ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическое строение синтетических полимергг из "Химия синтетических полимеров" Химические и физические свойства полимерных соединений зависят от химического строения отдельных звеньев, составляющих макромолекулы, структуры макромолекул, величины среднего молекулярного веса полимера и степени его полидисперсности. [c.20] В зависимости от строения основной цепи и боковых групп, замещающих водородные атомы, полимеры имеют различную полярность и разную величину сил внутримолекулярного и межмолекулярного сцепления и, следовательно, неодинаковую подвижность макромолекул. От полярности и гибкости макромолекул зависят упругие, эластические и пластические свойства полимера, твердость и жесткость материала, температура перехода от упругого к эластическому и пластическому состоянию. [c.20] Не только строение отдельных групп, входящих в состав макромолекул, их взаимодействие (виутримолекулярное взаимодействие) и взаимодействие отдельных макромолекул между собой (межмолекулярное взаимодействие), но и строение и форма макромолекул определяют физико-механические свойства материала, обусловливающие области его применения и методы пе-реработки. [c.20] Макромолекулы полимерных соединений представляют собой совокупность элементарных звеньев одинакового химического состава и строения, соединенных между собой ковалентными связями. В большинстве случаев для соединения друг с другом атомов, составляющих макромолекулярную цепь, затрачиваются две валентности. Если атомы, входящие в состав цепи,, имеют большее число валентных связей, то оставшимися валентными связями они соединены с водородными атомами или с какими-либо замещающими их группами. В некоторых случаях оставтииеся валентности могут быть затрачены на соединение отдельных макромолекулярных цепей друг с другом. [c.21] Каждый из этих классов органических полимерных соединений в свою очередь подразделяется на отдельные группы полимеров. [c.22] Названия этих полимеров соответствуют названиям соединений, содержащих двойные связи. Поэтому более правильно было бы называть такие соединения полимерами этилена, пропилена, изобутилена. Однако более удобны и привычны указанные краткие названия, хотя они и неправильно отражают строение звеньев полимера. [c.23] В реакциях химических превращений эти полимеры ведут себя аналогично низкомолекулярным насыщенным углеводородам, но отличаются меньщей реакционной способностью вследствие малой подвижности макромолекул. [c.23] Наличие в звеньях макромолекул полимера боковых алифатических заместителей препятствует тесному сближению отдельных цепей. С увеличением размера групп заместителя структура полимера становится более разрыхленной, что приводит к уменьшению сил межмолекулярного сцепления. Присутствие заместителя даже небольшого размера способствует повышению эластичности и морозостойкости полимера, во многих случаях одновременно уменьшается твердость и хрупкость полимера. Например, относительное удлинение при разрыве различных образцов полиэтилена колеблется от 400 до 700%, тогда как относительное удлинен 1е при разрыве полипропилена составляет 800%. [c.28] Алифатические заместители, имеюшие большие размеры (амил, октил), вызывают настолько значительное снижение энергии когезии, что полимеры при комнатной температуре приобретают свойства вязких масел или низкоплавких каучукоподобных материалов. [c.28] Дипольные силы возрастают с увеличением степени ориента НИИ отдельных звеньев соседних макромолекул относительнс друг друга и с понижением температуры. Дипольная структура звеньев макромолекул способствует увеличению сил межмоле кулярного взаимодействия, благодаря чему повышается прочность твердость и теплостойкость полимера, но одновременно ухуд шается его морозостойкость и диэлектрические свойства. Путем изменения количества и взаимного расположения функциональ ных групп в звеньях макромолекул можно варьировать свойст ва полимера. [c.29] Особенно прочны водородные связи с атомами фтора. [c.30] Если в звеньях макромолекул имеются атомы, вызывающие образование водородных связей, то полимер приобретает высокую прочность, теплостойкость, твердость, газонепроницаемость. [c.30] Энергия водородных связей возрастает с понижением температуры и увеличением степени ориентации отдельных звеньев соседних макромолекул относительно друг друга. [c.30] Изменения свойств полимера в требуемом направлении можно достигнуть методом сополимеризации, составляя цепь полимера из звеньев различного состава и строения. Соотношение отдельных структурных звеньев в сополимерах зависит от свойств мономеров, соотношения их в смеси и метода получения сополимера. Свойства совместных полимеров отличаются отсвойств гомополимеров, которые могут быть получены из мономеров, составляющих данный сополимер. Изменяя соотношение исходных мономеров в реакционной среде, можно варьировать свойства образующегося сополимера. [c.30] Физико-химический анализ полимеров связан с большими трудностями, что объясняется сложным составом макромолекул. К методам анализа, позволяющим установить принадлежность исследуемого вещества к определенной группе полимеров, относятся спектроскопическое исследование, ультрафиолетовое облучение, метод сухой перегонки, элементарный анализ, определение чисел омыления. [c.31] Анализ полимера на содержание в нем хлора, фтора, серы, азота, фосфора, кремния, титана дает возможность определить принадлежность исследуемого вещества к определенному классу полимеров. Если полимер не содержит указанных элементов, определяют числа омыления. [c.32] К неомыляемым полимерам (число омыления менее 20) относятся полиэтилен, полиизобутилен, полистирол, полиспирты, полиметиленфенолы, поливинилацетали, поликетоны. полиальдегиды, поливиниловые эфиры. К полимерам с высокими числами омыления (более 200) относятся полимерные сложные эфиры карбоцепной и гетероцепной структуры. [c.32] Такие предварительные анализы полимера позволяют установить принадлежность его к той или иной группе полимерных соединений и облегчают дальнейшее более тщательное исследование химического состава звеньев его макромолекул. [c.32] Вернуться к основной статье