Современные представления о структуре полимеров

Аномалии в механических свойствах полимеров достаточно подробно рассмотрены в работах [2—5, 16, 17, 43, 48, 49]. Причины, вызывающие эти аномальные отклонения, кроются в свойствах и строении цепных макромолекул, а также в развитии тех или иных надмолекулярных структур. Исходя из современных представлений релаксационных явлений полимерных тел [16, 18, 42, 48], можно утверждать, что рассматриваемой системе полимер — растворитель при ограниченном набухании полимера с пространственной структурой присущи свойства, характерные как для жидкости, так и для твердого тела,— так называемые вязкоупругие свойства. Свойства вязкоупругости проявляются различными путями. Тело, не являющееся идеально твердым, не достигает постоянных значений деформации при постоянных напряжениях, а продолжает медленно деформироваться с течением времени (ползти). С другой стороны, не являющееся полностью жидким, тело при течении под действием постоянного напряжения может накапливать подводимую энергию, вместо того чтобы рассеивать ее в виде тепла. [c.308]

Согласно современным представлениям, достаточно гибкие макромолекулы в растворе находятся в виде статистических клубков, пропитанных растворителем. Наличие таких клубков с большим гидродинамическим диаметром, а также образование структур в растворе обусловливает аномальную зависимость вязкости растворов полимеров от их концентрации, не подчиняющуюся уравнению Эйнштейна. [c.136]

Все современные представления о структуре аморфных и кристаллических полимеров, развиваемые школой Каргина и рядом зарубежных ученых, связаны с успехами развития электронной микроскопии. В настоящее время убедительно показано многообразие форм структурной упорядоченности в аморфных и кристаллических полимерных системах, начиная от простейших агрегатов цепей типа пачек и фибрилл и кончая весьма сложными структурами типа сферолитов и монокристаллов. [c.166]

По современным представлениям, высокомолекулярные соединения построены из длинных гибких нитевидных молекул, способных изменять свою форму. Связь между макромолекулами осуществляется физическими силами межмолекулярного взаимодействия. Как показали структурные исследования, все полимеры неоднородны по физической структуре, что обусловлено большим размером и гибкостью макромолекул. Кристаллизующиеся полимеры двухфазны и имеют кристаллические и аморфные области. Аморфные полимеры однофазны, но и в этих полимерах, согласно представлениям В. А. Каргина, имеются области упорядоченности, названные им пачками. Благодаря гибкости макромолекул и их способности менять свою форму полимеры обладают высокими обратимыми деформациями, что отличает их от низкомолекулярных соединений. [c.52]

Широкое использование и высокие темпы роста производства полимеров обусловлены, в первую очередь, разнообразием их физических, химических и механических свойств. Для направленного изменения свойств, т. е для установления связи состав — структура — свойства необходимо владеть знаниями о структуре полимеров и способах се регулирования в процессе синтеза. Решение этой задачи требует серьезного анализа и обобщения обширной информации в области химии и физики поли.меров, накопленной за последние годы Отбирая эту информацию для учебного пособия, авторы руководствовались те.м, что в какой бы области полимерной науки и технологии ни работал специалист, он должен владеть знаниями не только в этой области. Действительно, современный химик-синтетик должен знать не только методы синтеза мономеров и полимеров, но и хорошо разбираться в том, как свойства получаемого им полимера зависят от химической природы исходных веществ— мономеров. Исследователь, занимающийся физикой и механикой поли.меров, должен иметь четкое представление об их химическом строении. Наконец технолог, работающий в области переработки полимеров, должен знать и химию полимеров, и их физические и эксплуатационные свойства, а также свойства их растворов. [c.5]

В учебнике изложены основы химии и физики полимеров с целью последующего изучения химии древесины и ее компонентов. Это позволяет студентам приобрести знания о строении, составе и свойствах древесины, усвоить современные представления о химическом строении, физической структуре и химизме превращений основных компонентов древесины в процессах ее переработки и уяснить главные направления использования древесины и ее компонентов. Получить необходимые сведения о синтезе полимеров и возможных направлениях их применения в лесной индустрии. Освоить основные меюды физико-химического анализа полимеров, разделения древесины на компоненты и их анализ. Заложить основы научно обоснованного подхода к переработке древесины как комплексу ресурсосберегающих экологически безопасных производств. [c.3]

Затем, по мере развития исследований разнообразных синтетических и природных полимеров, удалось получить некоторые синтетические полимеры в виде единичных микрокристаллов (монокристаллов). Понятие о кристаллической структуре изменилось - было сформулировано понятие кристаллической решетки полимеров. Одновременно изменились представления и об аморфных полимерах и сложилось новое современное понятие ориентированных полимеров. Выяснили, что процессы кристаллизации могут происходить лишь в ранее упорядоченных системах, причем возникновение простейших надмолекулярных структур начинается уже в аморфных полимерах. Механизм образования монокристаллов оказался иным, чем у низкомолекулярных соединений. [c.130]

По современным представлениям [1] структура нефтяных коксов состоит из конденсированных ароматических колец, упорядоченных в двумерной плоскости и связанных в пространственный полимер боковыми углеводородными цепочками. Двумерные плоскости, уложенные в пачки из 2—5 сеток с боковыми функциональными группами, представляют собой кристаллиты определенных размеров и структуры. Кристаллиты связаны между собой неупорядоченными углеводородными цепочками. В результате деструкции боковых цепей, происходящей при высокотемпературной обработке, наблюдается двумерная укладка слоёв, их сближение и рост кристаллитов по осям а и с . [c.114]

В соответствии с современными представлениями о структуре полимеров естественно было предположить наличие в растворах упорядоченных структур. Такое предположение тем более обоснованно, что иначе невозможно представить себе быстрого образования крнста.)лов и сферолитов из растворов. [c.340]

Согласно современным представлениям, все твердые полимерные тела существенно неоднородны на различных уровнях их организации — молекулярном, топологическом, надмолекулярном. Здесь мы будем понимать под неоднородностями структуры такие отклонения в флуктуации плотности или в размерах упорядоченных областей, которые превышают статистические, термодинамические флуктуации при данных условиях. Имеются и другого типа неоднородности структуры, которые мы будем называть технологическими дефектами (пузырьки, поверхностные трещины и т. п.), которые обычно связаны с технологией получения полимерного образца. Действуя на неоднородный материал, поле напряжений становится также неоднородным и создает концентрацию напряжений в окрестности любого дефекта, что в конечном счете приводит к локальным пластическим деформациям и разрывам атомных связей, причем в первую очередь рвутся наиболее напряженные связи. Разрыв связи происходит под действием флуктуаций энергии теплового движения, а действующее механическое напряжение уменьшает потенциальный барьер, который необходимо преодолеть для разъединения атомов [81—85]. Накопление достаточного количества разрывов приводит к образованию субмикроскопических трещин (до нескольких сот ангстрем в направлении растягивающей силы и тысяч ангстрем в направлении, перпендикулярном направлению действующей силы). Длина субмикроскопических трещин обычно совпадает с размерами надмолекулярных образований полимера [95]. [c.218]

Современные представления об адсорбции макромолекул базируются на том, что в контакт с твердой поверхностью вступают небольшие участки цепи и макро молекула распределяется на поверхности в виде дефор мированного клубка или складчатых структур, у кото рых адсорбированы только вершины петель, а сами пет ли простираются в эластическую среду [34, с. 161] Складчатые структуры образуются не только при ад сорбции эластомеров на твердой поверхности. Сущест вование складчатых структур флуктуационного типа в блоке аморфных полимеров, в том числе в эластомерах [35—38], можно считать доказанным (см. гл. 1). [c.109]

В книге обобщаются результаты многочисленных исследований в области адсорбции полимеров на твердых поверхностях, подробно рассматриваются методы исследования адсорбции полимеров, основные закономерности влияния на адсорбцию природы полимера, растворителя, сорбента. Дается теоретическое описание процессов адсорбции и выясняется ее специфика по сравнению с адсорбцией ниэкомолекулярных веществ с точки зрения современных представлений о структуре макромолекул. [c.2]

Анализ всех теорий адсорбции полимеров показывает, что применение современных представлений о структуре и свойствах полимеров и методов статистической механики для их количественного описания внесло существенный вклад в понимание механизмов адсорбции и предсказание адсорбционного поведения полимеров. Вместе с тем нельзя выделить какое-либо универсальное уравнение изотермы адсорбции. Многие данные нельзя правильно описать ни в одном из предложенных уравнений. [c.137]

Рассмотрение другой стороны проблемы — физико-химической основы получения композиционных наполненных материалов, связанной с поверхностными явлениями на границе раздела полимер — твердое тело, — было впервые дано нами в монографии Физико-химия наполненных полимеров , изданной в Киеве в 1967 г. [10]. В этой монографии была предпринята попытка предложить единый физико-химический подход, основанный на современных представлениях о строении и свойствах макромолекул, для рассмотрения совокупности факторов, определяющих йак формирование структуры наполненных полимеров, так и их свойства. [c.6]

В книге систематически изложены современные представления о структуре и механических свойствах полимеров, их смесей и наполненных конструкционных полимерных материалов приведены многочисленные конкретные экспериментальные данные для различных реальных полимеров, а также теоретические и эмпирические уравнения, которые могут быть использованы для практических расчетов. В книге также описаны и критически рассмотрены экспериментальные методы оценки механических свойств полимерных материалов. [c.335]

Положение может коренным образом измениться при переходе к ориентированным полимерам — пленкам и волокнам. Согласно современным представлениям, структура ориентированных кристаллических полимеров представляется системой микрофибрилл с последовательным чередованием вдоль них кристаллических и аморфных областей (рис. П1.1). При этом макромолекулы в кристаллитах расположены параллельно оси ориентации. Поэтому при нагревании размеры кристаллитов вдоль оси о риентации будут уменьшаться, что должно приводить к отрицательному вкладу в общий термический коэффициент расширения ориентированного полимера. [c.149]

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ПОЛИМЕРОВ [c.33]

Так, термин мицелла впервые был введен Мак-Бэиом в 1913 г, для обозначения агрегатов дифильных электролитов в водных растворах. Как известно, фундаментальной характеристикой мицеллообразующих веществ является дифильность их молекул, т, е, наличие в молекуле полярной и неполярной частей. В основе современных представлений о структуре мицеллы лежит модель Дж. Хартли, согласно которой мицеллы имеют жидкоподобное ядро, образованное из полярных головок или углеводородных хвостов (в зависимости от типа мицеллярного раствора). Граничный слой образован соответственно углеводородными частями или полярными группами тех же самых молекул, что формируют ядро мицеллы. Процесс мицеллообразования носит кооперативный характер и начинается по достижении критической концентрации мицеллообразования. Сегодня же понятие мицелла используют не только в его первоначальном смысле, но и более широко для обозначения упорядоченных областей в полимерах, органических коллоидных частиц, обнаруженных в угле, глинах и т. д. Такая трансформация термина мицелла не оправдана. Именно поэтому на Международном симпозиуме по мицеллообразоваиию, солюбилизации и микроэмульсиям было предложено применять его в первоначальном смыс.ш Г1191. [c.71]

Согласно современным представлениям физико-химии полимеров [13], для высокополимеров является характерным наличие надмолекулярных структур, которые влияют на их свойства. Рассмотрение нетканых материалов как макромоделей высокополимеров связано с отказом от этих представлений, так как в нетканых материалах с неориентированным расположением волокон невозможно представить наличие структур из волокон, которые можно было бы представить как макромодели надмолекулярных структур высокополимеров. [c.284]

Возникновение упорядоченных надмолекулярных структур в соответствии с современными представлениями является следствием одновременного существования двух различных тенденций стремления молекул полимера к минимуму поверхностной энергии, приводящего к упорядочению в расположении отдельных молекул и их агрегатов, и стремления к увеличению энтропии, направленного на уничтожение упорядоченности. [c.146]

Учитывая значительный радиус действия поверхностных сил, молекулярная теория большое внимание уделяет эффекту дальнодействия, следствием которого является зависимость структуры и свойств слоев и пленок полимеров от характера твердой поверхности. По сути дела молекулярное взаимодействие адгезива с субстратом в рамках молекулярной теории следует рассматривать не только как чисто поверхностное явление, но и в определенной степени как объемное. Молекулярная теория адгезии включает и вопросы адгезионной прочности. При этом учитываются современные представления о механических свойствах твердых тел вообще и высокомолекулярных соединений — в частности. Особенно большое внимание уделяется специфике механического поведения полимеров, релаксационному характеру развития деформаций. [c.7]

Вместе с тем, оценивая творческое наследие В. А. Каргина в современной науке о полимерах, можно утверждать, что наиболее оригинальный вклад внес В. А. Каргин в становление и развитие учения о надмолекулярной структуре полимеров и распространение структурных подходов и представлений во все основные области физики, физической химии и химии высокомолекулярных соединений. [c.5]

Вместе с тем, вопрос о роли диффузионных процессов при аутогезии значительно усложняется в связи с современными взглядами на структуру полимеров. Представления о пачечном строении полимеров, развиваемые Каргиным, Китайгородским и Слонимским [3], в настоящее время подтверждены многочисленными экспериментальными данными, относящимися к самым различным свойствам полимеров. Концепция об упорядоченной структуре полимеров должна неизбежно привести к уточнению механизма адгезии и аутогезии. Представляло большой интерес исследовать основные особенности аутогезии полимеров, обладающих различными надмолекулярными структурами с целью выяснить влияние этих структур на условия образования аутогезионной связи. С другой стороны, интересно было установить возможность применения аутогезии для изучения подвижности макромолекул, входящих в эти структуры. [c.319]

Свойства полимерного материала зависят не только от химической структуры и геометрической формы макромолекул, но и в значительной мере от их взащиного расположения. В соответствий с современными представлениями макромолекулы полимеров на-хвдятся в упорядоченном состоянии [37]. Взаимное упорядочение макромолекул относительно друг друга приводит к образованию Структур, которые называют надмолекулярными [37—40]. [c.26]

Различные приемы пространственного расположения макромолекул, продемонстрированные в приведенных выше моделях, требуют более точного определения степени упорядоченности, или, правильнее, уровня упорядоченности. Упорядочение может носить достаточно строгий характер, но не достигать того качественно отличного трехмерного порядка взаимного расположения макромолекул, который соответствует минимуму свободной энергии и носит название кристалличность . Рассматривая различные современные гипотезЕ структуры полимеров, Хёрл классифицировал их, исходя из характера кристаллической структуры. Ниже приведена эта классификация, которая, не передавая тонких деталей различных гипотез, позволяет тем не менее составить общее представление о тонкой структуре линейных полимеров [c.250]

Наиболее отвечающая современным представлениям модель атомно-молекулярной структуры карбоиизованных веществ, к которым относятся и нефтяные коксы, предложена в работах [73, 74]. По этой модели карбонизоваггные вещества состоят из конденсированных ароматических колец, упорядоченных в двумерной плоскости и связанных в пространственный полимер боковыми углеводородными цепочками (неупорядоченная часть). Коксы отличаются друг от друга соотношением упорядоченной части углерода к неупорядоченной, количеством и прочностью связей в боковых цепочках, что в конечном счете обусловливает их химическую активность при высокотемпературном нагреве и графитации. Двумерные плоскости, уложенные в пачки параллельных слоев, образуют макрочастицы (кристаллиты) определенной структуры. Таким образом, кристаллит представляет собой структурную единицу, состоящую из 2—5 ароматических сеток с боковыми функциональными группами. [c.196]

Общий теоретический курс Высокомолекулярные соединения , который преподается на химических факультетах и на некоторых отделениях биологических факультетов университетов страны, знакомит студентов с основами науки о полимерах и дает представление О ее важнейших практических приложениях. Знания эти необходимы каждому современному химику независимо от его узкой специализации. В общем курсе рассматриваются наиболее существенные аспекты химии, физико-химии и физики полимеров в их единстве, привносимом макромолекулярностью и цепным строением. Предлагаемое учебное пособие — руководство к практическим занятиям по общему курсу, естественно, исходит из тех же принципов преподавания этой дисциплины, сформулированных в свое время основателем первой в нашей стране университетской кафедры высокомолекулярных соединений академиком В. А. Каргиным. Главная задача общего практикума — закрепить у студента полученные им в общем курсе представления о химических и физических особенностях полимерного вещества, а также привить ему навыки работы в области синтеза, химической модификации изучения физико-химических, механических свойств и структуры полимеров различных классов. [c.5]

Даны современные представления о строении полимеров, особеиио-стяк их свойств (химических, физических н физнко-химнческих), методах исследованкн структуры Рассмотрена связь между строением полимеров и нх основными свойствами. Описаны способы получения полимеров Показана роль физико-химических процессов при переработке, эксплуатации н разрушении полимеров. [c.2]

В предтагаемом учебном пособии изложены современные представления о структуре полимеров, особенностях их свойств, способах регулирования структуры. В отличие от других пособий по химии и физике полимеров описаны методы исследования структуры полимеров, большое внимание уделено их теплофизическим и электрическим свойствам Рассмотрены способы получения полимеров, а также направленной физической и химической модификации их с целью создания материалов с требуемыми свойствами. В конце каждой главы даны контрольные вопросы, которые помогут студентам в усвоении пройденного материала. [c.5]

Флокуляция максимальна при одинаковом числе покрытых и непокрытых адсорбированными молекулами флокулянта частиц в системе, что объяснено на основании современных представлений о структуре адсорбционного слоя макромолекул и представлений о мостикообразовании [40, 41]. Адсорбированный на твердой поверхности полимер образует вблизи раздела фаз плотный слой, непосредственно примыкающий к поверхности, и слой обращенных в раствор хвостов и петель, распределение плотности которых убывает по экспоненциальному закону. При контакте частиц, содержащих достаточно толстые полимерные оболочки с длинными хвостами и петлями, с равным им числом свободных от молекул полимера частиц, создаются оптимальные условия для образования связи через адсорбированное высокомолекулярное вещество между поверхностью непокрытых и покрытых частиц, что и приводит к флокуляции. Поэтому эффективность флокуляции существенно зависит от способа смешивания раствора флокулянта с частицами золя. В этом отношении целесообразно использовать метод двойной добавки [42]. Суть метода сводится к тому, что добавлением исходного (незащищенного) золя объемом к определенному объему 1172 этого же коллоидного раствора, ко содержащего ад- [c.31]

Авторы настоящей книги полностью отдают себе отчет в том, что время написания большого многотомного курса физики полимеров еще не наступило. В то же время представляется вполне возможным и необходимым дать картину идей, на которых основывается современная физика полимеров, не осложняя эту картину излишними подробностями. Разумеется, при этом мы учитываем, что существует много хороших книг (отечественных и зарубежных), посвященных отдельным, а иногда специальным проблемам. В некоторых случаях эти книги имеют довольно общие названия, например, И. И. Перепечко Введение в физику полимеров [1], А. А. Тагер Физико-химия полимеров [2], Физика и механика полимеров одного из авторов и Ю. В. Зеленева [3], Б. Вундерлиха Макромолекулярная физика (в русском переводе более удобное словосочетание Физика макромолекул ) [4]. Однако в первых трех из названных книг, при всех их достоинствах, в явной или неявной форме доминирует материаловедческий уклон, а четвертая преимущественно посвящена структуре полимеров, а это, в конечном счете, опять сопряжено с материаловедением. Соответственно, представляется необходимым заранее отвергнуть некоторые устоявшиеся, но неверные представления и определить истинное место физики полимеров в системе физических наук. Подобная попытка была уже предпринята одним из авторов в работе [5]. Читатель, вероятно, сможет уловить и генетическую связь нашей книги с Курсом физики полимеров одного из авторов и Ю. В. Зеленева [6], редактором которой был другой автор. [c.3]

Для понимания многих технологических и физико-химических процессов, происходящих в полимерных материалах, очень важно рассмотреть современные взгляды на фазовые состояния полимеров. Эти взгляды сложились, во-первых, на основе общих представлений о фазовых состояниях, разработанных применительно к низкомолекулярным веществам, и, во-вторых, на основе экспериментальных" данных о структуре полимеров, приведенных в пре-дыл)1дей главе. Прежде всего следует рассмотреть ряд оби[их вопросов, связанных с понятием фазы, фачовых состояний, фазовых переходов и свойств вещесга в различных фазовых состояниях. [c.125]

Иногда в литературе выдвигается предположение о существовании в растворах полимеров непрерьшяого спектра надмолекулярных образований — от ансамблей в несколько макромолекул до частиц с размерами в несколько микрон. Такое предположение трудно обосно-Еоть, если исходить из современных представлений о структуре полимеров и их растворов. [c.228]

Очевидно, что изложенное выше утверждение противоречит современным представлениям о структуре кристаллических полимеров и полностью отрицает известную модель Хоземанна — Бонара, которой пользуется большинство исследователей. [c.64]

Современные представления о физической структуре кристаллических полимеров ца примере полиопефинов суммированы в монографии Андрианова Г. II. Физико-химия полиолефинов. М., Химия , 1974. — Прим. ред. [c.20]

В настоящее время представления о растворах полимеров как о беспорядочно перепутанных макромолекулах устарели. По современным данным, структура растворов "полимеров зависит от наличия ассоциатов или агрегатов с той или иной степенью упорядоченности. Характер структуры может быть флуктуацион-ным и нефлуктуационным. Реализация той или иной структуры определяется термодинамическими параметрами температурой, концентрацией раствора и качеством растворителя. При низких концентрациях и повышенной температуре образовавшиеся ассоциаты находятся в равновесии с макромолекулами в растворе. При повышении концентрации, понижении температуры равновесие сдвигается в сторону ассоциации. В результате образуются необратимые агрегаты, которые являются зародышами новой фазы дальнейшее ухудшение термодинамического сродства растворителя к полимеру (или повышение концентрации, или снижение температуры) приводит к фазовому расслоению. [c.151]

В соответствии с современными представлениями, основанными на данных физико-химических методов исследования, ОМУ является перегз чярным полимером с трехмерной пространствеи-ной структурой. Подобное определение в большой степени относится к углям с низкой степенью метаморфизма, которые содержат большое количество разнообразных полярных функциональных групп и мостиковых связей, состоящих из метиленовых фрагментов и гетероатомов [44]. Все это приводит к появлению большого числа водородных связей и ЭДА-взаимо-действию между отдельными макромолекулами. [c.204]

Известно, что кристаллизация высокомолекулярных соединений не лишает их способности к проявлению больших деформаций. Особенность таких деформаций заключается в скачкообразном возникновении анизотропного участка, так называемой шейки , после достижения определенного значения внешнего напряжения. Последующий процесс деформации сопровождается нарастающим удлинением полимера за счет развития шейки и перехода всего образца в однородный ориентированный материал. Обычно величины деформаций на этой стадии достигают значений многих сотеи процентов. Изучение явления обратимости шейки при отжиге до температур, близких к температуре плавления полимера [1], а также структурных изменений, наблюдаемых при деформации [1,2], привело к заключению о том, что развиваемые в кристаллических полимерах большие деформации являются по своей природе высокоэластическими и возникают в результате фазового преврагцения, т. е. плавления изотропно расположенных кристаллов и образования за счет рекристаллизации благоприятно ориентированных по отношению к силовому полю новых кристаллов. Однако существует мнение, что большие деформации могут возникать за счет переориентации и изменения формы самих кристаллов без сопутствующего превращения внутренней структуры [3—5]. Последняя точка зрения также не противоречит современным представлениям о структуре кристаллических полимеров. Таким образом, в настоящее время не существует единого мнения об этом важном свойстве полимеров, что связано с недостаточным значением всех особенностей проявления больших деформаций в кристаллических полимерах. [c.336]

Представляло интерес рассмотреть механизм пластифицирующего действия пластиф)икаторов в свете современных представлений о структуре аморфных полимеров на таком примере наиболее жесткоценного природного высокомолекулярного вещества, каковым является целлюлоза. Для этой цели был использован промышленный образец сульфитной целлюлозы со средним молекулярным весом около 200 ООО. Предварительно п еллюлоза переводилась в порошкообразное состояние растворением ее в триэтилфениламмонийокспде с последующим осаждением 2%-ным раствором уксусной кислоты. Полученный осадок тщательно промывался водой, затем ацетоном и, наконец, этиловым спиртом и высушивался в сушильном шкаф у при 80° до постоянного веса. В качестве пластификаторов были выбраны низкомолекулярные соединения, ограниченно смешивающиеся с целлюлозой, причем одно из них (роданистая соль гуани-дипа) смешивается с целлюлозой несколько лучше, чем другое (мочевина). [c.320]