ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Молекулярная и надмолекулярная структура из "Оптические свойства полимеров" Полимеры — это высокомолекулярные соединения, образующиеся из низкомолекулярных веществ — мономеров. Молекулы полимеров, состоящие из многократно повторяющихся мономерных звеньев, имеют молекулярную массу, исчисляемую тысячами, сотнями тысяч и даже миллионами. [c.23] В зависимости от элементов, образующих макромолекулы, полимеры разделяются на органические, элементорганические и неорганические. Молекулы органических полимеров кроме атомов углерода содержат атомы водорода, кислорода, азота, серы, галогенов. Элементорганические иол1шерные цепи построены из атомов углерода, водорода, металлов и некоторых других элементов, не входящих в состав органических веществ. Неорганические полимеры не содержат атомов углерода в цепи макромолекул. Наиболее широкое распространение получили органические полимеры. [c.23] Процессы полимеризации или поликонденсации начинаются с инициирования реакции, которое достигается разными средствами облучением мономеров, с помощью специальных низкомолекулярных веществ — инициаторов или катализаторов, нагреванием. [c.24] В зависимости от тина инициирования, химической структуры мономеров и других факторов могут быть получены полимеры разного строения линейные, разветвленные или сетчатые. Макромолекулы линейного полимера представляют собой длинные цепи соединенных последовательно мономерных звеньев. Макромолекулы разветвленного полимера имеют боковые ответвления разной длины. Сетчатые полимеры образуют пространственную сетку из макромолекул, соединенных между собой химическими связями. [c.24] Преобладающим, как правило, является присоединение голова к хвосту . Степень регулярности таких полимеров зависит от количества присоединений голова к голове . [c.24] Атактическую структуру имеют макромолекулы с нерегулярным, случайным расположением заместителей по длине цепи. [c.25] Цепное строение и гибкость макромолекул являются основными особенностями полимеров, отличающими их от других химических соединений и обеспечивающими их особые свойства. Гибкость полимерной молекулы зависит от ее химического строения, межмолеку-лярного и внутримолекулярного взаимодействий , конфигурации цепи, температуры и других факторов. [c.25] Молекулы одной и той же химической структуры могут различаться геометрической формой благодаря возможности поворотов отдельных звеньев вокруг простых связей, соединяющих эти звенья. Образующиеся таким образом различные геометрические формы макромолекулы называются конформациями. Молекула может иметь разные конформации, которые переходят друг в друга при определенных условиях без разрыва химических связей. В этом отличие конформации макромолекулы от ее конфигурации. Простейшая конформация молекулы — это плоский зигзаг. Такая конформация преобладает в молекулах полиэтилена. Более сложными конформациями являются спиральные формы цепей. Спиральной конформацией обладают, например, макромолекулы полипептидов, винильных изотак-тических полимеров — полипропилена, полистирола, полибутена-1. [c.26] Подробные сведения о молекулярном строении полимеров содержатся в монографиях [34—38]. [c.26] Свойства полимерного материала зависят не только от химической структуры и геометрической формы макромолекул, но и в значительной мере от их взащиного расположения. В соответствий с современными представлениями макромолекулы полимеров на-хвдятся в упорядоченном состоянии [37]. Взаимное упорядочение макромолекул относительно друг друга приводит к образованию Структур, которые называют надмолекулярными [37—40]. [c.26] Простейший вид надмолекулярных структур — глобула представляет собой свернзггую в клубок макромолекулу. Глобулярную структуру полимеры приобретают в растворах или при некоторых условиях полимеризации. Условиями образования глобулярных структур являются гибкость макромолекулы и преобладание сил внутримолекулярного взаимодействия над межмолекулярным взаимодействием. Этот вид надмолекулярных структур в полимерах может отличаться лишь размерами глобул, не образуя более высоких форм у1юрядочения молекул. Практически все синтетические полимеры в глобулярном состоянии аморфны. [c.26] Вытянутую линейную форму имеют макромолекулы с сильным межмолекулярным взаимодействием или обладающие большой жесткостью. Изменение соотношения сил внутри- и меяшолекулярного взаимодействия может развернуть глобулярную форму в линейную. [c.26] Линейные структуры являются основой для образования упорядоченных структур более сложных форм, имеющих дальний порядок, аналогично низкомолекулярным кристаллам. От низкомолекулярных кристаллов полимерные кристаллические образования отличает большая их дефектность. Дефектность полимерных кристаллов определяется спецификой полимерных молекул (различиями в длине цепи, возможностью нерегулярного присоединения звеньев по типу голова к голове , нарушениями- стереорегулярности в цепи, наличием случайных ответвлений и т. п.). [c.26] Наряду со сферолитами при кристаллизации под действием напряжения может идти образование и других форм надмолекулярных структур вплоть до фибрилл — структур с распрямленными цепями. Для фибриллярных структур характерна ориентация макромолекул в направлении приложенного напряжения (вытяжка). Процесс кристаллизации полимерных материалов сложен и не только зависит от структурных особенностей макромолекул, их гибкости, способности к плотной упаковке, межмолекулярных взаимодействий, но и в большей мере определяется кинетическими и динамическими условиями кристаллизации. Один и тот же полимер может иметь разную кристаллическую структуру в зависимости от условий его кристаллизации. Следовательно, и свойства полимерных изделий в значительной степени зависят от условий их получения. [c.27] К кристаллизующимся полимерам относятся полиэтилен, полипропилен, поли-4-метилпентен-1, полиамид, политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен и др. Типичными аморфными полимерами являются атактические полистирол, полиметилйетакрилат. [c.27] Вернуться к основной статье