Влияние межмолекулярных сил на свойства высокомолекулярных соединений

Макромолекулы могут принимать различные формы, во многом определяющие свойства высокомолекулярных соединений. Так, например, линейные гибкие макромолекулы отличаются высокой эластичностью и пластичностью. Эластичностью считается способность высокомолекулярного соединения растягиваться при приложении внешнего усилия за счет выпрямления цепей макромолекул и затем, при снятии нагрузки, возвращаться в исходное, наиболее вероятное состояние. Под пластичностью понимают свойство высокомолекулярного соединения изменять форму за счет перемещения одних цепей макромолекул относительно других при наличии сдвигающего усилия, превосходящего силы межмолекулярного сцепления. Наличие полярных групп в высокомолекулярных соединениях делает их более жесткими. Жесткостью отличаются макромолекулы спиральной конфигурации. Различными свойствами в зависимости от условий существования обладают разветвленные макромолекулы. Указанные типы макромолекул связаны в высокомолекулярных соединениях межмолекулярны-ми силами сцепления, на которые оказывают влияние как взаимодействие между входящими в молекулу группами атомов, так и взаимодействие аналогичных группировок соседних молекул. [c.29]

ВЛИЯНИЕ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫХ СИЛ НА СВОЙСТВА ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ. СОЕДИНЕНИЙ [c.27]

Свойства полимерных композиционных материалов в значительной мере определяются свойствами граничных слоев полимеров на поверхности частиц наполнителя. Поверхностные слои со свойствами, отличающимися от свойств матрицы вследствие воздействия на них границы раздела с твердым телом, являются переходными, или межфазными слоями, разделяющими фазу наполнителя и фазу полимера-матрицы. Любое жидкое или твердое тело характеризуется наличием граничного, или поверхностного слоя, который можно определить как слой, свойства которого изменяются под влиянием поля поверхностных сил по сравнению со свойствами в объеме. Граничный, или поверхностный слой обладает эффективной толщиной, за пределами которой отклонение локальных свойств от их объемных значений становится несущественным. Введение такого определения правомочно благодаря малой величине радиуса действия межмолекулярных сил, что обусловливает быстрый спад влияния одной из фаз на какое-либо свойство соседней фазы. Вместе с тем в полимерных системах толщина экспериментально определяемых поверхностных слоев может быть достаточно велика в силу цепного строения полимерных молекул и вызванной ею специфики поведения высокомолекулярных соединений по сравнению с низкомолекулярными веществами [266]. [c.88]

Взаимодействие полимерных молекул с твердыми телами приводит к существенному изменению всего комплекса их свойств. Это связано г тем, что адсорбционное взаимодействие на границе раздела уменьшает молекулярную подвижность цепей и в ходе формирования полимерного материала, и при его эксплуатации, а это приводит к изменению структуры граничного слоя, изменению температур, при которых в граничных слоях происходят термодинамические и структурные переходы, и к ряду сопутствующих явлений [ 18—21 ]. Между тем структура граничного слоя и условия ее формирования прежде всего зависят от характера адсорбции и определяются прежде всего структурой собственно адсорбционного слоя. Таким образом, проблема межмолекулярных взаимодействий в наполненных и армированных системах — это также проблема адсорбции. Следует отметить еще один аспект данной проблемы — влияние адсорбции на процессы синтеза высокомолекулярных соединений, протекающие на границе раздела фаз с твердыми телами [ 1 ]. Адсорбция растущих полимерных цепей переменного молекулярного веса и изменяющегося молекулярно-весового распределения существенным образом изменяет кинетические условия реакции, а в случае получения трехмерных пространственных сеток влияет также на их структуру 122, 23]. Следовательно, адсорбционные явления играют важную роль не только в процессах переработки или эксплуатации полимерных материалов, но и при их синтезе. [c.5]

Молекулы высокомолекулярных соединений никогда не бывают изолированными, а всегда находятся во взаимодействии с другими молекулами Межмолекулярные силы слабее обычных (валентных) примерно в сто раз По мере удаления макромолекул друг от друга действие межмолекулярных сил убывает пропорционально шестой степени расстояния При возрастании молекулярной массы полимера суммарный эффект межмолекулярных сил может быть весьма велик, так как каждый атом является их источником У высокомолекулярных соединений суммарный эффект межмолекулярных сил может даже превосходить величину валентных сил На свойства некоторых высокомолекулярных веществ сильное влияние оказывает водородная связь, встречающаяся в соединениях, в молекуле которых водород непосредственно связан с кислородом или азотом (группы —ОН, —МНг и т п) При этом возникают водородные мостики [c.18]

До настоящего времени нет достаточно обоснованной теории, которая могла бы с большой достоверностью объяснить инертность высокомолекулярных соединений к действию на них различных агрессивных сред, т. е. химическую стойкость материалов ка органической основе. Однако известно влияние ряда факторов на физико-механические и химические свойства высокомолекулярных соединений. Химическая стойкость материалов на органической основе, очевидно, как и другие их свойства, зависит от химического состава, молекулярного веса, от величины и характера межмолекулярных сил, строения и структурных факторов. [c.355]

О. обладают рядом свойств, характерных как для мономеров, так и для высокомолекулярных соединений. Физико-химич. свойства соседних олигомерных гомологов заметно различаются и зависят от природы концевых групп, причем по мере увеличения мол. массы влияние концевых групп и разница в физич. константах соседних членов ряда уменьшаются. О. характеризуются значительными межмолекулярными взаимодействиями, повышенной вязкостью и высокими временами релаксации, возрастающими с увеличением размера молекул. [c.227]

В случае смеси двух высокомолекулярных соединений поляризация молекул каждого из них будет иметь характеристики, зависящие от пространственного взаиморасположения макромолекул, т. е. от совмещения компонентов. Возможно появление новых процессов диэлектрической релаксации, связанных с межмолекулярным влиянием контактов разнородных молекул. По тому как меняются времена релаксации, энергия активации или интенсивность поляризации того или иного компонента, в ряде случаев можно сделать вполне надежные выводы о морфологии полимерной композиции. Мы получаем информацию, крайне необходимую для решения важнейших проблем физики полимеров, возникающих при переходе к полимерным композициям. Это прежде всего термодинамические и кинетические аспекты формирования структуры сложных систем и прогнозирования физико-механических свойств композиционных материалов. [c.165]

В стеклообразном состоянии ориентация молекул или звеньев высокомолекулярных соединений под влиянием электрического поля почти отсутствует, так как почти все молекулы закреплены и между ними действуют максимальные по величине межмолекулярные силы. Поэтому материалы в этом состоянии характеризуются хорошими диэлектрическими свойствами. В этом можно убедиться на примере простейших веществ. Этиловый спирт, характеризующийся очень высокой диэлектрической проницаемостью при нормальных условиях (е = 25,8), при температуре —172° С, когда он находится в твердом состоянии, имеет диэлектрическую проницаемость, равную 3,1. Муравьиная кислота при —187° С имеет е = 2,4, тогда как при 15° С значение е достигает 62. [c.39]

Цепи высокомолекулярного соединения состоят из повторяющихся звеньев, имеющих одинаковое строение. От химического строения звена цепи зависит поведение высокомолекулярного соединения при его переработке и эксплуатации. Различия в химическом строении звена оказывают большое влияние на величину сил межмолекулярного взаимодействия, эластичность цепи, механические и электрические свойства материала, температуры его стеклования и текучести, а следовательно, и на возможности формования его в изделия. [c.15]

Решающее влияние на технологические процессы добычи, транспорта и переработки нефтяных дисперсных систем оказывают фазовые превращения, происходящие в различных реальных внешних условиях, Полиэкстремальные зависимости физико-химических свойств от внешних условий проявляются вследствие аналогичного изменения межмолекулярных взаимодействий между основными структурообразующими компонентами системы. Основной вклад в свойства углеводородных дисперсий вносят фазовые и полиморфные превращения высокомолекулярных соединений. Выявление и регулирование указанных превращений явл51ется важной прикладной задачей нефтяной отрасли. Особый интерес представляет изучение фазовых и полиморфных превращений в нефтяных дисперсных системах в присугствии поверхностно-активных веществ. Последние широко употребляются для регулирования процессов структурообразования в нефтяных дисперсных системах. В настоящее время проводятся интенсивные исследования влияния природы, концентрации и кристаллического строения дисперсной фазы на изменение межмолеку. ярного и контактного взаимодействия между элементами нефтяных дисперсных систем, взаимосвязи параметров фазовых и полиморфных переходов в этих системах, протекающих при изменении внешних условий их существования и различных воздействиях, с изменением физических и структурно-механических свойств рассматриваемых систем. [c.138]

Отсутствие органических обрамляющих боковых групп также оказывает существенное влияние иа свойства неорганических макромолекул, В органических полимерах электронные орСнталн атомов боковых групп защищают главную цепь от атаки нуклеофильных или электрофильных агентов, определяют характер межмолекулярных взаимодействий. В неоргаииче1 кнх высокомолекулярных соединениях этот эффект не проявляется. [c.11]

Если в гидрофобных коллоидах, представляющих собой ионста-билизированные системы, основную роль играет электрический фактор устойчивости, то в гидрофильных коллоидных системах существенное влияние на стабильность оказывает гидратация частиц. Образование на поверхности частиц развитых гидратных слоев с особой структурой и свойствами является наряду с электростатическим фактором одной из причин появления расклинивающего давления, препятствующего слипанию частиц. Стабилизирующими свойствами обладают также гелеобразные адсорбционно-сольватные слои, которые из-за упругости и механической прочности препятствуют сближению частиц до расстояний эффективного действия межмолекулярных сил притяжения. В реальных коллоидных растворах, к которым относятся загрязненные высокодисперсными примесями природные и сточные воды, может одновременно проявляться действие различных факторов устойчивости, поскольку наряду с дисперсными загрязнениями часто присутствуют органические высокомолекулярные соединения и поверхностно-активные вещества, стабилизирующие коллоидные системы. [c.22]

В отличие от ионных кристаллов [389] и низкомолекулярных жидкостей [390-392] для высокомолекулярных соединений характерны заметные различия в свойствах объема, граничного и переходного слоев, когда аномалии вязкости наблюдали на расстоянии до 500 мкм от твердой поверхности [393]. Развитие инструментальной техники позволяет выявить ряд более тонких деталей. Например, в случае жидких полидиметилсилоксанов с вязкостью (0,05-г"20,0)-м /с и узким молекулярно-массовым распределением, нанесенных на полированную стальную подложку, резкое снижение вязкости наблюдается в слоях, расположенных на расстоянии 0,2-0,3 мкм от твердой поверхности. В слоях толщиной до 1,5-2,0 мкм вязкость на 30-40% превышает объемное значение [394]. Подобные закономерности связывают с жесткостью макромолекул и межмолекулярным взаимодействием между ними, различая не менее трех профилей скоростей течения полимерной жидкости одного состава в зависимости от величины энергии ее когезии [395]. Отсюда ясно, что роль твердого субстрата зависит от молекулярной массы полимера. Коэн и Рейч методом двойного лучепреломления недавно оценили роль этого фактора [396]. Для низкомолекулярного полистирола (М = 800) упорядочивающее влияние стеклянной поверхности простирается не далее 1 мкм, тогда как с ростом молекулярной массы до 10 это расстояние увеличивается не менее, чем на порядок. Исследование аномалий вязкости растворов полимеров, протекающих через пористые среды, позволило показать, что влияние твердой поверхности распространяется на расстояние, меньшее характеристического линейного размера слоя [397]. [c.90]

У многих координационных полимеров б с-( 3-дикетонов) температура плавления лежит выше температуры их разложения. Свойства координационных полимеров, как и других типов высокомолекулярных соединений, определяются гибкостью полимерной цепи, межцепным взаимодействием и стереохимической регулярностью макромолекулы. Коршак, Кронгауз и Шейна [22] отмечают, что на силу межмолекулярного взаимодействия полимерных цепей и на плотность упаковки макромолекул координационных полимеров тетракетонов большое влияние оказывает ионный радиус металла, принимающего участие в образовании полимерной цепи. Если его размер сильно отличается от размеров других атомов, образующих цепь, это приводит к нарушению плотности упаковки полимерных цепей и ослаблению сил межцепного взаимодействия. С этой точки зрения авторы объясняют наилучшую растворимость и плавкость почти всех синтезированных ими координационных полимеров тетракетонов и бериллия. [c.67]

Водородная связь, будучи значительно слабее валентных сил (величина энергии водородной связи около 5—10 ккал1моль), прочнее обычных межмолекулярных и легко обнаруживается спектроскопически. Особое влияние она оказывает на свойства целлюлозы, белков и ряда синтетических высокомолекулярных соединений. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология