Ориентация макромолекул и кристалличность полимеров

Гибкие группы в макромолекуле, допуская свободное вращение сегментов цепи, понижают температуру стеклования введение жестких групп ее повышает . С увеличением сил межмолекулярного взаимодействия температура стеклования повышается. Ориентация макромолекул, кристалличность полимера и стереорегулярность заметно влияют на температуру стеклования . Пространственные затруднения и введение полярных групп повышают температуру стеклования. Алифатические боковые цепи до определенной длины понижают температуру стеклования. Однако при удлинении боковых цепей начинается кристаллизация разветвленных участков и температура стеклования повышается . [c.10]

Все показатели, характеризующие формоустойчивость волокон, возрастают с увеличением степени ориентации макромолекул, кристалличности полимера, степени фиксации волокна. [c.377]

Детальное исследование микроструктуры полимерных цепей с помощью аппаратуры высокого разрешения. Метод ЯМР позволяет определить порядок присоединения мономерных единиц в цепи, характер и степень стереорегулярности полимера. Для изучения упаковки макромолекул сравнивают теоретические и экспериментальные значения второго момента спектральной линии. По соотношению узкой и широкой компонент линии поглощения можно определить динамическую степень кристалличности полимеров. Величина второго момента в ориентированных полимерах дает возможность судить об ориентации молекулярных цепей. Особо следует отметить, что ЯМР позволяет определить положение водородных атомов [5]. [c.264]

Значение то для самых различных материалов лежит в пределах л (10 2—10 ) с. Это значение близко к периоду коле- баний ковалентной связи в полимере, а для низкомолекулярных веществ его можно по порядку величины считать равным времени оседлой жизни атома или периоду колебаний атома в -кристаллической решетке. Значение б о для многих полимеров оказалось близким к значению энергии химической связи в макромолекуле. Наконец, параметр у оказался структурно чувствительным — для полимера определенного химического строения он изменялся при изменении степени ориентации, степени кристалличности, содержания пластификатора. [c.371]

Для качественного определения степени кристалличности полимера наблюдают двойное лучепреломление в поляризационном микроскопе при этом необходимо исключить влияние возможной ориентации макромолекул, т. е. так называемое ориентационное двойное лучепреломление [c.90]

До сих пор речь шла только о макроскопической вязкости полимера, которая очень велика и обусловлена взаимодействием целых макромолекул при их скольжеНии относительно друг друга. Вместе с тем величина вязкости, найденная по скорости диффузии небольших молекул в полимере и зависящая от движения отдельных сегментов его цепи ( микроскопическая вязкость ), близка к вязкости простой низкомолекулярной жидкости, молекулы которой ведут себя подобно сегментам Микроскопическая вязкость тесно связана с газопроницаемостью полимеров, с диффузией (и растворимостью) газов в них, во многом напоминающей по своему механизму течение жидкостей и имеющей очень большое практическое значение (автомобильные камеры, защитные покрытия, упаковочный материал, мембраны для разделения смесей газов и т. д). Газопроницаемость высокомолекулярных соединений [19] зависит от химической и надмолекулярной структуры полимера (наличие полярных групп, кристалличность или аморфность), формы, гибкости и ориентации макромолекул, характера межмолекулярного взаимодействия и т. д существенное значение также имеют природа газа (полярность, молекулярная масса, форма, непредельность) и температура. [c.405]

Ионную полимеризацию можно проводить при очень низких температурах. Это предотвращает протекание побочных процессов, поэтому данным методом получают полимеры бо .ее регулярной структуры. При соответствующем подборе катализатора ионной полимеризации возможна строгая взаимная ориентация в пространстве боковых групп в молекулах мономера в момент их присоединения к макроиону. Это позволяет придать строению макромолекул высокую регулярность и получить стереорегулярные полимеры. Чем регулярнее строение макромолекул, тем выше степень кристалличности полимера. [c.401]

Аморфность и кристалличность полимеров, а также ориентация и кристаллизация макромолекул в процессе деформации тесно связаны с химической природой макромолекул, их пространственным строением и другими факторами молекулярной структуры полимеров. Отсюда удается проследить ее влияние на основные механические свойства полимеров. [c.90]

При охлаждении изделия в форме и после его извлечения из нее наблюдается усадка — уменьшение линейных размеров изделия. Величина усадки зависит от сжимаемости расплава полимера, его коэфф. объемного термич. расширения, скорости релаксации и степени кристалличности. Усадка в форме частично компенсируется ее подпиткой расплавом до момента затвердевания литника поэтому материал усаживается гл. обр. после извлечения изделия. Ориентация макромолекул и надмолекулярных образований при литье, а также неравномерность охлаждения изделия в форме обусловливают анизотропию усадки вдоль и поперек направления течения расплава, на участках изделия с различной толщиной и т. д. Анизотропия усадки особенно заметна у кристаллизующихся полимеров. Малая скорость релаксации и кристаллизации приводит к тому, что усадочные явления развиваются в течение длительного времени, что препятствует получению изделий со стабильными размерами. [c.38]

Кристаллическое строение полимерных материалов своеобразно, так как при охлаждении жидких полимеров чрезвычайно высокая вязкость жидкости затрудняет процесс кристаллизации и можно говорить только о степени кристалличности полимера, в котором кристаллы объединены аморфным полимерным веществом. Типы кристаллических образований в полимерах различны при пачечной ориентации макромолекул возникают, главным образом, кристаллы фибриллярного типа, т. е. в виде вытянутых нитей, видимых на репликах в электронном микроскопе другая форма кристаллов — сферолиты различного строения, обладающие общим центром (рис. 205). [c.501]

Метод широких линий используется для изучения полимеров в блоке. Форма, ширина и момент второго порядка (или просто второй момент) линии ЯМР зависят от строения цепи — наличия разветвленности, стереорегулярности, от степени кристалличности полимера. Сравнивая экспериментальное значение второго момента линии с теоретическим, рассчитанным для определенной структуры, можно получить информацию о молекулярной структуре полимера. В ориентированных полимерах — волокнах и пленках —спектр ЯМР зависит от угла поворота образца в магнитном поле, и с помош,ью ЯМР можно получить информацию о характере ориентации макромолекул или кристаллитов в полимере. Наблюдая изменение ширины линии с температурой, получают данные о молекулярном движении в полимере. Ширина и форма линии ЯМР меняется также и в том случае, когда в полимере идут химические и физические процессы полимеризация, сшивание цепей, деструкция и т. д. Метод ЯМР дает возможность изучать кинетику и механизм этих процессов. [c.14]

Химическая стойкость выше у кристаллических полимеров. Так, было показано, что стойкость поликарбонатов к действию воды, воздуха, кислот и щелочей зависит от степени кристалличности и ориентации макромолекул. С повышением степени кристалличности полиамидов снижается их водопоглощение и замедляется скорость абсорбции воды. [c.57]

Ориентационная вытяжка полимеров может привести не только к ориентации осей макромолекул в направлении вытяжки, но и к увеличению степени кристалличности полимера. Изменения е и е", вызванные увеличением кристалличности при вытяжке полимера, могут оказаться большими, чем изменения, обусловленные появлением анизотропии вследствие ориентации. Кроме того, в некоторых случаях ориентация приводит к появлению дополнительных максимумов релаксационных диэлектрических потерь при Т < Тс, которые не наблюдались у неориентированных полимеров [4, с. 141]. [c.94]

Параметр ширины распределения т мало зависит от химического строения мономерного звена или макромолекулы и более чувствителен к морфологии цепей, в частности к изменению степени кристалличности полимера [98]. Появление спектра т связывают с возможной неэквивалентностью взаимодействия элементарных диполей с ближайшим окружением, т. е. с распределением по высоте барьеров, разделяющих равновесные ориентации диполей, в разных точках объема и в разные моменты времени. [c.35]

В зависимости от скорости охлаждения изменяются степень кристалличности и размеры структур в полимере, что вызывает изменение оптических свойств пленки. При снижении скорости охлаждения расстояние до линии кристаллизации возрастает и увеличивается мутность пленки, так как в результате замедления кристаллизации происходит образование крупных кристаллических структур и уменьшается степень ориентации макромолекул. [c.163]

Для раздельного анализа степени кристалличности и ориентации полиэтилена больше подходят, согласно [1496], полосы поглощения при 1894 и 2016 см . В этой работе также показано что при очень высоких степенях вытяжки образца (700—1000%) я-компонента полосы при 1894 см и ст-компонента полосы нрг 2016 см" почти полностью исчезают. Ориентация макромолекул линейного полиэтилена остается постоянной вплоть до температуры его плавления, а для разветвленных полимеров она уменьшается с ростом температуры. Следует отметить, что при растяжении образца ие наблюдается изменений кристалличности. [c.212]

Кристаллическое состояние полимеров является фазовым состоянием. Оно характеризуется образованием высокоупорядоченных кристаллических областей (кристаллитов) и появлением специфических физических свойств. Кристаллическое состояние полимеров может быть достигнуто двумя путями 1) медленным охлаждением расплава или раствора, 2) ориентацией макромолекул материала под воздействием внешних усилий (что типично для полимеров). Процесс кристаллизации полимеров осложняется большими размерами и сложным строением макромолекул, большой вязкостью среды и другими факторами. Процент кристалличности полимера определяют методами рентгеноструктурного анализа. [c.13]

Большое влияние на изменение свойств оказывают процессы релаксации и кристаллизации, которые не успевают завершиться в полимере в процессе формования и протекают в течение длительного времени даже при комнатной температуре. Ускорению этих процессов может содействовать обработка изделии при температурах несколько ниже температур плавления полимеров. При этом сохраняется ориентация макромолекул в изделии, созданная при переработке, и одновременно увеличивается прочность за счет изменения степени кристалличности полимера в изделии и снижения внутренних напряжений. [c.222]

При температурах ниже температуры стеклования образец поликарбоната на основе бисфенола А можно вытянуть почти вдвое при этом происходит ориентация макромолекул в направлении вытяжки. Процесс сопровождается образованием шейки. В результате вытяжки двойное лучепреломление увеличивается, но рентгенограммы не показывают увеличения кристалличности полимера. [c.147]

Физико-химические свойства волокон, в том числе термо- и теплостойкость, определяются преимущественно химическим составом полимера. Присутствие в основной цепи гетероатомов, реакционноспособных групп или подвижных атомов снижает химическую стойкость волокна. Наличие гидрофильных групп приводит к повышению гигроскопичности и снижению электроизоляционных характеристик. Увеличение степени кристалличности полимера и ориентации макромолекул вызывает некоторое уменьшение гигроскопичности и повышение химической стойкости. [c.199]

В химической технологии существует два метода изменения свойств волокон. Один из них заключается в изменении химической природы макромолекул, второй — в сохранении химической природы молекул полимера. Проведенные исследования показали, что независимо от способа изменения свойств волокон наблюдается снижение их механических свойств. Это обусловлено тем, что при изменении химической природы макромолекул обычно уменьшается кристалличность полимера и ориентация волокон, а при сохранении химической природы макромолекул образуются макронеоднородности. Однако в ряде случаев, где не требуется высокая механическая прочность волокон, указанные методы изменения свойств волокон применяют с целью повышения сродства к красителям, увеличения теплостойкости, эластичности и других свойств. [c.585]

О влиянии длины цепей и их распределения на механические свойства изотропных и подвергшихся ориентационной вытяжке полимеров в литературе имеются весьма противоречивые сведения. Имеются данные о линейной зависимости между прочностью капронового волокна и величиной обратной молекулярной массы , но это — кристаллизующийся полимер и поэтому к подобным корреляциям следует отнестись осторожно. Наиболее существенные изменения прочности связываются с областью молекулярных масс З-Ю —15 10 т. е. там, где резко меняется прочность изотропного полимера. Обнаруживается также линейная зависимость между логарифмом прочности волокна и обратной величиной молекулярной массы полимеров, однако, в случае волокон, которые всегда кристалличны, тип зависимости любого параметра от М связан не с готовой структурой, а с технологической предысторией, где доминируют реологические факторы. Для ориентированных пленок поливинилацетата наблюдается линейное увеличение прочности с молекулярной массой. Однако эта зависимость четко проявляется лишь по достижении молекулярных масс, при которых прочность изотропного поливинилацетата становится неизменной. При изучении аморфных полиметилметакрилата, полистирола и поливинилацетат, получаются близкие результаты, хотя соответствующие зависимости не являются строго линейными. На механические свойства ориентированных полимерных материалов гораздо больше влияют условия формован 1я и вытяжки волокон и пленок [22].-Влияние молекулярной массы на механические свойства линейных аморфных полимеров следует оценивать с учетом изложенных представлений об их квазисетчатом строении. Прочность и другие механические свойства полимеров определяются их строением, однако при формовании и вытяжке волокон молекулярная масса полимера регулирует протекание процессов ориентации макромолекул, определяя структурные особенности и свойства получаемых полимерных материалов. [c.197]

Прочность синтетических волокон в отличие от природных значительно (в несколько раз) повышается при холодной вытяжке этих волокон после образования их прядением из расплава. Холодная вытяжка способствует дополнительной ориентации макромолекул в направлении вытяжки и увеличению степени кристалличности полимера. При этом длина волокна увеличивается на 400—600%. Ориентированное волокно или пленка имеют прочность на разрыв 3000—4000 кг1см , а неориентированное 500— 700 кг/см [10]. [c.670]

Поликарбонаты, как и политерефталаты, отличаются высокой кристалличностью. Кристаллизация поликарбоната наблюдается только выше температуры стеклования, т. е. выше 150 . Степень кристалличности полимера п степень ориентации в расположении кристаллов оказывают решающее влияние на прочностные характеристики. При кристаллизации поликарбоната образуются мельчайшие кристаллические области, не нарушающие прозрачности полимера. Кристаллитные образования характеризуются стабильностью вследствие жесткости макромолекулярной цепи, в состав которой входит большое количество фениленовых групп [107], снижающих гибкость макромолекул. Молекулярный вес применяемых в технике поликарбонатов колеблется от 20 ООО до 80 ООО. [c.714]

Благодаря развитию современных приборов с лазерными источниками возбуждения получение спектров КР превращается в стандартную процедуру. Путем сравнения спектров комбинационного рассеяния света, поляризованного параллельно и перпендикулярно к оси ориентированных макромолекул полимеров, удается вьщелить линии, чувствительные к изменению ориентации различных фрагментов макромолекул [36]. Метод КР с Фурье-преобразованием и возбуждением в ближней ИК области применяется [37] для определения цис-, транс- и винильных звеньев в полибутадиене, стереорегулярности полистирола, степени кристалличности полимеров и т.д. [c.208]

Значение электрической проводимости и закономерности ее изменения зависят от очень многих факторов типа носителей заряда (электрон, дырка, ион, полиион, молион), механизма их перемещения в полимерной матрице (зонная теория, туннельный переход, прыжковая или перескоковая модель), химического строения или структуры полимеров (наличие, характер и протяженность сопряженных связей, дипольный момент мономерного звена, степень кристалличности полимера и степень ориентации макромолекул, наличие и природа посторонних макроскопических и молекулярных добавок и примесей и др.), воздействия внещних факторов (температуры, электрического и магнитного полей и времени их воздействия). При исследовании и применении полимерных материалов особое внимание следует обращать на приэлектродные процессы, которые могут существенно влиять на силу измеряемого электрического тока. Это [c.12]

СТЕКЛОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРА полимеров, температура, прн к-рой полимер переходит при охлаждении из вязкотекучего или высокозластич. в стеклообразное состояние. Условно характеризует интервал стеклования и зависит от скорости охлаждения и способа определения. Дилатометрия, измерениями при стандартной скорости изменения т-ры установлено, что С. т. поливинилацетата 29 С, полиэтилентерефталата 80 °С, поливинилхлорида 82 С, полистирола 100 С, полиметилметакрилата 105 С. При увеличении мол. массы и полярности макромолекул С. т. возрастает. Образование поперечных хим. связей между макромолекулами также приводит к росту С. т., а введение пластификаторов — к ее снижению. В меньшей степени на С. т. влияют степень кристалличности полимера, размер кристаллитов, степень ориентации и введение яапошителей. [c.542]

Тип текстуры и дисперсия ориентаций кристаллитов м. б. определены методом рентгенографии. Труднее оцепить ориентацию макромолекул в аморфных областях кристаллического ориентированного полимера. Для этой цели чаще всего применяют различные оптич. методы. С помощью метода малоугловой рентгеновской дифракции во многих ориентированных полимерах обнаружены большие периоды [порядка десятков нм (сотен А) вдоль оси текстуры, характеризующие чередование более плотных кристаллитов с менее плотными аморфными областями. Размер большого периода представляет сумму длин кристаллита и аморфной области. Большие периоды могут отсутствовать при слишком низкой (менее 20—30%) или, наоборот, очень высокой степени кристалличности, а также в том случае, когда разница плотностей кристаллических и аморфных областей слишком мала, тобы [c.593]

Способность поливинилиденхлорида и сополимеров хлористого винилидена к холодной обработке в аморфном состоянии позволяет получать из них важнейшие промышленные изделия. При растяжении сополимеров хлористого винилидена можно добиться некоторой ориентации макромолекул при температурах выше точки плавления кристаллитов, но если полимер сначала переохладить, а затем подвергнуть растяжению, то возникает высокая степень ориентации. Возникающий при этом поперечный порядок приводит к расширению существующих кристаллических областей расположение полимерных цепей способствует образованию новых областей кристалличности. Рост кристалличности в образцах поливинилиденхлорида, ориентированных путем растяжения на 200—250%, проявляется в слабом дополнительном удлинении без приложения новой нагрузки. Хотя это явление, связанное с дополнительным вытягиванием макромолекул вследствие броуновского движения, может иметь место во всех линейных полимерах, способных к образованию поперечного порядка, оно наиболее ярко выражено в сополимерах хлористого винилидена. [c.421]

Многообразие химических реакций, в результате которых формируется углеродное волокно, и степень ориентации его структурных элементов зависят от состава макромолекул и степени кристалличности полимера, из которого были изготовлены органические волокна. Изменение степени натяжения волокон, температуры и скорости нагревания на различных стадиях пиролиза и среды, в которой проводится пиролиз, меняет течение химических реакций, структуру кокса и степень ориентации его структурных элементов. На рис. У.1,а схематически показано строение углеродного волокна, состоящего из нескольких тысяч фибрилл, взаимное расположение которых унаследовано от исходного полимерного волокна. Поперечное сечение фибриллы (по данным рентгеноструктурного и,электронно-микроскопического анализов) колеблется от сотен до тысячи ангстрем. Каждая фибрилла (рис. V. , б) состоит из лентообразных графитоподобных слоев конденсированного углерода — микрофибрилл с поперечными размерами LaJ и Ьс (рис. V. , в), разделенных между собой узкими и длинными порами, ориентация которых совпадает с ориентацией микрофибрилл [1]. Наблюдается хорошая корреляция между теоретически рассчитанной зависимостью приведенного модуля упругости Е-а углеродных волокон от параметра ориентации лентообразных слоев углерода [c.205]

Принадлежность полимеров к аморфным или кристал-лотеским в значительной мере определяет их свойства, и повышении степени кристалличности обычно увели- гч аются прочность, жесткость, плотность и снижается эластичность. Образцы аморфных полимеров обладают одинаковыми физико-механическими свойствами во всех направлениях. Однако при растяжении образцов происходит ориентация макромолекул в направлении этой деформации, сопровождающаяся увеличением прочности полимера в направлении ориентации и возникновением анизотропии его свойств. [c.17]

К сожалению, образец со 100%-ной степенью кристалличности не существует в природе. Поэтому результаты инфракрасной спектрометрии необходимо коррелировать с данными других методов. Однако, как об этом уже говорилось выше, необходимо помнить, что результаты, получаемые различными методами, могут и не совпадать. Вееркамп и Веерманс указывают на два основных источника ошибок — ориентацию и деструкцию полимера. Интенсивность полос, связанных с кристалличностью полимера, довольно сильно зависит от ориентации макромолекул. Поэтому перед экспериментом необходимо прогревать образцы. Однако при термической обработке возможна заметная деструкция полипропилена (оцениваемая хотя бы по изменению его характеристической вязкости). Эта деструкция в свою очередь влияет на кристалличность исследуемого образца. [c.353]

Степень ориентации полимерных цепей и степень кристалличности полимера также очень сильно влияют на свойства полимера. Эти показатели можно изменять путем проведения определенных обработок, специфичных для макромолекул данного класса такая обработка стала одной из неотъемлемых стадий технологии полимеров. Обычно конденсационные полимеры обладают более упорядоченным строением и большей способностью к кристаллизации, чем полимеры, полученные из мономеров винилового типа. Кристаллические полимеры могут быть как прозрачными, так и непрозрачными. Как правило, полимеры, построенные из симметричных звеньев мономера, имеют более высокие температуры размягчения по сравнению с полимерами, содержащими несимметричные структурные единицы. Это особенно заметно в тех случаях, когда в главную полимерную цепь включены циклы. Так, температура размягчения поли-этилентерефталата гораздо выше, чем нолиэтиленизо-фталата, а сложные полиэфиры 2,6-нафталиндикарбоно-вой кислоты плавятся при более высокой температуре, чем соответствующие полиэфиры 2,5-, 1,4- или других менее симметричных мономеров ряда нафталипдикарбоновых кислот. [c.22]

Свойства линейных полиамидов. Линейные полиамиды npiea-ставляют собой полимерные соединения высокой степени кристалличности. В неориентированном состоянии полиамид содержит до 50—60% кристаллических структурных образований. Отдельные упорядоченные участки макромолекул расположены параллельно друг другу. Если в звеньях макромолекул между амидными группами находится одинаковое количество метиленовых групп, то в параллельных участках цепей между карбонильными группами и иминогруппами соседних макромолекул могут возникать водородные связи (рис. 107). В процессе самопроизвольной кристаллизации расплава отдельные кристаллиты соединяются в четко выраженные кристаллитные образования — сферолиты. Путем ориентации макромолекул полимера можно увеличить количество упорядоченных участков и увеличить этим число водородных связей между карбонильными группами и иминогруппами соседних макромолекул. Образованием водородных связей можно объяснить более высокую температуру плавления кристаллитов полиамида по сравнению с кристаллитами полиэфира (при одинаковой длине цепи). [c.501]