ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристика аморфного и кристаллического состояния вещества из "Химия искусственных смол" При глубоком исследовании многих смолообразных веществ оказывается, что они имеют частично упорядоченное строение, приближаясь, таким образом, к кристаллическим телам. Поэтому для правильной оценки физического состояния смол необходимо четко разграничить понятия об аморфном и кристаллическом состояниях вещества. [c.18] Под кристаллом понимают твердое, однородное, физически анизотропное тело, способное к самоогранению. Одной из основных характеристик кристаллического состояния является анизотропность, которая проявляется в том, что такие свойства вещества, как, иапример, спайность, показатель преломления, электропроводность, скорость растворения, неодинаковы в различных направлениях кристалла. [c.18] Не менее важной особенностью кристаллического (анизотропного) состояния вещества, в отличие от аморфного (изотропного), является то, что материальные частицы (атомы или группы атомов), из которых построено данное вещество, расположены не случайно, а закономерно, образуя пространственную решетку. [c.19] Отсюда следует, что смолы как вещества, не обладающие этими свойствами, должны быть отнесены к аморфным веществам. Однако такого рода характеристика не вполне определяет состояние смолообразных веществ, хотя в курсах кристаллографии смолы приводятся как типичный пример аморфного состояния вещества. [c.19] Как видно из схемы, изотропия объединяет истинные жидкости с аморфными телами. [c.19] Переход от жидкого состояния к твердому определяется как разрыв непрерывности в свойствах тела. Этот разрыв наблюдается только при образовании кристаллического тела. При образовании же аморфного вещества по существу никакого скачка, т. е. разрыва непрерывности в свойствах тела, не наблюдается. [c.19] Зависимость удельного объема кристаллических и аморфных тел от температуры. [c.19] Процесс кристаллизации вещества из расплава или раствора заключается в ориентации молекул за счет сил взаимного притяжения. Эта ориентация приводит к взаимному расположению молекул в строго определенном порядке, т. е. к образованию так называемой кристаллической решетки. Каждая новая молекула вначале адсорбируется поверхностью кристалла, причем если на поверхности кристалла не содержатся какие-либо чужеродные молекулы, то кристаллизация (т. е. рост кристалла) совершается беспрепятственно. Этот переход может осуществляться с различной скоростью, в зависимости от температуры, формы кристаллической решетки, строения самой молекулы, а также от степени переохлаждения раствора или расплава. Если расплав или раствор сильно переохлаждены, то кристаллизация затрудняется. [c.20] Первой стадией процесса кристаллизации является образование центров кристаллизации (зародышей кристаллов). Скорость образования этих центров и скорость кристаллизации при охлаждении возрастают до некоторого максимума, а затем резко убывают. Это объясняется тем, что с понижением температуры расплава ниже точки плавления уменьшается кинетическая энергия молекул и только малая часть их способна образовывать центры кристаллизации или двигаться по направлению к ним при дальнейшем охлаждении эта способность еще более уменьшается вследствие возрастания вязкости. В результате, прежде чем произойдет процесс кристаллизации вещества, может наступить стадия затвердевания. [c.20] Подобное состояние недостаточно стабильно, так как молекулам аморфного твердого тела также присуща некоторая способность к перемещению, вследствие чего постепенно может происходить смещение молекул к соседним центрам кристаллизации, и таким путем возникает кристаллическая решетка. Быстрота оформления пространственной решетки в значительной степени зависит от режима процесса кристаллизации и от свойств молекул кристаллизующегося вещества. [c.20] Таким образом, твердо-жидкое состояние вещества является либо кратковременным и может рассматриваться как промежуточная стадия постепенного превращения аморфного вещества в кристаллическое, либо настолько продолжительным, что его можно считать стабильным смолообразным состоянием. [c.21] В зависимости от химического строения молекул, их формы и сил межмолекулярного сцепления искусственные смолы могут иметь частично кристаллическую или полностью аморфную структуру, а также могут обладать способностью к ориентации макромолекул под влиянием внешних воздействий. [c.21] Классическим примером твердо-жидких систем являются минеральные стекла. Был проведен ряд опытов, иллюстрирующих сходство между минеральными стеклами и смолой в отношении изменения упругости в интервале температур, в котором проявляются высокоэластические деформации. Измерялась сила отталкивания стального шарика от поверхности канифольной пластинки при температуре 20—70°. В пределах 20—50° сила отталкивания шарика от поверхности канифоли была неизменной. Выше 50° наступало резкое снижение этой силы, и при 70° шарик уже ие отскакивал от поверхностп пластинки. Таким образом, в пределах 50—70° канифоль теряет свою хрупкость и переходит с эластическое состояние, несмотря на то, что признаков размягчения еще не заметно. [c.21] Тс же явления наблюдаются и в случае минеральных стекол, только при более высоких температурах. Так, в случае стеклянной поверхности, твердость, измеряемая давлением, необходимым для изменения формы поверхности, непрерывно уменьшается с повышением температуры до наступления размягчения. [c.21] Вернуться к основной статье