гехшый цвет. Полимеры хюгут иметь кристаллическое или аморфное строение, быть терхюпластичны-ми и термореактивныхш. Сшитая структура получается при введении сшивающих агентов. [c.407]

Аморфные вещества — это вещества в твердом состоянии, строение которых обусловливает изотропию физических свойств и отсутствие точки плавления (переход из твердого состояния в жидкое происходит постепенно). В природе аморфное строение вещества менее распространено, чем кристаллическое. Аморфное строение характерно, например, для опала, обсидиана, янтаря, смолы, битума и полимеров. Кристаллическое строение вещества может быть переведено в аморфное строение различными видами физического и химического воздействий. Из раствора криста1ыического вещества можно получить высушенный гель, из расплава — стекло, из пара — аморфный осадок и т.п. Так, с аморфным строением искусственно получен ряд металлов (металлическое стекло), а также полупроводники (аморфные полупроводники). [c.12]

Структуры полимеров в зависимости от плотности и взаимного расположения линейных участков молекул разделяются на аморфные и кристаллические, точнее частично-кристаллические. Аморфному строению соответствует хаотическое взаимоположение молекул и возможность подвижности, хотя и ограниченной, звеньев. [c.61]

Свойства полимеров определяются не только строением и составом макромолекул, но их взаимным расположением в элементарном объеме. Установлено [Л. 22], что значительная асимметрия макромолекул способствует не только их гибкости, но и стремлению к образованию устойчивых надмолекулярных структур. Прямыми электронно-микроско-пическими исследованиями структур систем из растворов полимеров показано i[JI. 23], что аморфные полимеры с гибкими и жесткими цепями состоят из надмолекулярных структур типа пачек, глобул, фибрилл, лент и квазикристаллов. Еще более четкую форму приобретают надмолекулярные образования в кристаллических полимерах. Макромолекулы образуют параллельно расположенные пучки фибрилл, кристаллические лепестки, сферолиты, а иногда и отдельные монокристаллы. Характер образующихся надмолекулярных структур определяется гибкостью макромолекул и внешними условиями. Свойства полимеров, в том числе и теплофизические, в значительной степени зависят от того, какие структурные элементы (звенья или цепи) являются определяющими в процессе формирования упорядоченного состояния. [c.31]

В К. исследуются строение и свойства разнообразных агрегатов из микрокристаллов (поликристаллов, текстур, керамик), а также веществ с атомной упорядоченностью, близкой к кристаллической (жидких кристаллов, полимеров). Симметрийные и структурные -закономерности, изучаемые в К., находят применение при рассмотрении общих закономерностей строения и свойств аморфных тел и жидкостей, полимеров, квази-кристаллов, макромолекул, надмолекулярных структур и т, п. (обобщённая К.). [c.511]

В качестве связующих могут применяться как линейные (аморфные или кристаллические), так и сетчатые полимеры. Используемые в современных твердых топливах связующие большей частью являются полимерами с сетчатой структурой, и лишь в некоторых ТРТ используются кристаллические связующие с линейной структурой. В табл. 2 представлены обобщенные данные о химическом строении связующих ТРТ. Все приведенные связующие классифицированы по двум категориям отверждающиеся и неотверждающиеся. Отверждающиеся связующие разделены на две группы в зависимости от того, характеризуется ли механизм отверждения образованием поперечных связей в результате химического взаимодействия с отверди-телями или он обусловлен физическими процессами — пластифи- [c.39]

Фторопласт-4 — линейный полимер аморфно-кристаллического строения. Наиболее химически стоек из всех полимеров, обладает низким коэффициентом трения и свойствами самосмазки, относительно мягок, хрупок при низких температурах (-27 °С). Он перерабатывается спеканием предварительно спрессованных изделий. Подвергается закалке. При переработке степень кристалличности снижаетсядо45...85 %. Из фторопласта-4 изготавливают подшипники. [c.152]

Таким образом, свойства полимера определяются структурой макромолекул и строением элементарного звена (в случае гомополимера), а также расположением элементарных звеньев (в случае сополимеров), составляющих макромолекулу. Все атомы, входящие в состав макромолекулы, соединены между собой ковалентными химическими часто аполярными связями. Аполярные соединения отличаются высокой химической стойкостью и превосходными диэлектрическими свойствами. Однако межмолекулярное сцепление в них очень мало. Это влечет за собой низкую механическую прочность, снижает температуру плавления (в случае кристаллического полимера) или размягчения (в случае аморфного полимера), придает веществу способность растворяться в различных растворителях. Повысить межмолекулярное сцепление в аполярном веществе можно увеличением его молекулярного веса, т. е. созданием высокомолекулярных полимерных соединений, достижением более близкого расположения макромолекул относительно друг друга, т. е. их взаимной ориентацией, а если это возможно и кристаллизацией полимера. Превращение аполярного полимера в сетчатый способствует [c.13]

Модели могут быть изготовлены как из аморфных веществ (смолы и полимеры), так и из кристаллических. Распределение напряжений в металлах, имеющих кристаллическое строение, существенно отличается от распределения напряжений в аморфных изотропных телах. Поэтому для количественного решения задач о напряженном состоярии при пластической деформации более надежные результаты могут быть получены на моделях из прозрачных кристаллических материалов. Одним из них является хлористое серебро. [c.281]

Более упорядоченные структуры получаются при использовании метода ионной полимеризации в присутствии мeтav лoopгaничe киx катализаторов. Этот процесс приводит к образованию высокомолекулярных веществ с регулярным (без разветвлений) кристаллическим строением, с молекулами в виде длинных цепей, закрученных в спираль. Такие кристаллические или изотактические полимеры имеют необычно высокую температуру размягчения и не растворяются в большинстве растворителей. Например, изотактический полистирол имеет молекулярный вес 10 —10 , температуру размягчения 210—230° С и плотность 1,08—1,09 (против соответственно 80—110° С и 1,04—1,06 для обычного аморфного полистирола, получаемого методом радикальной полимеризации). По электроизоляционным свойствам изотактический полистирол мало уступает обычному, но имеет повышенную хрупкость [9]. [c.102]

Пленкообразование, при котором отсутствуют химические превращения, предопределяет получение обратимых (термопластичных и растворимых) покрытий. При этом свойства материала пленки во многом соответствуют свойствам исходных пленкообразователей, которыми служат преимущественно полимеры аморфного или кристаллического строения виниловые, акриловые, полиолефины, полиамиды, полифторолефины, пентапласт, эфиры целлюлозы и др. Находят применение и олигомеры фенолоальдегидные новолачного типа, шеллак, канифоль, копалы. [c.45]

НЫХ условиях в кристалличесюм полимере содержатся аморфные области, которые 1фи нагревании ведут себя подобно аморфному полимеру. При тер-момеханическом исследовании аморфно-кристаллических полимеров в интервале стеклования деформация %дет возрастать с дальнейшим образованием плато (рис.З 1). Однако плош,адка высокоэластичности не будет иметь такую же высоту, как и для чисто аморфного полимера того же строения. Она будет существенно ниже в зависимости от степени кристалличности. Во всяком случае, для аморфно-кристаллического полимера можно определять тем-перату ру стеклования и температуру текучести. [c.108]

Действительно, хорошо известно, что кристаллический полимер растворяется гораздо хуже, чем аморфный полимер того же химического строения. Ориентированные образцы также ху же растворяются по сравнению с изотропными образцами. Возлюжно, что и в слу чае изотропных образцов аморфных полимеров надмоле1 лярная структура может быть разли шой, однако этот вопрос до сих пор является предметом дискуссии. На международной конференции в Лондоне в 1979 г. были представлены экспериментальные и теоретические данные об отсутствии нодульной структу ры в аморфных полимерах, причем данные элекгронно-микроскопических исследований поверхности пленок и сколов были причислены к артефактам [142]. Трудно, однако, представить, что если поверхность пленки, полученной из раствора, и поверхность скола блочного образца, полученного из расплава, дают одну и ту же электронно-микроскопическую картину глобул, то эта картина является следствием артефактов. [c.333]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...