Форма макромолекул и прочность

Свойства полимеров резко зависят от геометрической формы макромолекул. Так, линейные полимеры, обладая большой прочностью, эластичностью, могут образовывать растворы с высокой вязкостью. Это связано с высокой степенью ориентации линейных макромолекул друг относительно друга и их довольно плотной упаковкой. Разветвленные полимеры обладают иногда даже большей растворимостью по сравнению с линейными полимерами. Степень разветвленности определяет их прочность и вязкость растворов. Например, полимеры с высокой степенью разветвления образуют растворы с пониженной вязкостью, что объясняется меньшей гибкостью этих макромолекул, а значит, и незначительной их асимметрией. Разветвленность макроцепи является еще одним видом нерегулярности макромолекул полимера, который мешает и даже препятствует процессу кристаллизации. С увеличением степени разветвленности макромолекул полимеры приближаются по физическим свойствам к обычным низкомолекулярным веществам. Сетчатые полимеры по свойствам очень отличаются от линейных и разветвленных полимеров. Они не растворяются и не плавятся без разложения, практически не кристаллизуются. Все эти и другие свойства зависят от степени связывания макромолекулярных цепей [c.382]

Высокомолекулярные вещества обладают некоторыми общими свойствами, определенной механической прочностью и др., нередко они разлагаются при высоких температурах без предварительного плавления. Свойства высокополимеров зависят не только от химического состава структурной единицы полимера (мономера), но в очень большой степени от величины молекулярного веса, геометрической формы макромолекул, строения цепей, характера и интенсивности взаимодействия между ними. [c.274]

Макромолекулы природных и некоторых синтетических высокомолекулярных соединений чаще всего имеют форму неразветвленной цепи или цепи с небольшими ответвлениями. Такая линейная форма макромолекул обусловливает типичные для полимеров свойства — эластичность, способность образовывать нити и пленки высокой прочности, давать при растворении вязкие растворы. Эти свойства опреде-ляются гибкостью линейных молекул, способностью к колебательно-вращательному движению отдельных звеньев макромолекул вокруг соединяющих их оди- [c.243]

Размеры макромолекул полимерных соединений настолько превышают размеры молекул низкомолекулярных веществ, что форма макромолекулы, как и химическая структура ее элементарных звеньев, оказывают решающее влияние на физические и механические характеристики материалов. Макромолекулам линейной формы свойственна высокая гибкость, приводящая к непрерывным конформационным изменениям. Чем длиннее цепи линейного полимера и больше полярность структуры его звеньев, тем выше силы их взаимного сцепления. Внешне это проявляется в большей прочности и твердости полимера, в повышении температуры размягчения и снижении текучести при повышенной температуре. Чем меньше силы межмолекулярного сцепления, тем богаче набор различных конформаций, которые может иметь макромолекула в результате тепловых колебательных движений. Большую гибкость полимерной цепи придает связь углерод — углерод. Звенья кислорода или серы, вкрапленные в углеродные цепи в ви e простых эфирных связей, способствуют усилению колебательного движения, повышая эластичность полимера, снижая температуру стеклования и размягчения. [c.763]

В книге собраны и систематизированы результаты работ советских и зарубежных исследователей по проблеме прочности полимеров. Изложены основные концепции прочности твердых тел и полимеров. Рассмотрены некоторые закономерности влияния химического строения, размеров и формы макромолекул, а также типа надмолекулярных образований на прочность полимеров. [c.2]

Свойства высокомолекулярных соединений зависят от молекулярного веса, химического состава и строения, формы макромолекул, ориентации и релаксации (релаксация — снятие напряжений в материале при нагревании), а также упорядоченности структуры макромолекулы. С увеличением молекулярного веса до известного предела улучшаются физико-механические свойства полимеров. Химический состав и строение оказывают большое влияние на тепло-, морозостойкость и химическую стойкость полимеров. Полимеры, имеющие менее разветвленное (асимметричное) строение макромолекулы, отличаются большей вязкостью, меньшей растворимостью и большей прочностью. От правильной ориентации макромолекул во многом зависит качество искусственного и синтетического волокон. [c.294]

В связи с разнообразием фазовых и физических состояний полимеров, связанных с размерами, формой, расположением и взаимодействием гибких макромолекул, прочность полимерных материалов зависит как от их свойств, так и от внешних условий, при которых происходит разрушение полимеров. Влияние некоторых факторов на прочность полимеров в настоящее время уже изучено, но в большинстве случаев ответить однозначно на вопрос о роли одного фактора не удается, так как одновременно с ним проявляется действие и других, тесно связанных с первым. [c.232]

Физико-химические процессы, протекающие при литье термопластов. Пластикация полимера в материальном цилиндре литьевой машины сопровождается переходом материала в вязкотекучее состояние. Гомогенизация расплава завершается при течении полимера с высокой скоростью через сопло, когда вследствие значительных сдвиговых напряжений темп-ра расплава дополнительно повышается. Одновременно в сопле происходит ориентация макромолекул и надмолекулярных образований, к-рая продолжается при течении расплава полимера в литьевой форме. При заполнении формы макромолекулы ориентируются в направлении движения потока материала, причем степень ориентации растет с увеличением сдвиговых напряжений, т. е. с увеличением давления литья, скорости заполнения формы и с уменьшением сечения полости формы. Ориентация сопровождается упрочнением материала в направлении ориентации, что, при соответствующей конструкции формы, позволяет получать изделия с повышенной прочностью тех частей, к-рые несут наибольшую нагрузку в процессе эксплуатации. [c.38]

Свойства полимеров зависят от геометрической формы макромолекул. Так, линейные полимеры, обладая большой прочностью, эластичностью, могут образовывать растворы с высокой вязкостью. Это связано с высокой степенью ориентации линейных макромолекул друг относительно друга и их довольно плотной упаковкой. Разветвленные полимеры обладают иногда даже большей растворимостью по сравнению с линейными полимерами. Степень разветвленности определяет их прочность и вязкость растворов. Например, полимеры с высокой степенью разветвления образуют растворы с пониженной вязкостью, что объясняется меньшей гибкостью этих макромолекул, а значит, и незначительной их асимметрией. Разветвленность макроцепи является еще одним видом нерегулярности макромолекул полимера, который мешает и даже препятствует кристаллизации. Сетчатые полимеры по свойствам очень отличаются от линейных и разветвленных полимеров. Они не растворяются, не плавятся без разложения, практи- [c.361]

В книге собраны и систематизированы данные по прочности полимеров рассмотрено влияние химического строения, размеров и форм макромолекул и влияние типа надмолекулярных образований на прочность полимеров и комбинированных материалов. Третье издание книги (2-е изд. — 1970 г.) серьезно переработано сокращен раздел, посвященный надмолекулярным структурам (в связи с изданием специальной литературы на эту тему), больше внимания уделено рассмотрению механизма разрушения отдельных полимеров. [c.288]

Свойства полимеров (прочность, теплостойкость, химическая стойкость, газонепроницаемость, прозрачность, твердость, эластичность и т. д.) определяются химическим строением элементарных звеньев, силами взаимодействия между макромолекулами, величиной, структурой и формой макромолекул [9]. [c.14]

Свойства полимеров с одинаковой геометрической формой макромолекулы зависят от их химического состава. Так, полиамиды имеют более высокий предел прочности при разрыве, более высокую температуру плавления и эластичность по сравнению с полиуретанами. [c.351]

При литье под давлением качество отливок зависит от различных факторов температуры, скорости литья, давления, условий охлаждения отливки в пресс-форме, степени ориентации макромолекул, прочности сварки на встречных потоках расплава при заполнении пресс-формы, степени переплавки сырья и др. Кроме того, большое значение имеет соблюдение требований, предъявляемых к литьевому оборудованию равномерное распределение тепла внутри плавильного цилиндра машины, инертность среды, в которой находится расплав, минимальное время пребывания полимера в состоянии расплава и минимальная скорость впрыска, оптимальная конструкция сопла и т. д. Современные машины для литья под давлением в достаточной мере удовлетворяют этим требованиям, поэтому экспериментальные исследования влияния многократной переработки лучше проводить на отливках, получаемых именно этим способом. В большинстве случаев литье производится в многоместные пресс-формы с центральным расположением литникового канала относительно всех гнезд пресс-формы. [c.15]

При работе с высокомолекулярными веществами обычно интересуются температурой плавления или размягчения (температура перехода второго рода) и пределом прочности при растяжении полимера, т. е. свойствами, связанными с размером и формой макромолекул. Низкомолекулярные полимеры плавятся почти всегда при более низких температурах, чем более высокомолекулярные полимеры данного ряда. Кроме того, низкомолекулярные полимеры являются, как правило, хрупкими и обладают малой прочностью на растяжение, [c.21]

Все волокна имеют значительную, в сравнении с поперечником, длину, обладают определенной прочностью и состоят из длинных нитевидных макромолекул. Эта черта, общая для всех волокон, справедливо привлекала большое внимание исследователей. Открытие нашими современниками нитевидной формы макромолекул у различных волокон является одним из наиболее важных оно указало путь для создания синтетических волокон. Если бы физики не установили, что молекулы различных волокон имеют линейную форму и большую длину, мало вероятно, чтобы в настоящее время мы имели такие синтетические волокна, как нейлон, виньон, орлон, терилен и ряд других. [c.88]

Казеин относится к глобулярным белкам, и линейные макромолекулы его не обладают вытянутой формой, характерной почти для всех волокнообразующих полимеров. В процессе переработки глобулярные макромолекулы казеина вероятно раскручиваются и принимают более вытянутую форму. Если бы такие, изменения формы макромолекул не имели места, получение волокна, обладающего достаточной прочностью, из глобулярных белков не представлялось бы возможным. Несомненно также, что при вытягивании волокна происходит некоторая ориентация макромолекул. [c.239]

Путем фотографирования нейлона при вытягивании установлено, что вытягивание волокна проходит через стадию образования на волокне шейки, а не равномерно по всей свободной длине волокна. В результате вытягивания волокно приобретает высокую прочность и становится блестящим, что объясняется ориентацией макромолекул. В только что сформованном невытянутом волокне макромолекулы расположены беспорядочно и, вероятно, изогнуты, а при холодном вытягивании они ориентируются и распрямляются, как было описано выше . Зигзагообразная форма макромолекул вытянутого нейлона определяет разрывное удлинение волокна. Вытягивание нейлона почти до разрыва приводит сначала к распрямлению макромолекул. Дальнейшее вытягивание приводит к разрыву волокна. Разрыв волокна может произойти в результате разрыва макромолекул или превышения межмолекулярного взаимодействия за счет растаскивания макромолекул. Разрыв волокна по второму механизму происходит в том случае, если энергия межмолекулярного взаимодействия невелика чем больше длина макромолекул, тем меньше вероятность разрыва по этой схеме. [c.280]

Д с-форма макромолекулы и ее размеры определяют физические и механические свойства каучука, его прочность, эластичность в широком температурном интервале. [c.352]

При термофиксации полиамидных волокон происходят глубокие структурные преобразования, выражающиеся в изменении ориентации и формы макромолекул в аморфных областях, в увеличении плотности, в значительном снижении коэффициента диффузии красителей и набухания волокна в серной кислоте и других средах, повышении кристалличности за счет уменьшения доли аморфной фазы, уменьшении размера пор и внутренней поверхности волокна и т. п. Степень и скорость этих изменений различны в зависимости от способа проведения термофиксации волокон (в свободном или натянутом состоянии и, особенно, в сухом нагретом воздухе или в среде водяного пара). В результате улучшаются основные свойства волокон — прочность, удлинение, модуль деформации, усадка в кипящей воде и др. [c.311]

Различной формой макромолекул объясняется тот факт, что из двух полисахаридов, широко распространенных в природе,— целлюлозы и крахмала — для получения искусственного волокна может быть применена только целлюлоза, хотя крахмал имеет такой же высокий молекулярный вес. В отличие от целлюлозы макромолекулы крахмала (точнее амилопектин, входящий в состав крахмала) имеют разветвленную форму. Поэтому у крахмала прочность связи между макромолекулами меньше, чем у целлюлозы. Он растворяется в разбавленном растворе щелочи, а препараты более низкого молекулярного веса даже в воде, в то время как целлюлоза в них нерастворима. Прочные волокна и пленки из крахмала получить невозможно. [c.34]

Если прочность волокна увеличивается в основном в результате повышения структурной однородности (благодаря перемещению агрегатов макромолекул и повышению упорядоченности их расположения), то величина удлинения упроченного ориентированного волокна определяется главным образом формой макромолекул в равновесном состоянии и степенью их релаксации. Чем более вытянутую форму имеют мат.ро.молекулы, тем меньше возможность их дополнительной деформации при растяжении, тем меньше величина эластического и общего удлинения волокна при разрыве. [c.118]

НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ. РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ МАКРОМОЛЕКУЛ НА ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ [c.159]

Прежде чем перейти к описанию влияния химического строения, размеров и формы макромолекул на прочность полимеров, целесообразно суммировать некоторые самые общие закономерности прочности, соблюдающиеся независимо от строения макромолекул. [c.159]

Влияние химического строения, размеров и формы макромолекул на прочность полимеров очевидно. Особенно наглядно проявляется влияние степени полимеризации. Полимер обладает измеримой механической прочностью только тогда, когда достигнуто некоторое минимальное значение степени полимеризации. С увеличением степени полимеризации (или молекулярного веса) прочность сначала увеличивается быстро, затем медленнее и, наконец, мало изменяется с ростом размеров макромолекул. Значения степеней полимеризации, соответствующие каждому из участков кривой, выражающей эту зависимость, оказываются тем меньше, чем сильнее межмолекулярное взаимодействие. Для полимеров, обычно применяющихся на практике, влияние молекулярного веса на прочность не является существенным, так как значения молекулярных весов уже достаточно велики. В диапазоне молекулярных весов практически применяемых каучуков соблюдается линейная зависи.мость между значениями обратного молекулярного веса н разрушающего напряжения. [c.213]

Как показывает опыт, свойства высокомолекулярных соединений, а также их растворов определяются не только химическим составом, но н размерами и формой макромолекулы. От величины и формы молекул соединений зависят прочность, гибкость, эластичность, устойчивость к многократным деформациям и ряд других важнейших технических свойств изделий, получаемых из них, при сраннительно невысокой плотности. [c.327]

Взаимодействие полиблочного СПУ с растворителем определяется термодинамическими параметрами взаимодействия компонентов (блоков) как между собой, так и каждого компонента с растворителем [14, 15]. В результате количественного различия в термодинамических параметрах взаимодействия компонентов с общими растворителями образуются ассоциаты макромолекул, которые являются лабильными и их формирование связано с предисто-рией приготовления раствора. В работе [16] установлено, что при одно- и двухстадийном способах получения полиуретана отличаются как кинетические параметры, так и молекулярно-массовые характеристики результирующего продукта. В случае двухстадийного способа получения ПУ степень полимеризации существенно выше. Причина этого явления заключается в том, что присзтствие низкомолекулярных акцепторов протонов препятствует самоассоциации уретанмочевинных жестких сегментов при синтезе полимера [17]. При этом прочностные характеристики полимера могут значительно измениться по сравнению с тем же материалом, полученным без растворителя. Кроме того, использование растворителя при формировании структуры полиуретана дает возможность оказывать влияние на конформационные свойства его макромолекул. Установлено [18], что образцы сеток, полученных из раствора, имеют более простую топологию и меньше зацеплений. Различные растворители могут оказывать различное действие на конечную форму макромолекулы, в результате чего изменяются и механические свойства полимера. Использование полярных растворителей при синтезе полиуретанов, где происходит максимальное разворачивание макромолекулярного клубка, позволяет получать материалы, имеющие удлинение при разрыве более 1000% при достаточно высоких значениях разрывной прочности, достигающей 52 МПа [19, 20]. [c.227]

Стереорегулярные полимеры образуют кристаллиты и при больших размерах замещающих групп. Для них характерна спиралевидная форма макромолекулы, что облегчает их сближение. Степень кристалличности их очень высока, они имеют более высокую механическух прочность и температуру плавления и меньшую ползучесть, чем у атактических полимеров. [c.88]

СТУДНИ — растворы высокомолекулярных соединений в низкомолекулярных жидкостях, обладающие нек-рыми признаками твердых тел — отсутствием текучести при малых напряжениях сдвига, способностью к сохранению формы, заметной прочностью и упругостью. Ценные макромолекулы полимеров образуют С., если они связаны в пространствепные сетки силами межмолекулярного взаимодействия, водородными, ионными или ковалентными связями. Т. к. речь идет о тончайших молекулярных сетках, то С. можно считать гомогенными, однофазными системами. [c.543]

В а-форме макромолекулы смещены относительно друг друга на расстояние трех связей С—С, и этим эта форма отличается от Р формы. Необходимо отметить, что р- и у-модификации являются неустойчивыми. Как правило, поликапроамид состоит из смеси мо-поклииической и гексагональной модификаций. Соотношение между ними определяется условиями охлаждения поликапроамида. Моноклиническая форма по сравнению с гексагональной характеризуется более плотной упаковкой макромолекул, большим модулем, прочностью и плотностью (1,14 по сравнению с 1,12). [c.41]

Расчеты прочностных свойств сетчатых полимеров, основанные на подобной модели гигантской трехмерной молекулы, на много расходятся с действительными измерениями. Де Боер [13] рассчитал разрывную прочность полимеров из фенолоформальдегидных смол, принимая гипотезу, что только химические связи участвуют в образовании трехмерной структуры, и получил значения в 550 раз большие действительной прочности полимеров. Затем с учетом стерических факторов расчет был проведен исходя из того, что между отдельными структурными элементами возникают вторичные связи типа ван-дер-ваальсовых. В этом случае разрывное напряжение было только в пять раз больше экспериментального. Хоувинк [14] предполагает, что при решающей роли физических связей в образовании пространственной структуры несоответствие теоретических и экспериментальных значений прочности обусловлено наличием дефектов типа нерегулярности формы макромолекул смолы. К аналогичным выводам приходят и другие авторы [15, 16], представляющие отвержденные термореактивные смолы как клубок перепутанных макромолекул. [c.126]

В процессе вытягивания полиа1мидного волокна наряду с ориентацией происходит и изменение формы макромолекул (повышение степени асимметрии), что приводит к значительному увеличению разрывной прочности. Кроме того, при вытягивании несколько возрастает плотность волокна, а удлинение и эластичность уменьшаются (рис. 3-4). [c.46]

Излагаемый материал иллюстрируется экспериментальными данными, полученными при разрушении пластиков, полимерных стекол, эласто.шеров, волокон и твердых полимерных систем с больиюй степенью поперечного сши- вания. Рассмотрены также некоторые закономерности влияния химического строения, размеров и формы макромолекул на прочность полимеров. В заключительной части книги проанализированы основные теории прочности твердых тел и полимеров. [c.2]

С увеличением степени разбавления уменьшается вероятность интермолекулярных соединений и возрастает число петель в макромолекулах декстрана или количество молекул мостикообразователя, присоединенного только одной функциональной группой. Декстрановые гели проницаемы для очень крупных органических молекул, и степень их проницаемости можно изменять в широких пределах. Это позволяет широко использовать ситовой метод хроматографирования сложных смесей органических веш еств различного молекулярного веса. Даже при сильном набухании гранулы сефадекса сохраняют форму и прочность, что облегчает протекание жидкости по высоким колонкам, заполненным набухшим гелем. Набухший гель может иметь и форму пленки любой толщины, легко смачивающуюся водными растворами. [c.120]

Молекулярно-кинетическое и энергетическое рассмотрение механического разрушения неизбежно сопряжено с интерпретацией процесса разрушения как процесса, протекающего во времени и связанного не только с действием деформирующей силы, но и с флуктуациями тепловой энергии. Отсюда неизбежно вытекает большое влияние на прочность полимеров их химического строения, размеров и формы макромолекул, типа надмолекулярных структур и факторов, влияюищх на межмолекулярное взаимодействие. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология