Гибкость и форма макромолекул

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]

Гибкость цепных макромолекул — отличительная и важная характеристика высокомолекулярных соединений, которая определяет весь комплекс их особых свойств. В результате гибкости макромолекулы постоянно меняют свою конфигурацию. Изменение формы макромолекулы происходит обычно или как результат вращательных колебаний ее отдельных частей около положений, соответствующих минимумам энергии, или в результате скачкообразных вращательных переходов от одной конформации к другой, обладающих минимумами энергии. [c.381]

Молекулярная упаковка в полимерах - взаимное расположение макромолекул и их звеньев в пространстве, обусловленное их гибкостью, формой и взаимодействием. [c.401]

Исходя из вышеизложенного, к характеристикам, объединяемым общим понятием структура полимера , мы будем относить количественный и качественный состав атомов, входящих в макромолекулу, тип и содержание функциональных групп, порядок чередования групп атомов, размеры макромолекул, наличие или отсутствие меж-молекулярных связей, надмолекулярные структуры (в том числе,кристаллические). В случае высокомолекулярных соединений тонкие детали молекулярного строения, например способ соединения мономерных звеньев в цепь или пространственное расположение заместителей, определяющим образом влияют на свойства полимерного материала. Чрезвычайно важна информация о строении макромолекулы как целого - о молекулярной массе, виде ММР, о форме макромолекул, их гибкости, способности переходить в ориентированное состояние. [c.16]

Любые полимеры можно получить при достаточно низкой температуре в стеклообразном состоянии. Механизм стеклования связан с повышением жесткости линейных цепей полимеров при охлаждении. Поэтому в стеклообразном состоянии гибкость макромолекул ограничена, и полимеры обладают свойствами твердых тел. Ниже полностью теряется подвижность звеньев, и полимер ведет себя как хрупкое тело (разрушается при малой деформации). При более высокой температуре некоторая подвижность звеньев полимерных цепей сохраняется. Именно она обусловливает возможность изменения форм макромолекул под действием значительных внешних напряжений, а следовательно, и изменение формы тела без нарушений. Такая деформация стеклообразных полимеров получила название вынужденной высокоэластической деформации. Этим стеклообразное состояние высокополимеров отличается от твердого состояния аморфных низкомолекулярных веществ (последние в твердом состоянии всегда хрупки). [c.397]

Определив каким-либо способом молекулярный вес одного из полимергомологов и предельное число вязкости его раствора, можно рассчитать константы К и а и использовать их для определения молекулярного веса любого полимера, принадлежащего к тому же полимергомологическому ряду, по вязкости раствора. Однако, поскольку эти константы отражают взаимодействие макромолекул с растворителем, степень их гибкости, форму макромолекул в растворе, соотношение между свободным и связанным растворителем в растворе, воспользоваться заранее вычисленными константами можно лишь при условии, что измерения предельного числа вязкости будут производиться в том же растворителе и при той же температуре. [c.65]

Свойства растворов полимеров зависят не только от молекулярной массы, но и от формы макромолекул. В растворе цепные макромолекулы принимают конформации статистического клубка, свободно перемещающегося в растворителе. Размер клубков, т.е. степень свернутости, зависит от природы полимера, определяющей гибкость его макромолекул, на которую в свою очередь влияет длина макромолекул и, следовательно, молекулярная масса. Предельные формы клубков - рыхлые клубки, свободно протекаемые растворителем, и плотные клубки, непроницаемые для растворителя. В растворах полиэлектролитов на гибкость цепей действует [c.165]

Кинетическая гибкость (подвижность) макромолекул обусловлена их способностью изменять свою форму под воздействием внешних энергетических полей (электромагнитных, силовых и пр.). [c.80]

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]

Относительно слабое межмолекулярное взаимодействие в полимерах цепной структуры — причина малой упорядоченности макромолекул по сравнению с низкомолекулярными кристаллами. Малой упорядоченности способствует и вращение отдельных частей макромолекул относительно друг друга вокруг линий ковалентной единичной связи. Эта особенность проявляется в гибкости полимерных макромолекул. Поворотом одних частей макромолекулы относительно, других объясняется многочисленность ее форм. Различные формы одной и той же молекулы, переходящие друг в друга в результате внутримолекулярного вращения, получили название конформаций. [c.376]

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]

Большая длина макромолекул приводит к проявлению ими гибкости. Однако природа гибкости макромолекул иного рода, чем та, которую можно наблюдать для стальной струны, имеющей такое же соотношение длина поперечное сечение, что и макромолекула. Различными физическими методами исследования было установлено, что макромолекулы полимеров никогда не представляют собой растянутых цепей. Самая вероятная форма макромолекул — это статистический клубок с непрерывно изменяющимися размерами или несколько вытянутый эллипсоид, т. е, макромолекула способна сворачиваться или складываться. Это происходит в результате обычного теплового движения в поли- [c.19]

Гибкость полимерной цепи связана не с изменением валентных углов или расстояний между составляющими ее атомами, а со способностью атомов или атомных групп вращаться вокруг соединяющих их С—С-связей. В реальных цепных молекулах полимеров вращение атомов или атомных групп не свободно, так как положение каждого последующего звена в основной цепи оказывается зависимым от положения предыдущего. Такая заторможенность вращения приводит к тому, что непрерывно меняется потенциальная энергия макромолекулы, и каждому ее значению отвечает определенная форма макромолекулы. [c.19]

Гибкость и форма макромолекул [c.727]

Пленки, волокна и другие изделия из высокомолекулярных веществ отличаются особыми механическими свойствами, которые зависят от величины, гибкости, формы, строения и характера взаимного расположения макромолекул, а также от температуры. При приложении нагрузки полная деформация образцов происходит не сразу, как у обычных материалов, а в течение некоторого промежутка времени это время тем меньше, чем выше температура. У некоторых высокомолекулярных веществ (каучук и другие эластомеры) наблюдаются большие обратимые деформации, во много раз превосходящие упругую деформацию низкомолекулярных материалов. [c.7]

Волокнистые материалы отличаются друг от друга не только размерами макромолекул, но и их формой. Макромолекулы обычно сильно вытянуты в длину, которая во много раз превосходит их диаметр. Макромолекулы состоят из отдельных многократно повторяющихся элементарных звеньев. На концах макромолекулярных цепей, а в ряде случаев и в самих элементарных звеньях, обычно находятся активные функциональные группировки. Некоторые макромолекулы имеют боковые ответвления различной сложности и длины. Наличие объемистых боковых ответвлений уменьшает гибкость макромолекулярных цепей, причем тем сильнее, чем больше размер ответвлений. [c.8]

Э качестве параметров, характеризующих размер и форму макромолекул, принимают среднестатистическое расстояние между концами молекулярной цепочки Л (рис. 1.2), гибкость, равную отношению й к молекулярной массе, и. среднестатистический радиус инерции, т. е. расстояние атомов макромолекулы от центра ее тяжести. [c.10]

Значительный интерес представляет каталитич. система, в к-рой в качестве инициатора полимеризации 4-винилпиридина используют поли-Ь-глутаминовую к-ту. Последняя, в отличие от полиакриловой к-ты, в узком интервале pH (между 5 и 6) претерпевает кооперативный конформационный переход спираль — клубок, сопровождающийся значительным изменением гибкости, размеров и формы макромолекул и расстояний между карбоксильными группами. Моделирование макромолекул полиглутаминовой к-ты и поли-4-винил-пиридина показало, что цепь полиглутаминовой к-ты в форме а-спирали может образовывать достаточно плотно упакованный солевой комплекс с цепью поли-4-винилпиридина. Разрушение а-спирали при изменении pH от 5 до 6 сопровождается заметным увеличением расстояний между карбоксильными группами и резким изменением скорости полиреакции. При проведении полимеризации в присутствии полиакриловой к-ты при этих значениях pH не происходит резкого изменения скорости реакции. [c.482]

Ниже Гс, когда гибкость цепей мала, свойства Т. п. аналогичны свойствам аморфных полимеров с линейной или разветвленной формой макромолекул в стеклообразном состоянии и мало зависят от частоты узлов сетки. Деформирование Т. п. ниже Гс преимущественно упругое модуль упругости лежит в пределах (25— 60)-10 Лfм/лt , или (25—60)-10 кгс/сл , и зависит от природы полимера, незначительно возрастая с увеличением частоты узлов сетки. В отдельных случаях с повышением концентрации узлов модуль упругости может понизиться вследствие затруднений для плотной упаковки цепей в межузловом пространстве. [c.329]

С повышением температуры, вследствие увеличения гибкости линейных макромолекул, они могут свертываться и образовывать шаровую форму (клубки). Это положение линейных макромолекул при достаточно высоких температурах будет отвечать и минимуму свободной энергии. [c.67]

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]

Аналогичные трудности возникают при установлении связи температуры плавления с плотностью энергии когезии, гибкостью и формой макромолекул. В этом случае эмпирические соотношения не достаточно точны для расчета равновесной температуры плавления, хотя они позволяют оценить ее приблизительно и могут быть уточнены (разд. 8.4.7). [c.59]

Предполагают, что гибкость и эластичность карбонизованных волокон обеспечивается за счет сохранения в процессе термообработки спиральной формы макромолекул целлюлозы [119]. [c.188]

До сих пор основное внимание уделялось особенностям высокоэластического состояния полимеров и комплексу переходных явле-. ний — релаксационным свойствам. Это естественно, поскольку само возникновение высокоэластического состояния неразрывно связано с линейной формой макромолекул полимеров и их гибкостью. Однако и другие состояния полимеров имеют своеобразные особенности, отличающие их от соответствующих состояний низкомолекулярных тел. Эти особенности также связаны с линейным строением макромолекул полимеров. [c.254]

На клеящие свойства полимеров оказывает определенное влияние и форма макромолекул. На отдельных примерах замечена положительная роль гибкости цепей и большой плотности упаковки. [c.25]

Вследствие высокой гибкости кремний-углеродной связи макромолекулы линейных полисилоксанов свернуты в тугие спирали. Такая форма макромолекул приводит к взаимной компенсации полярностей силоксановых звеньев макромолекулярной цепи. Отсутствие " внутримолекулярного Рис. 120. Термическая устойчи- взаимодействия И обрамление це-иость полиизопрена и полидиме-тилсилоксана [c.476]

Вследствие гибкости макромолекулы принимают в процессе теплового двилсения различные пространственные формы, называемые конформациями. Чем большую эффективную гибкость имеет полимерная цепь, тем легче она свертывается в так называемый статистический клубок. В связи с этим в физике полимеров вводят понятие о сегменте полимерной цепи как мере ее гибкости или жесткости. Под сегментом понимается наименьший отрезок цепи, который проявляет гибкость. Следовательно, макромолекула состоит из большего или меньшего числа сегментов, ведущих себя как самостоятельные кинетические единицы. [c.16]

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]

Особо следует остановиться на кинетической гибкости сетчатых полимеров. Во-первых, для таких полимеров можно говорить только о кинетической гибкости в конденсированном состоянии, поскольку сетки нерастворимы, во-вторых, форму та (I 29) теряет смысл, поскольку сетчатые полимеры неспособны к течению. Для таких систем следует говорить не о гибкости макромолекулы в целом, а о гибкости участка макромолекулы, заключенного между узлами, с молекулярной массой Если М намного больше величины чоханического сегмента, то для полимера сохраняются выведенные выше зависимости к гибкость его практически не снижается. По мере роста числа сшивок, т. е. снижения Мс, гибкость снижается, и при соизмеримой с величиной механического сегмента, полимер теряет способность к изменению конформации и ведет себя как абсолютно жесткий полимер. Уравнение, характеризующее во.- ра-стание Т при сшивании линейных полимеров, имеет вид [c.104]

Растворы полимеров имеют важное практическое значение в технологии полимерных материалов и при получении изделий из них, а также для исследовательских целей. Из растворов искусственных полимеров, главным образом на основе целлюлозы, формуют искусственные волокна и пленки. Клеи и лаки представляют собой растворы полимеров. В растворах определяют молекулярную массу, неоднородность по молекулярной массе и форму макромолекул полимеров. Следует отметить, что в технологии используют концентрированные растворы полимеров, а в анализе и исследованиях - разбавленные. Растворяются полимеры труднее, чем низкомолекулярные соединения, и для них сложнее подбирать растворители, что обусловленно значительным влиянием на растворимость, кроме природы полимеров, их физической структуры - гибкости макромолекул, межмолекулярного взаимодействия и надмолекулярной структуры. [c.159]

В полимерных системах наличие пространственной структуры обусловлено прежде всего формой макромолекул. Их огромная длина в сочетании с гибкостью, наличием внутри- и межмолекулярных взаимодействий — все это приводит к образованию разнообразных элементов структуры зацеплений, узлов, обусловленных межмолекулярным взаимодействием, и образований типа зародышей ристал-лической фазы. [c.156]

Ниже Гс, когда гибкость цепей мала, свойства Т. п. аналогичны свойствам аморфных полимеров с линейной или разветвленной формой макромолекул в стеклообразном состоянии и мало зависят от частоты узлов сетки. Деформирование Т. п, ниже 7 с преимуществешто упругое модуль упругости лежит в пределах (25— 60)-Ю - илп (25—60)-10 кгс/сж , и завпспт от [c.329]

Статистическая теория высокоэластической деформации. Основная величина, характеризующая форму макромолекулы или цепи сетки,— расстояггие между К01щами цепи h. Гибкость обусловливает способность цепной макромолекулы при тепловом движении принимать многочис-иеппые конформации. Поэтому любые [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология