Кристаллизация и упорядоченность

Полимеры второго типа со степенью кристалличности, близкой к 100%, рассматривают как однофазные кристаллические системы с дефектами кристаллической решетки. Процесс кристаллизации - упорядочения макромолекул - идет постепенно, по стадиям, с образованием промежуточных элементов надмолекулярной структуры. Возможны два [c.139]

Физико-химические свойства натурального каучука (плотность, теплоемкость, тепловое расширение и др.) при кристаллизации изменяются. В натуральном каучуке при охлаждении и растяжении происходит истинная кристаллизация упорядоченных участков цепи. В растянутом каучуке кристаллиты ориентируются по направлению растяжения после снятия напряжения они снова быстро плавятся и каучук становится аморфным (см. рис. 90). [c.206]

В твердом состоянии молекулы углеводородов расположены упорядоченно, образуя кристаллы различной структуры. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле и температуры кристаллизации индивидуальные н-парафины, относящиеся к полиморфным соединениям, могут кристаллизоваться в четырех формах гексагональной (а-форма), орторомбической (р-форма), моноклинной (у-форма) и триклинной (б-форма), причем последние две формы имеют угол наклона осей молекул к плоскости, в которой расположены концевые группы, соответственно 73° и 61°30. В кристаллах гексагональной структуры молекулы н-парафинов расположены так, что длинные оси их перпендикулярны плоскости, в которой расположены концевые группы молекул. При такой упаковке молекулы имеют свободу вращения вокруг своих длинных осей. Орторомбическая структура характеризуется таким же расположением молекул, однако отсутствие гексагональной симметрии обусловливает только колебательные движения молекул около своего среднего положения. Такая же форма движения имеет место и в случаях моно- и триклинной структуры кристаллов. Схематическое расположение молекул парафинов нормального строения в кристаллах разной модификации показано на рис. 28, а размеры элементарных ячеек приведены в работе [4], где указано на возможность образования кристаллов с 13 различными параметрами. Полиморфизм присущ всем нечетным н-па-рафинам, начиная с Сэ, и четным от С22 до С36. [c.120]

Фазовый переход полимера из аморфного в поли-кристаллическое состояние сопровождается изменением целого ряда свойств. Наблюдения за характером изменений, происходящих в материале, позволяют изучить те условия, при которых происходит кристаллизация. Упорядоченность распределения атомов и вытекающие отсюда свойства теснее всего связаны с. диффракцией рентгеновских лучей и двойным лучепреломлением. Изменения удельного объема и энтальпии (теплосодержание) более подходят для количественных определений кристаллической фазы полимера. Измерения механических свойств материала, определения модуля, твердости [c.88]

Изложенное означает, что энтропия является мерой неупорядоченности состояния системы. Она растет не только с повышением температуры, но и при плавлении (и возгонке) твердого вещества, при кипении жидкости, т. е. при переходе вещества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией. Ростом энтропии сопровождаются и процессы расширения, например газа, растворения кристаллов, химическое взаимодействие, протекающее с увеличением объема, например диссоциация соедннения, когда вследствие роста числа частиц неупорядоченность возрастает. Наоборот, все процессы, связанные с увеличением упорядоченности, такие как охлаждение, отвердевание, конденсация, сжатие, кристаллизация из растворов, химическая реакция, протекающая с уменьшением объема, например полимеризация, сопровождаются уменьшением энтропии. Возрастание энтропии вещества при повы- [c.177]

Растворимость кристалла зависит от его объема. Опыт показывает, например, что кристаллы сульфата бария с диаметром в 10 см в два раза более растворимы, чем кристаллы его с диаметром в 20 раз большим. Мелкие кристаллы могут проникать через поры фильтра благодаря большей растворимости, к связи с чем выпадение осадка может быть недостаточно полным. Поэтому осадок отстаивают в маточном растворе, часто нагревая его в водяной бане. Это делают с целью обеспечить естественный процесс кристаллизации — упорядочения ионов в осадке и понижения его растворимости. При повышении температуры этот процесс ускоряется. [c.203]

Исходя из представлений о механизмах спекания и рекристаллизации, было рекомендовано начинать стадию разработки при относительно низкой температуре, чтобы происходили главным образом процессы кристаллизации, упорядочения структуры. Благодаря этому при последующем повышении температуры процесс спекания существенно замедляется. Правильно выбранный температурный режим разработки и эксплуатации позволил увеличить общий срок службы катализатора [c.33]

При наличии в расплавленной соли примесей других солей растворимость металлов в ней уменьшается тем в большей степени, чем более электроотрицателен катион примеси. При этом если имеются смеси солей, то растворимость металлов в них будет наименьшей, когда соли находятся в эквивалентных количествах. Это соотношение отвечает образованию в твердой фазе химических соединений, а при температурах, близких к температуре кристаллизации, упорядоченный по своему внутреннему строению солевой расплав наименее способен растворять металл. [c.67]

Вероятность образования кристаллитов зависит прежде всего от строения структурной единицы цепей. Так, гибкость цепей и регулярность их строения благоприятствуют кристаллизации. Если цепь сильно асимметрична, упорядоченное расположение звеньев, естественно, затрудняется. Строение цепи в значительной степени определяется методом и условиями полимеризации, так как в зависимости от них можно получать полимер с более или менее закономерным расположением заместителя относительно самой цепи, особенно если эти заместители невелики. [c.578]

При охлаждении мыльного расплава протекают одновременно два процесса зарождение и формирование кристаллов (волокон) и связывание их друг с другом с образованием структурного каркаса смазки. Размеры и форма волокон зависят от условий кристаллизации. прежде всего от исходной температуры охлаждения и его скорости. Быстрое охлаждение способствует образованию мелких, а медленное — крупных волокон загустителя. Изотермическое охлаждение (постоянная температура 100—150 °С) приводит к образованию однородных по размерам кристаллов, что способствует получению смазки с наиболее упорядоченной, структурой. [c.299]

Изменения пористой структуры и поверхности обусловливаются двумя процессами кристаллизацией и спеканием. При кристаллизации катализаторов имеет место рост кристаллов и упорядочение всей структуры с устранением дефектов и других искажений в решетке кристаллов. В результате исчезают наиболее мелкие частицы, увеличивается размер пор, сокращается удельная поверхность. Однако общий объем пор при этом изменяется незначительно. В процессе кристаллизации формируется относительно стабильная и более однородная структура. [c.53]

Структурно-механическая прочность и устойчивость системы обусловливают степень упорядочения макромолекул в ассоциатах и ассоциатов между собой, влияя на вязкость системы (от которой, в свою очередь, зависит кинетика расслоения иа фазы), а также на процесс кристаллизации. [c.47]

Нефтяной углерод (кристаллиты)— -Карбонизация (прокаливание при 500—1000 °С)— -Двумерное упорядочение (прокаливание при 1100—1400 °С)— -Предкристаллизационная стадия (удаление и трансформация гетероэлементов при 1400 °С и выше)—v Кристаллизация — трехмерное упорядочение (графитация при 2300—2800 °С). [c.192]

Таким образом, в зависимости от размеров, состояния и природы структур, температуры и других факторов времена релаксации различаются существенно. Для структур с малой вязкостью дисперсионной среды времена релаксации незначительны (10 —10 о с). С повышением молекулярной массы соединений, переходом из жидкого в вязко-текучее, эластичное и твердое состояния времена релаксации увеличиваются. Большое влияние релаксационные явления оказывают иа процессы стеклования и кристаллизации нефтепродуктов. Релаксационные явления оказывают влияние ие только на упорядоченность, но и па форму ССЕ. Например, формы пор в вязкой среде принимают причудливые очертания. [c.92]

Нефтяной кокс (кристаллиты) - Карбонизация (прокаливание при 500— 1000 °С) - -Двумерное упорядочение (прокаливание при ПОО—1300 °С) - -Пред-кристаллизационная стадия (удаление и трансформация гетероэлементов при 1400—1500 °С) — Кристаллизация — трехмерное упорядочение (графитация при 2200—2800 °С). [c.199]

При одном и том же содержании углеродных атомов в молекуле наиболее высокой температурой плавления обладают нормальные алканы, где дисперсионному взаимодействию подвергаются все углеродные атомы соседних молекул. С разветвлением структуры молекул такая возможность вследствие их иной ориентации понижается, что объясняет более низкую температуру кристаллизации. В твердом состоянии молекула алкана расположена упорядоченно, образуя кристаллы различной структуры, преимущественно большие агрегаты достаточно гибких кристаллов. Процесс кристаллизации складывается из двух стадий стадия образования центров кристаллизации (или зародышей) и стадия роста этих центров. Вторая стадия кристаллизации — многоступенчатый процесс, который по различным причинам (например, вследствие возникновения механических напряжений) может останавливаться на любой промежуточной стадии. Монокристаллы образуются только в особых условиях. Обе стадии кристаллизации сильно зависят от температуры. Понижение температуры благоприятствует образованию зародышей кристаллизации, но в то же время уменьшает молекулярную подвижность, а вместе с ней и скорость роста кристаллов. Поэтому температурная зависимость скорости кристаллизации проходит через максимум. Большинство алканов имеет несколько аллотропических модификаций, кристаллизуясь в гексагональной, триклинной, моноклинной и орторомбической формах. Некоторые [c.190]

При плавлении кристаллических полимеров наблюдается последовательное изменение координационного и ориентационного порядков. Структура полимеров в твердом состоянии, характеризующаяся лишь дальним ориентационным порядком, относится к так называемой паракристаллической модификации. В пространственно упорядоченные области может входить не вся макромолекула целиком, а некоторая ее часть (рис. 3.10). Полимерная цепь последовательно проходит участки высокой упорядоченности (кристаллиты) и аморфные области. В отличие от низкомолекулярных веществ, где кристаллическая и аморфная фазы разделены четкой поверхностью раздела, в полимерах такая поверхность раздела отсутствует. Кристаллические области статистически распределены в аморфной массе. С увеличением гибкости регулярно построенных макромолекул облегчается кристаллизация полимера. [c.142]

Поскольку кристаллизация сопровождается распрямлением, упорядочением участков макромолекул, она сопровождается и уменьшением А У, - При кристаллизации имеют место положительные тепловые эффекты, что соответствует условию АЯ < О (табл. 3.2). [c.144]

Темпцжтура. Поскольку энергии активации отдельных реакций термолиза различаются между собой весьма существенно, то температура как параметр управления процессом позволяет обеспечить не только требуемую скорость термолиза, но и регулировать соотношение между скоростями распада и уплотнения, а также, что особенно важно, между скоростями реакций поликонденсацни, тем самым меняя свойства фаз и условия кристаллизации мезофазы. При этом регулированием продолжительности термолиза представляется возможным обрывать на требуемой стадии "химическую эволюцию в зависимости от целевого назначения процесса. Для получения кокса с лучшей упорядоченностью структуры коксования сырья целесообразно проводить при оптимальной температуре. При пониженных температурах из-за малой скорости реакций деструкции в продуктах термолиза будут преобладать нафтено-ароматические структуры с короткими алкильными цепями, которые препятствуют дальнейшим реакциям уплотнения и форхшрованию мезофазы. При температурах выше оптимальной скорости реакций деструкции и поликонденсации резко возрастают. Вследствие мгновенного образования большого числа центров кристаллизации коксующийся слой быстро теряет пластичность, в результате чего образуется дисперсная система с преобладанием мелких кристаллов. Возникающие при этом сшивки и связи между соседними кристаллами затрудняют перемещение и рост ароматических структур. Более упорядоченная структура кокса получается при средних (оптимальных) температурах коксования ( 480 С), когда скорости реакций деструкции и уплотнения соизмеримы со скоростью роста мезофазы. Коксующийся слой при этом более длительное время остается пластичным, что способствует формированию крупных сфер мезофазы и более совершенных кристаллитов кокса. [c.63]

Ламель - кристаллическая форма полимера, характеризующаяся складчатой конформацией (см.) макромолекул. Возникновение таких упорядоченных структур, сложенных наподобие ленты, обусловлено возникновением избыточной поверхностной энергии на поверхностях раздела фаз в процессе кристаллизации полимеров из растворов или расплавов. [c.400]

Роль дефектов в генезисе и поведении катализатора очень велика. При получении катализаторов дефекты возникают из-за неравновесного положения атомов и ионов, и по некоторым предположениям они и определяют активность. Деформации кристаллических решеток всегда возникают при адсорбции посторонних веществ или при быстрой кристаллизации. Такие деформации близки к пересыщенным системам Рогинского и являются причиной повышенной свободной энергии. Неравновесные состояния, полученные в результате суммирования дефектов и деформаций, имеют тенденцию к упорядочению решеток при рекристаллизациях и спекании поверхностей. [c.153]

При низких температурах каучук постепенно кристаллизуется кристаллическая фаза появляется и ири растяжении каучука (Кац). Кристаллизация вызывается тем, что часть длинных молекул приобретает упорядоченную или решетчатую структуру другая часть молекул остается ири этом в беспорядочном, т. е. аморфном состоянии. Кристаллический каучук представляет собой смесь кристаллических и аморфных формаций. [c.951]

В работе [9] представлены многочисленные варианты формирования ССЕ, Например, при низких температурах в условиях кристаллизации из раствора или расплава, за счет дисперсионных взаимодействий молекулы н-алканов могут сформировать ассоциат с параллельной укладкой молекул, способный самостоятельно существовать в равновесных условиях. При этом склонность молекул к ассоциации возрастает по мере перехода к высокомолекулярным и-алканам. Ядро ССЕ, образованное молекулами высокомолекулярных -алкаиов, отличается большой упорядоченностью по сравнению с сольватным слоем. Низкомолекулярные н-алканы, обладающие большей подвижностью и меньшим поверхностным натяжением, концентрируются в адсорбционно-сольватном слое ССЕ. [c.31]

Максимальное сходство жидкости с твердым веществом наблюдается вблизи температуры кристаллизации. Изменение физикохимических свойств вещества при его отвердевании (плавлении), как правило, невелико. Это видно из данных табл. 1.16, в которой приводятся относительные изменения объема V, теплоемкости С и коэффициентов сжимаемости х при плавлении, а также теплоты плавления ЛЯ л для некоторых металлов. Аналогичная закономерность наблюдается для самых различных веществ (а не только для металлов) и для многих других свойств. Так, для большинства веществ изменение объема при кристаллизации составляет 10%. Это означает, что меж-частичное расстояние меняется всего лишь на 3%, т. е. расположение частиц в жидкости близко к их расположению в кристалле. Близость же значений теплоемкости жидкого расплавленного и отвердевЩего вещества свидетельствует о сходстве теплового движения частиц в жидких и твердых телах. Их энергетическое сходство при температуре плавления подтверждается и тем, что в отличие от теплот парообразования йЯп>р теплоты пла1 ения ДЯлл невелики. Так, для иодоводорода йЯ .р-21 кДж/моль, а ДЯял-2,9 кДж/моль (см. также табл. 1.16), Это свидетельствует, что в жидкости, по крайней мере вблизи температуры кристаллизации, упорядоченное расположение частиц, свойственное кристаллам, утрачивается лишь частично. Представления, основанные на близости жидкости к кристаллу, впервые выдвинул Я. И. Френкель (1934 г.). [c.166]

Макромолекулы полимера состоят из сегментов, способных к перемен1ениям в процессе теплового движения. При кристаллизации упорядоченно располагаются либо сегменты, либо макромолекулы. Возможен пропесс кристаллизации, когда упорядоченно располагаются как сегменты, так и макромолекулы. На перестройку взаимного рас1Юложения элементов структуры в полимере влияют его релаксационные свойства. Таким образом типы кристаллических структур полимеров и закономерности их возникновения определяются специфическими особенностями полимеров — гибкостью макромолекул и комплексом релаксационных свойств. [c.171]

В зависимости от природы полимера и условий кристаллизации упорядоченные участки могут иметь различные размеры, различные характер и плотность распределения в массе полимера. В благоприятных случаях возникают характерные морфологические образования — монокристаллы, фибриллы, сферолиты, эдриты [187], включающие тем ие менее значительные количества аморфного материала. Даже образцы, полностью проросшие подобными образованиями, заслуживают названия аморфно-кристаллических ( полукристаллических ). Однако, поскольку аморфная часть здесь не образует отграниченной фазы, иногда предпочитают считать такие полимеры просто кристаллическими, при этом имеется в виду, что степень совершенства кристаллов в большей или меньшей мере понижена из-за присутствия аморфной части [27]. Такая трактовка вряд ли имеет преимущества. Во всяком случае, рассматриваемые полимеры можно охарактеризовать некоторой эквивалентной величиной, называемой степенью кристалличности. Значение ее [c.113]

Наличие в жидкости пространственного упорядочения молекул подтверждается и многими другими фактами, в частности экспериментальными данными по рассеянию света, дифракции рентге-(ювского излучения, нейтронов и электронов. Дебаеграммы жидкостей, изученных при температурах, близких к температурам кристаллизации, сходны с рентгенограммами кристаллов, они отличаются лишь размытостью колец, которая возрастает с повышением температуры. Рентгеноструктурные исследования показали, что в жидкостях, состоящих из многоатомных молекул, наблюдается не только упорядоченное расположение молекул, но и известная закономерность во взаимной ориентации частиц. Эта ориентация усиливается для полярных молекул и при формировании водородной связи. . [c.155]

Еще не так давно было общепринятым рассматривать стекла как системы с вполне беспорядочным расположением частиц, как переохлажденные жидкости, у которых, вследствие понижения температуры, вязкость ластолько возросла, что стала препятствовать кристаллизации. Путем рентгеновского анализа, исследованием спектральных и других свойств удалось, однако, установить, что такие представления правильны только частично и стеклам несвойственна полная беспорядочность расположения частиц, а в небольших элементах объема часто отчетливо проявляется упорядоченное расположение их ближний порядок). [c.157]

Морфология образующихся частиц зависит от целого ряда факторов, но наиболее важным является соотношение скоростей их зарожд ения и роста, которые в свою очередь в значительной степени зависят от пересыщения системы. Окончательный размер частиц определяется числом центров кристаллизации и скоростью осаждения вещества. Умеренно растворимые вещества, например карбонаты, обычно осаждаются в виде очень мелких частиц. При медленном, регулируемом росте умеренно растворимых солей можно получать монодисиерсные осадки. При высоких степенях пересыщения первичный критический центр кристаллизации может быть меньше размера элементарной ячейки решетки и начинает расти, не имея упорядоченной кристаллической структуры. Таким путем можно получать аморфные или частично кристаллизованные осадки [И]. При низких степенях пересыщения образуется хорошо сформированный кристаллический осадок, причем форма частиц зависит от структуры кристалла и от процессов, преобладающих на поверхности раздела фаз в ходе роста. На морфологию осадка сильно влияет скорость роста кристаллов. При низких скоростях образуются компактные кристаллы, форма которых соответствует кристаллической структуре. Ионы в растворе вблизи поверхности раздела кристалл — жидкость играют важную роль в модификации формы кристалла. При высоких степенях пересыщения нередко образуются объемистые осадки с дендритными частицами. При еще больших уровнях пересыщения получаются очень мелкие частицы, способные к агломерации или образованию золей. [c.19]

Из приведенного сравнения видно, что отличительные признаки смол заключаются в растворимости в алканах (а также в углеводородах нефтн), возможности разделения на узкие фракции однотипных групп веществ (например, моноциклические, бициклические и др.), малая степень ароматичности, поЛидисперсность и отсутствие структуры. Смолы представляют собой вещества, занимающие область между углеводородными маслами и асфаль-тенами. Именно благодаря полидисперсности, широкому интервалу молекулярных масс, отсутствию относительно сформированной молекулы,, небольшому размеру и малой степени ароматичности, межмолекулярные взаимодействия у них не приобретают решающего значения. Поэтому их можно разделить на фракции одноптипиых веществ. Вследствие этого в книге [242] предложены критерии, позволяющие более четко определить понятое асфальтены и смолы. К смолам можно отнести растворимые в углеводородах нефти высокомолекулярные гетероатомные полидисперсные бесструктурные соединения нефти, которые можно разделить на узкие фракции однотипных соединений. Начиная с определенного размера и степени ароматичности относительно сформированных полициклических молекул, решающим фактором становится меж-молекулярное взаимодействие, приводящее к формированию структуры (в известной степени сравнимой с процессом кристаллизации у полимеров), степень упорядоченности которой зависит от их химической природы. [c.269]

На стадии охлаждения расплава загустителя в масле формируется структура смазок, в значительной степени определяющая их свойства. При охлаждении мыльного расплава протекают процессы образования и роста кристаллов, проходящие через стадии формирования мицелл и надмицеллярного структурообразования, и связывания кристаллических частиц друг с другом. Размеры и форма частиц загустителя зависят от условий кристаллизации, начальной температуры охлаждения и режима его проведения (быстрое, медленное или изотермическое). При медленном охлаждении образуются крупные частицы мыльного загустителя, при быстром — мелкие. Изотермическая фисталлизация (охлаждение до достаточно высокой температуры—ПО—140°С и выдерживание при ней в течение 1—2 ч) приводит к образованию значительно более однородных по форме и размерам частиц, чем при режимах быстрого и медленного охлаждения. В результате может быть получена смазка с наиболее упорядоченной и стабильной структурой. [c.366]

Основным структурным элементом упорядоченной фазы является кристаллофафическая ячейка. Термодинамическим условием кристаллизации является [c.144]

Взаимное упорядочение полипептидных цепей (кристаллизация) происходит не только по мере уменьшения содержания воды в системе (при высушивании белкового субстрата), но и при нагревании в инертной среде. Максимальная скорость кристаллизационных процессов достигается для обоих белковых компонентов натурального шелка - фиброина и серицина - в области 180-200 °С. Аморфный серицин легко растворяется в воде при 20 °С при pH 7,0 ( 0,1), в то время как кристаллическая форма его оказывается практически нерастворимой. Температуры стеклования Гс фиброина и серицина близки и находятся в области 173-175 °С и 169-172 °С соответственно. Оба фибриллярных белка, составляющих 97-98% массы коконной нити, хараетеризуются примерно одинаковым сродством к воде теплоты гидратации фиброина и серицина составляют соответственно 50,9 и 52,1 кДж/моль. [c.376]

I. Каков элементарный акт упорядочения. Т еории кристаллизации поликристаллических материалов в большей своей части базируются на постулировании флуктуационного преодоления энергетического барьера при образовании зародышей новой фазы (центров кристаллизации или конденсации), го есть образовании устойчивой поверхности и дальнейших эле.ментарных актах присоединения и роста этой фазы [10]. [c.16]

Если в стеклообразной совокупности цепей нет регулярного упорядочения или коллоидной структуры, то говорят об аморфном состоянии. Не так давно природа неупорядоченного или аморфного состояния твердых полимеров вызывала оживленную дискуссию и тш ательно исследовалась. Примерно до 1960 г. преобладало представление о том, что в таких изотропных, некристаллических полимерах, как большинство каучуков, стеклообразных полимеров (ПС ПВХ, ПММА, ПК) или частично кристаллических полимеров (ПХТФЭ, ПТФЭ, ПЭТФ), цепные молекулы имеют случайное распределение и что модель статистического клубка, или спагетти , правильно отражает структуры этих полимеров. В последующие годы в связи с развитием рентгенографии аморфных полимеров все большее признание приобретала концепция ближнего порядка цепных молекул. Эта концепция со всей очевидностью следует из сравнения сегментального объема и плотности аморфной фазы, из электронно-микроскопических наблюдений структурных элементов, калориметрических исследований, закономерности кинетики кристаллизации и изучения ориентации полимерного клубка. После 1970 г. в дополнение к световому и малоугловому [c.26]

Рассмотрим эти превращения на примере ряда алканов [17]. При одном и том же содержании углеродных атомов в молекуле наиболее высокой температурой плавления обладают нормальные алканы, где дисперсионному взаимодействию подвергаются все углеродные атомы соседних молекул. С разветвлением структуры молекул такая возможность вследствие их иной ориентации понижается, что объясняет более низкую температуру кристаллизации. В твердом состоянии молекула алкана расположена упорядоченно, образуя кристаллы различной структуры, преимущественно большие агрегаты достаточно гибкта кристаллов. [c.54]