Структура и свойства полиметилена и полиэтилена

из "Химия синтетических полимеров Издание 3"

Структура полиэтилена определяется методом его получения. Полиэтилен высокого давления имеет наименее регулярное строение. Поскольку процесс проводится при высокой температуре, значительную роль играют реакции передачи цепи, связанные с отрывом атомов водорода, которые приводят к образованию многочисленных ответвлений в макромолекулах. [c.241]
К атому углерода, содержащему неспаренный электрон, может присоединиться другой макрорадикал или молекула мономера. В первом случае происходит обрыв цепи (рекомбинация), во втором — реакция роста цепи. В обоих случаях возникают длинные боковые ответвления. [c.241]
На основании результатов определения молекулярного веса вискозиметрическим и осмометрическим методами полиэтилена высокого давления и полиметилена, полученного из диазометана, можно предположить, что в зависимости от соотношения мономера и полимера в реакционной смеси макромолекулы полиэтилена содержат разное число боковых длинноцепных ответвлений. [c.241]
Наибольшее количество боковых ответвлений содержат высокомолекулярные фракции полиэтилена высокого давления. [c.242]
В процессе внутримолекулярной передачи цепи структура макрорадикала не изменяется, но свободная валентность перемещается с последнего звена к одному из предыдущих. Вследствие этого в макромолекулах появляются сравнительно короткие боковые ответвления, содержащие в большинстве случаев четыре-шесть углеродных атомов (короткоцепные ответвления). [c.242]
Степень разветвленности полиэтилена может быть определена при помощи инфракрасных спектров по количеству метильных групп, приходящихся в среднем на одну макромолекулу полиэтилена. В стандартных образцах нефракционированного полиэтилена, полученного при высоком давлении, на каждые 1000 атомов углерода приходится 20—30 метильных групп, из которых четыре-пять приходится на концевые звенья макромолекул. Следовательно, каждые 500 звеньев макромолекул включают 15—25 боковых ответвлений. [c.242]
Полиэтилен и полиметилен состоят из кристаллической и аморфной фаз. Соотношение этих двух фаз зависит от метода синтеза. Наибольшее количество кристаллической фазы содержит полиметилен, так как макромолекулы его построены наиболее регулярно. Степень кристалличности полимера обычно определяют рентгенографическим методом, но вполне надежную характеристику степени кристалличности можно получить и сопоставлением плотностей различных полимеров. Теоретически вычисленная плотность полностью кристаллического полиэтилена при 20° С равна 1 ej Afi. Зависимоегь плотности полиэтилена от степени кристалличности представлена на рис. I. 12 (см. стр. 52). Чем больше плотность полимера отклоняется от теоретически вычисленной, тем меньше содержится в нем кристаллической фазы. Полностью аморфный полиэтилен имеет плотность, равную 0,860 г/сж1 Плотность полиметилена при 20° С равна 0,975 zj M . Содержание кристаллической фазы в полимере при этой температуре составляет около 85%. С повышением молекулярного веса полиметилена степень кристалличности возрастает и может достигнуть 90%. [c.243]
Степень кристалличности полиэтилена высокой плотности колеблется от 65 до 78%. Размеры отдельных кристаллитов составляют 360—390 А. Плотность такого полимера равна 0,935— 0,950 aj M . [c.243]
По внешнему виду полиметилен и полиэтилен представляют собой воскоподобные, но достаточно твердые материалы белого цвета, матовые или со слабым перламутровым блеском. Тонкие пленки полимеров почти прозрачны. Загорается полиэтилен очень медленно и горит синим пламенем без копоти. [c.244]
При комнатной температуре полиэтилен нерастворим ни в одном из известных растворителей, но набухает в углеводородах и галогенпроизводных углеводородов. Степень набухания может достигать 20—25%. При нагревании до 70—80° С полиэтилен растворяется в бензоле, толуоле, ксилоле, декалине, тетралине, хлорбензоле, трихлорэтане, четыреххлористом углероде. Из охлажденного раствора полиэтилен осаждается в виде тонкого порошка. Плохая растворимость полиэтилена обусловлена высокой степенью его кристалличности и очень малым расстоянием между со- седними макромолекулами в зонах кристаллических образований. Растворитель проникает прежде всего в более разрыхленные аморфные участки полимера и вызывает его частичное набухание. Благодаря высокой степени кристалличности полиэтилена при комнатной температуре степень набухания его в растворителях невелика, и полимер сохраняет кристаллическую структуру и в набухшем состоянии. Поэтому растворение полиэтилена возможно лишь при более высокой температуре, когда степень кристалличности его резко уменьшается. [c.244]
Полиэтилен отличается высокой стойкостью к действию различных агрессивных сред. При комнатной температуре под действием кислот он не набухает и не изменяет своих свойств. При нагревании набухание полиэтилена в растворах кислот или щелочей постепенно увеличивается и одновременно понижается механическая прочность полимера. Концентрированная азотная кислота вызывает заметное разрушение полиэтилена уже при комнатной температуре, а с повышением температуры разрушающее действие азотной кислоты быстро увеличивается. [c.245]
Температура хрупкости (морозостойкость) полиэтилена лежит в интервале от —79 до —82° С. Температура стеклования около —60° С. Выше 60—80° С (в зависимости от типа полиэтилена) начинает за ,етно увеличиваться деформация полимера под нагрузкой, а при температурах, близких к температуре плавления, материал полностью утрачивает прочность. Выше температуры плавления полиэтилен низкой плотности переходит в вязкотекучее состояние, в котором материал перерабатывают литьем под давлением или экструзией. Полиэтилен высокой плотности при температуре выше температуры плавления переходит в высокоэластическое состояние, и его можно подвергать гибке или штамповке. Выше 170° С полимер становится вязкотекучим и формуется в изделия литьем под давлением или экструзией. [c.245]
Ориентация листов и труб, изготовленных из полиэтилена, способствует повышению его прочности. [c.245]
Диэлектрические потери и диэлектрическая проницаемость практически не изменяются в широких диапазонах частоты тока, температуры (от —80 до 70° С) и влажности среды. [c.246]
Полиэтилен применяют для изготовления электроизоляционных оболочек всевозможных кабелей,, в том числе подводных, как защитный материал, используемый в агрессивных средах, в качестве упаковочного пленочного материала, для изготовления небьющейся тары и т. д. Полиэтилен используют и в производстве химического волокна, отличающегося от других волокон повышенной химической стойкостью. Для этой цели в наибольшей степени пригоден полиэтилен с молекулярным весом 60 тыс.— 130 тыс. Благодаря ориентации волокон в процессе их формования полимер приобретает удовлетворительную прочность, сохраняя эластичность до —100° С. К недостаткам полиэтиленового волокна следует отнести его меньшую эластичность при 20° С по сравнению с полиамидным волокном и низкую температуру размягчения. [c.246]

Вернуться к основной статье

Справочник химика 21

Химия и химическая технология