Физическая структура макромолекул

Под физической структурой понимают устойчивое расположение атомов, молекул, агрегатов молекул, обусловленное физическими взаимодействиями. Для полимеров можно выделить два уровня физической структуры. Первый относится к молекуле (физическая структура макромолекулы) и наряду с химическим строением молекулы учитывает внутримолекулярное нехимическое взаимодействие, второй - к конденсированному состоянию полимера и определяется не только молекулярными характеристиками, но и межмолекулярными взаимодействиями (физическая структура полимера). [c.118]

Физическая структура макромолекул [c.166]

Изменение физической структуры макромолекул при синтезе. Способ и условия синтеза могут оказывать существенное влияние на физическую структуру образующегося полимера (аморфная или кристаллическая, сферолитная, глобулярная, фибриллярная). В качестве примера в табл. 9.3 показано влияние физической структуры на физико-механические свойства иоли.мера. Из табл. 9.3 видно, что упорядоченность структуры полимера существенно влияет на его свойства. [c.240]

Наличие в звеньях молекул двойных связей в основном объясняет высокую реакционную способность эластомеров. Они легко вступают в химическое взаимодействие с кислородом воздуха, озоном и различными низкомолекуляр ными соединениями, которые присутствуют при получении, хранении, переработке эластомеров, а также в условиях эксплуатации самих эластомеров и изделий из них. Благодаря высокой реакционной способности эластомеров открываются широкие возможности направленного изменения их свойств в широком диапазоне проведением тех или иных химических превращений с изменением как химической, так и физической структуры макромолекул и надмолекулярной организации. Это лежит в основе химической модификации эластомеров как важного направления исследования и практического использования для получения новых ценных продуктов и изделий на базе выпускаемых промышленностью синтетических полимеров. [c.135]

Модификацией имеющихся полимеров можно быстрее и экономичнее получить новые полимерные материалы. В промышленности используют следующие методы модификации 1) изменение химического строения макромолекул полимера (химическая модификация) 2) изменение физической структуры полимера без изменения его молекулярной массы и химического строения (структурная модификация) 3) применение смесей полимера с другими соединениями. Наиболее часто используется химическая модификация, которая осушествляется введением новых функциональных групп в молекулу полимера, введением новых звеньев в макромолекулу (синтез сополимеров) и получением привитых и блочных сополимеров, а также разветвленных и пространственных полимеров. [c.200]

Химические и физические свойства полимерных соединений зависят от химического строения отдельных звеньев, составляющих макромолекулы, структуры макромолекул, величины среднего молекулярного веса полимера и степени его полидисперсности. [c.20]

Физические и механические свойства полимеров сильно зависят от структуры макромолекул. Линейные полимеры характеризуются эластичностью, способностью набухать или растворяться в растворителях, обладают термопластичными свойствами. Полимеры с термопластичными свойствами при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс является обратимым. Полимеры при этом не претерпевают никаких химических изменений. [c.336]

Форма и структура макромолекул полимеров. Макромолекулы полимеров могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми. Линейные полимеры образуются при полимеризации мономеров или линейной поликонденсации. Разветвленные полимеры могут образоваться как при полимеризации, так и при поликонденсации. Разветвление полимеров прн полимеризации может быть вызвано передачей цепи на макромолекулу, росте боковых цепей за счет сополимеризации и другими причинами. Разветвленные полимеры образуются при поликонденсации многофункциональных соединений, а также в результате прививки к макромолекулам боковых цепей. Прививку проводят либо путем взаимодействия полимеров с олигомерами или мономерами, либо путем физического воздействия (например, 7-облучения) на смесь полимера и мономеров. Сетчатые полимеры образуются в результате сшивки цепей при вулканизации, образовании термореактивных смол и т. д. Форма макромолекул влияет на структуру и свойства полимеров. [c.357]

Механические свойства полимеров определяются элементным составом, молекулярной массой, структурой и физическим состоянием макромолекул. [c.361]

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]

Протяженность блоков сопряжения и расстояние между ними зависят от метода синтеза полимера с сопряженной системой связей, его химического строения, конформационной устойчивости макромолекул, энергии межмолекулярных взаимодействий и от физической структуры полимера. Все факторы, приводящие к нарушению копланарности, снижают степень делокализации электронов и ухудшают свойства полимеров, обусловленные системой сопряжения. Кристаллизация, если она не связана с изменением конформации молекул и нарушением копланарности, приводит к улучшению в первую очередь полупроводниковых свойств, так как переход электронов от одной молекулы к другой облегчается упорядоченным расположением макромолекул в полимере. [c.410]

Одним из новых направлений синтеза полимеров с заданными физическими, механическими или химическими свойствами является метод привитой полимеризации (табл. 6.1 и 6.2). Химическая структура макромолекулы полипропилена позволяет осуществлять прививку мономеров винилового типа как за счет реакций [c.140]

Здесь мы впервые столкнулись с модификацией свойств полимерных материалов, к которой приводят практически всякие изменения в химическом строении макромолекул и физической структуре полимерного тела. Часто физическая модификация обусловлена изменением химического строения, а иногда полностью им определяется. [c.23]

Выше были рассмотрены различные химические аспекты формирования макромолекул в процессе поликоиденсации. Однако условия проведения поликонденсационного процесса подчас оказывают влияние и на физическую структуру образующегося полимера. [c.93]

В учебнике в достаточно компактной четкой форме излагается на современном уровне обширный по тематике материал. Особое внимание уделено строению макромолекул и физической структуре полимеров как основе для понимания структуры и свойств синтетических полимеров и высокомолекулярных компонентов древесины. Рассмотрены процессы синтеза полимеров, в том числе биосинтеза природных полимеров. Детально излагаются свойства синтетических полимеров, используемых при получении разнообразных материалов и изделий на основе древесины и продуктов ее переработки. Учебник содержит необходимые сведения по анатомии древесины и строению клеточной стенки. Значительное место отводится изложению теоретических основ процессов химической переработки древесины и ее компонентов. [c.2]

Водородные связи в целлюлозе имеют очень важное значение. Они определяют физическую структуру целлюлозы (форму макромолекул, фазовые и релаксационные состояния, надмолекулярную структуру) и оказывают влияние на все свойства целлюлозы - физические, физикохимические и химические (химическую реакционную способность). [c.235]

Приводятся сведения о строении и физических свойствах макромолекул и структуре полимеров, термодинамике последних и их растворов, статистической физике макромолекул и полимерных сеток, релаксационных явлениях (механическая, электрическая и магнитная релаксация). Рассматриваются такие состояния полимера, как высокоэластическое, ориентированное и жидкокристаллическое. Отличительная особенность книги — математическое описание теории процессов и явлений, свойственных полимерным системам. [c.2]

Биологическая специфика процессов молекулярного узнавания определяется макромолекулярной структурой основных биологически функциональных веществ — белков и нуклеиновых КИСЛОТ- Важнейшее физическое свойство макромолекулы — ее [c.608]

Перечисленные методы дают сведения не только о строении макромолекулы (взаимное расположение атомов, строение мономерных звеньев и характер их чередования в цепи, наличие разветвлений и т. д.), но также о типе химической связи между ее атомами, о физической структуре полимера (взаимное расположение и конформация цепей, упорядоченность их укладки, кристалличность), о характере теплового движения частиц (подвижность макромолекул и их фрагментов, процессы диффузии), о механизме синтеза полимеров и их химических превращениях, о процессах, протекающих вблизи фазовых границ (например, адгезия полимера к твердой подложке), о природе взаимодействия макромолекул с растворителями и т. д. [c.16]

Типы структур у полимеров. Всякая структура строится из тех или иных структурных элементов. В простейшем случае такими структурными элементами являются атомы, от порядка размещения этих атомов в макромолекуле (первичная структура) зависит химическое строение полимера (гл. I). Физическая структура характеризуется формой и взаимным расположением цепных молекул. [c.430]

Химическая деструкция [26, 27]. Наиболее распространенным и изученным видом химической деструкции является гидролитическая. Разрыв связей и присоединение к ним воды катализируются ионами Н+ и ОН- (щелочами или кислотами). Гидролиз также ускоряется ферментами, которые в отличие от обычных катализаторов действуют более избирательно, т. е. иа определенный вид связи. Склонность к гидролизу определяется природой функциональных групп и связей макромолекулы, а также физической структурой полимера. Гидролитическая деструкция может сопровождаться гидролизом боковых функциональных групп, вызывающим изменение химического состава полимера, но концевые группы, возникающие при разрыве макромолекулы, не отличаются по своей природе от концевых групп исходного полимера. При. небольшой [c.623]

Причиной старения является деструкция макромолекул с последующим изменением физической структуры полимера. Таким образом, в полимере одновременно протекают два процесса — деструкция макроцепей с образованием свободных радикалов и структурирование в результате взаимодействия радикалов с концами и фрагментами макромолекул. Роль стабилизаторов заключается в предотвращении развивающихся процессов деструкции. [c.26]

Таким образом, из изложенного следует, что изучение набухания наполненных полимеров может дать ценную информацию об их структуре. Если при получении наполненного полимера, например при вулканизации, под влиянием наполнителя не происходит изменения числа химических связ Й, то по данным о набухании можно определить число дополнительных узлов в сетке полимера, образованных в результате физических взаимодействий макромолекул полимера с поверхностью наполнителя. Это дает возможность качественно судить о прочности адгезионных связей, поскольку теоретические уравнения для процесса набухания учитывают как химические, так и физические связи. [c.37]

Строение макромолекул, характер их теплового движения, физическая структура полимера, наличие в нем примесей или специальных добавок влияют на вид, концентрацию и подвижность носителей. В связи с этим значение остаточной электрической проводимости зависит от многих параметров, характеризующих строение и состав полимерных диэлектриков. [c.57]

При изготовлении вискозного и медноаммиачного волокон из природной целлюлозы получают растворимые производные, из растворов которых формуют волокна требуемой формы, длины, тонины и с нужными физико-механическими свойствами. При формовании таких волокон в осадительной ванне происходит регенерирование целлюлозы, образуются так называемые гидратцеллюлозные волокна. По относительной молекулярной массе, физической структуре, форме упаковки и расположению макромолекул, а также по ряду других особенностей строения волокна из регенерированной целлюлозы существенно отличаются от природных целлюлозных волокон — хлопка и льна. [c.21]

Как структура макромолекул влияет на физические свойства полимера [c.53]

Таким образом, химические реакции полимеров имеют много общего с подобными реакциями их низкомолекулярных аналогов. Однако специфика полимеров вносит и существенные отличия. Для полимеров характерно неполное превращение реагирующих фупкциопальпых групп. Физическое, фазовое состояние полимеров может заметно влиять на это отличие—доступ реагента может быть облегчен или затруднен к местам расположения функциональных групп в макромолекулах. Поэтому характерным признаком продуктов химических превращений полимеров является их композиционная неоднородность. Классификация химических реакций полимеров учитывает изменения как химической, так и физической структуры макромолекул. Примеры полимераналогичных, внутримолекулярных и межмакромолекулярных реакций хорошо подтверждают этот тезис. Химические реакции определяют пути стабилизации и модификации свойств полимеров. [c.230]

Термостабильные соединеиия при пагревапии ие переходят в пластичное состояние н мало изменяют физические свойст1 а вплоть до температуры п> термического разложения. 1 таким соединениям относятся вещества с высокоорненифоваииой структурой линейных мак[)омолекул и вещества, имеющие сетчатую или пространственную структуру макромолекул, например политетрафторэтилен, полиэфирные смолы и др. [c.390]

Известно несколько видов полипропилена, различающихся строением макромолекул. Если все группы СН3 расположены по одну сторону от плоскости, то такая структура макромолекулы полипропилена называется изотактической. Но возможны и другие положения группы СНд. Они могут быть расположены по разные стороны, притом в той или иной последовательности чередоваться с атомами водорода. Все эти виды полипропилена отличаются друг от друга по своим физическим и физико-химическим свойствам. Изотакти-ческий полипропилен имеет наибольшую температуру плавления (174° С) и наибольшую характеристическую вязкость по сравнению с другими видами полипропилена. [c.341]

Итак, большая длина цепных макромолекул прчводит к появлению у них гибкости. Гибкость ограничена взаимо йствием атомов и атомных групп, связанных с основной цепью. )то взаимодействие ограничивает свободу вращения вокруг углерод-углеродных связей в макромолекуле. Чем больше взаимодействие, тем выше барьер вращения и тем меньше гибкость макромолекулы. Гибкость макромолекул проявляется в характерной для полимеров зависимости свойств от температуры и обусловливает существование трех физических состояний полимера и особенности его кристаллической структуры. Наличие двух основных элементов структуры — макромолекул и их сегментов — обусловливает особенности надмолекулярной структуры и, в частности, существование флуктуационной сетки. Все это вместе делает для полимера наиболее типичной не чисто упругую или чисто вязкую (необратимую) деформацию, а деформацию вязкоупругую. [c.105]

Изучение химических реакций полимеров имеет в виду две важные, но различные цели модификацию свойств известных и доступных природных или промышленных полимеров и стабилизацию свойств полимера, которые могут изменяться в нежелательную сторону в результате воздействия теплоты, света, воздуха и разных химических веществ, в контакте с которыми находится изделие из полимера. Так, например, защита от тепловых и окислительных воздействий позволяет резко удлинить сроки эксплуатации изделий из полимеров. Совершенно очевидно, что задачи модификации и стабилизации полимеров могут тесрю переплетаться, так как в результате модификации могут быть получены более стабильные полимеры. Таким образом, модификацией можно назвать изменение свойств полимеров для получения нового качества или устранения нежелательного качества полимера. Модификация может быть физической и химической. Для улучшения свойств полимеров при физической модификации используется направленное изменение их физической структуры (см. ч. 2), а при химической модификации — химические реакции по функциональным группам или активным центрам, в макромолекулах. Однако во всех случаях модификация приводит к изменению не только химических, но и физических и механических свойств полимеров. Именно тесная связь этих свойств, как мы уже знаем, определяет ценные качества полимеров в природе, технике и быту. [c.215]

Во второй главе обсуждается подход к компьютерному материаловедению полимеров на атомно-молеку лярном уровне, основанный на методе инкрементов. Рассчитань инкременты различных атомов и их основных групп. Приведены основные физические представления о структуре макромолекул полимеров и определяющих ее параметрах. Дана методика расчета такой важной характеристики структуры полимера, как коэффициент молекулярной упаковки. Установлена связь между свободным объедгом полимера, коэффициентом молекулярной упаковки и параметрами его пористой структуры. Для экспериментального определения характеристик дгикропорисгой структуры полимеров использован метод аннигиляции позитронов, с использованием которого выявлены структурные изменения в полимерах при их релаксации. [c.15]

При подготовке у глей к коксованию, в особенности с применением -нагрева, а затем в камерах коксовых печей, уголь подвергается механическому разрушению, испытывает термомеханические и термохимические воздействия. Эти процессы протекают в условиях различной газовой среды. Но, поскольку уюль является полимером с лабильной гидроароматической структурой макромолекул, в которой активную роль играют водородные связи [17], газовая среда должна оказывать влияние на свойства поверхности зерен углей [38-45], что, в свою очередь, не может не сказаться на их спекаемости. Следовательно, влияние газовой среды представляется интересным прежде всего для практики, гак как в разработках многих процессов подготовки углей активная роль отводится газовому агенту-носителю как в холодном так и в нагретом o тoяни г Вместе с тем, этот вопрос имеет теоретическое значение, поскольку позволяет изучить физическое и химическое взаимодействие активных составляющих I повой среды с доступной поверхностью угля и влияние на его спекаемость. [c.30]

В первой части обсуждены тенденции развития области поликонденсации. На базе современных данных проанализированы особенности равновесной и неравновесной поликонденсации, константы равновесия различных процессов, влияния на них строения исходных веществ, природы реакционной среды, температуры реакции, включая равновесие в таких новых, сложно протекающих процессах, как поликонденсация тетранитрилов ароматических тетракарбоновых кислот с диаминами. Проанализированы механизм и закономерности формирования макромолекул в процессах поликонденсации, в том числе формирования микроструктуры полимерной цепи в процессах сополикон-денсации (образование статистических и блок-сополимеров), получения полимеров, построенных по типу "голова к хвосту" и конформационно-специфической поликонденсации, с учетом химического строения исходных веществ, функциональности, реакционной способности функциональных групп, природы реакционной среды, возможных побочных процессов. Рассмотрена проблема разнозвенности поликонденсационных полимеров и показана необходимость ее познания для создания полимеров с желаемым комплексом свойств. Проанализированы данные о влиянии природы реакционной среды на физическую структуру синтезируемых поликонденсацией полимеров с жесткими цепями макромолекул и показаны возможные пути регулирования конформаций макромолекул в процессе синтеза. [c.4]

Межмолекулярное взаимодействие (высокая энергия когезии) оказывает решающее влияние на все свойства полимеров, делая последние резко отличающимися от низкомолекулярных соединений. Энергия когезии влияет на физическую структуру, на физические, физико-химические и химические свойства (химическую реакционную способность) полимеров. Межмолекулярное взаимодействие определяет агрегатное состояние из-за высокой энергии когезии у полимеров отсутствует газообразное состояние, и при нагревании они разлагаются. Межмолекулярное взаимодействие влияет на фазовое состояние полимеров, способствуя упорядочению макромолекул, в том числе кристаллизации, с образованием надмолекулярных структур различного типа (см. 5.3). Из-за высокой энергии когезии полимеры труднее растворяются, чем низкомолекулярные соединения, и для них труднее подбирать растворители (см. 7.1). Межмолекулярное взаимодействие делает полимеры химически менее реакционноспособными по сравнению с низкомолекулярными соединениями аналогичного химического строения, так как химическому реагенту для проникновения в массу полимера необходимо преодолеть энерг ию когезии. Внутримоле- [c.128]

При изучении физической структуры полимеров (формы макромолекул и конформационных превращений, водородных связей, надмолекулярной структуры), а также и химического строения применяются разнообразные физические методы исследования микроскопия (световая, ультрафиолетовая, электронная) рентгеносчруктурный анализ электронография спектроскопия (ультрафиолетовая, инфракрасная, ядерного магнитного резонанса и др.) оптические методы (метод двойного лучепреломления) и др. [c.143]

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]

Целлюлоза - наиболее распространенный в природе полисахарид. Кроме древесины, в большом количестве она содержится в семенных волосках хлопка (96...99%), в лубяных волокнах таких текстильных растений, как лен, рами (80...90%), соломе злаков и др. Свойства целлюлозы -физические, физико-химические и химические зависят как от химического строения целлюлозы, так и от ее физической структуры - формы макромолекул, межмолекулярного взаимодействия, надмолекулярной структурь[ и фазового и релаксационного (физического) состояний. Целлюлоза, будучи основным компонентом клеточных стенок, во многом определяет строение и свойства древесины. [c.225]

Существенное влияние на физические свойства полимеров оказывают четыре фактора, характеризующие структуру макромолекул (полимерных цепей). Один из факторов - средняя длина цепи, к другим трем факторам относятся сила взаилюдействия между полимерными цепями, регулярность упаковки цепей и жесткость отдельных цепей, a юe сильное меж-молекулярное взаимодействие возникает, когда цепи имеют поперечные. мостики, т.е, образуют друг с другом хи.мические связи. Этот процесс называют сшиванием, он часто происходит при нагревании, Образование поперечных связей замыкает полимерные цепи в трехмерную сетку, поэтому таким поли.мерам при нагреве уже нельзя придать новую форму. Жесткие полимеры такого типа называют термоактивными К ним относятся полиэфирные, эпоксидные, алкидные и другие с.мольг Трехмерная (сшитая) структура позволяет эластомерам (напри.мер, каучук) долго вьщерживать достаточно высокие те.мпературы и циклические нагрузки без остаточной деформации. Многие перспективные полимеры, напротив, термопластичны и размягчаются при нагреве (например, полиолефины, полистирол и др ). [c.48]

Используем введенное одним из авторов понятие конфигурационной информации [9, т. 2, с. 100], являющейся своего рода мостом от химической структуры к физическим свойствам макромолекул и образуемых ими тел, но перед этим условимся о терминологии, применяемой в дальнейшем. В основном— это термины и понятия, приведенные в [9, т. 2, с. 100], но несколько модифицированные уже упоминавщимися регламентированными ИЮПАК терминами [8]. [c.33]

Для исследования релаксационных процессов, внутри- и межмолекулярных взаимодействий в полимерах большое значение имеют акустические методы, которые также могуг быть использованы для определения геплоемкости при температурах, близких к абсолютному нулю, прочности высокомолекулярных материалов, ориентации макромолекул, степени сшичания и т. Д. Наличие четкой зависимости химического строения, физической структуры, молекулярной подвижности и т. д. от 1аких параметров, как скорость и коэффициент поглощения звука, позволяет быстро и точно измерить Е" и tg ср в широком диапазоне частот и амплитуд без изменения структуры или разрушения изделия, что облегчает интерпретацию полученных результатов в случае акустических спектрометров эти измерения автоматизированы. Особо перспективно применение акустических методов в дефектоскопии полимеров и при неразрушающих испытаниях. См. [14]. [c.389]

И структуры макромолекул (сыьори1ичиь111 компактные глобулы, желатина — коллагеноподобная спираль, ПВС и его производные — рыхлые клубки) реологические кривые обнаруживают несколько участков, различающихся по своей физической природе. Кривые имеют условно-упругоэластические области до предела текучести Pk , и в этой области деформации полностью обратимы. Затем следует небольшой участок медленной ползучести с постоянной пластической вязкостью г] . В этой области происходят незначительные разрушения связей, которые при ма- [c.222]

Отсутствие тесных корреляционных связей для казалось бы очевидных зависимостей количества мономолекулярно и физико-хими-чески связанной воды с приведенными выше параметрами торфа нашли в настояш,ее время объяснение, основанное на глубоком изучении химических, физико-химических процессов, протекающих в торфе при различного рода воздействиях. В частности, например, физико-химические исследования торфа различной влажности и степени замещения ионообменного комплекса на ионы кальция позволили показать, что гидрофильные свойства его не являются суммарным эффектом гидрофильности твердой составляющей торфа и гидратации вводимых катионов. Вследствие подвижности макромолекул органической части в торфе относительно легко происходят структурообразовательные процессы, приводящие к изменению физической структуры его ассоциатов. Соответственно изменяются и водные свойства [3, 6]. Среднее [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология