ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Общие вопросы процессов полимеризации из "Химия и технология синтетического каучука" Протекание электрического тока в твердых телах обусловлено переносом зарядов либо ионами (ионные или электролитические проводники), либо электронами (электронные проводники). Наиболее важной характеристикой тела, определяющей степень проводимости электрического тока, является удельная электропроводность X (в ом см ) или обратная ей величина удельного электрического сопротивления р (в ом см). [c.108] Электропроводность полимеров чаще всего носит ионный характер, и величина удельной электропроводности непосредственно связана с содержанием свободных ионов в полимере. Собственно макромолекулы в переносе электрических зарядов не участвуют. Электропроводность большинства полимерных материалов в значительной степени определяется присутствием в них различных низкомолекулярных примесей кислот, щелочей, воды, остатков катализатора или эмульгатора и т. д. Эти примеси являются источниками возникновения в системе свободных ионов. Чем чище полимер, тем меньше его электропроводность, поэтому при получении полимеров, применяемых в качестве диэлектриков, серьезное внимание уделяется очистке материала от возможных низкомоле.ку-лярных примесей и от влаги. [c.108] Если полимер используется в виде наполненных смесей, величина электропроводности зависит от типа и количества наполнителя. Например, при использовании в качестве наполнителя саж, имеющих удельное электрическое сопротивление от I до 10 ом -см, электропроводность смеси, как правило, возрастает (рис. 36). [c.109] Тип полимера, применяемого в смеси с электропроводящим наполнителем, также влияет на характер изменения электропроводности смеси. Если наполнитель хорошо смачивается полимером, то его частицы в полимере не склонны к агрегированию, их суммарная поверхность больше и цепочечные структуры образуются легче. Естественно, такие смеси обладают более высокой электропроводностью. При низкой смачиваемости наполнителя полимером в композиции образуются более крупные агрегаты частиц, что препятствует образованию цепочечных структур. [c.110] Возможность перемещения электронов вдоль цепи не является еще достаточным условием электропроводности полимера в целом. Для обеспечения электропроводности полимера необходимо, чтобы электроны могли переходить от одной макромолекулы к другой. [c.111] Естественно, что повышение упорядоченности в расположении макромолекул способствует таким переходам, поэтому любые процессы, приводящие к повышению упорядоченности в расположении макромолекул, способствуют повышению электропроводности полимера. Например, вытяжка полиакрилонитрильного волокна перед термообработкой позволяет получать полимеры с достаточно хорошими полупроводниковыми свойствами. По этой же причине кристаллические полимеры такой структуры имеют более низкое удельное электрическое сопротивление, чем аморфные полимеры. [c.111] Значительно шире полимерные материалы используются как диэлектрики (изоляторы).. Кроме удельного электрического сопротивления (удельной электропроводности) для диэлектриков важными характеристиками являются электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери. [c.111] Диэлектрическая проницаемость е непосредственно связана с поляризуемостью вещества. При помещении полимера в электрическое поле имеющиеся в полимере диполи (полярные группы) ориентируются в направлении действия электрических сил, при этом возникает определенный электрический момент, называемый ориентационным. Кроме того, при действии электрического поля происходит смещение электронных оболочек и ядер атомов, в результате чего возникает электрический момент, называемый деформационным. Суммарный электрический момент диэлектрика складывается из ориентационного и деформационного. [c.112] При действии на диэлектрик постоянного тока диполи ориентируются в определенном направлении и, так как диэлектрик не содержит свободных ионов и электронов, ток через вещество не проходит. При помещении диэлектрика в поле переменного тока происходит быстрая смена направления ориентации диполей и перемещения электронных оболочек и ядер атомов, при этом возникают токи смещения, способные замкнуть электрическую цепь. Поэтому материалы, являющиеся хорошими диэлектриками в поле постоянного тока, способны в некоторой мере проводить переменный ток. Чем легче протекает ориентация диполей, тем худшим диэлектриком является материал в поле переменного тока. В этой связи диэлектрическую проницаемость можно рассматривать как меру проводимости диэлектриком переменного тока. Чем ближе значения е к 1, тем лучшим диэлектриком является материал. [c.112] При действии на диэлектрик переменного электрического поля происходит последовательная смена направлений ориентационного и деформационного моментов. Деформационный момент, связанный с деформацией электронных оболочек и смещением ядер атомов, устанавливается почти мгновенно, в течение 10 —10 сек, поэтому можно считать, что направление деформационного момента всегда соответствует направлению внешнего электрического поля. Ориентационный момент устанавливается- в диэлектрике не сразу, так как поворот диполей требует какого-то промежутка времени, зависящего от вязкости среды. В случае полимерного диэлектрика скорость поворота диполей непосредственно связана с временем релаксации, т. е. временем, необходимым для перехода макромолекул из одного равновесного состояния в другое. [c.112] ГИИ в диэлектрике. Для сравнения в табл. 12 приводятся диэлектрические характеристики некоторых типов полимеров. [c.113] Из данных, приведенных в табл. 12, видно, как с увеличением полярности полимера уменьшается удельное электрическое сопротивление и электрическая прочность полимеров и возрастают их диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь. Поэтому при применении полимерных материалов в качестве диэлектриков целесообразно использовать такие полимеры, как полиолефины, политетрафторэтилен, обладающие наилучшим комплексом свойств. [c.113] Высшая школа , 1966. [c.113] Резниковский, А. И. Лукомская, Механические испытания каучука и резины, Изд. Химия , 1964. [c.113] Высокомолекулярные соединения, Изд. Высшая школа , 1966. [c.113] Б ер л и н, В. Е. Басин, Основы адгезии полимеров, Изд. Химия , 1969. [c.113] Поскольку процессы полимеризации не сопровождаются присоединением или выделением побочных продуктов, химический состав получаемого полимера всегда отвечает химическому составу вступившего в реакцию мономера (или смеси мономеров при сополимеризации). [c.114] Все реакции полимеризации относятся к реакциям присоединения, поэтому полимеризоваться могут только такие органические вещества, которые содержат группы, способные участвовать в реакциях присоединения. Ниже представлены основные вещества такого типа. [c.114] Характер протекания реакций каждого этапа зависит от природы мономера и метода его полимеризации. Большинство реакций полимеризации характеризуется образованием на первом этапе активных центров, легко вступающих в реакции присоединения с молекулами мономера. Такими активными центрами могут быть свободные радикалы, т. е. частицы, содержащие на валентной орбите неспаренные электроны (радикальная полимеризация), или ионы, т. е. атомы или группы, несущие электрический заряд (ионная или каталитическая полимеризация). В зависимости от знака электрического заряда ионная полимеризация может быть катионной (активный центр заряжен положительно) или анионной (активный центр заряжен отрицательно). Как при радикальной, так и при ионной полимеризации реакции образования активных центров часто называют инициированием полимеризации. [c.116] По радикальному механизму полимеризуются исключительно мономе Ь1, содержащие ненасыщенные группы, тогда как по ионному могут полимеризоваться и мономеры других типов, в частности карбонильные и гетероциклические. [c.117] Вернуться к основной статье