Прочность и плотность упаковки макромолекул

Присутствие алифатических заместителей в метиленовых звеньях диаминов и дикарбоновых кислот затрудняет кристаллизацию полимера и ориентацию его макромолекул. Плотность упаковки в полимере нарушается, при этом снижается температура плавления полимера и уменьшается его механическая прочность. Например, температура плавления полиамида, полученного из метиладипиновой кислоты [c.450]

Многие линейные полимеры могут плавиться без разложения, причем их расплавы также обладают очень высокой вязкостью. Линейные полимеры отличаются хорошими физико-механическими свойствами большой прочностью и эластичностью. Гибкость макромолекулы линейных полимеров способствует их растворению и плавлению, а способность гибкой макромолекулы изменять форму под влиянием внешних условий обусловливает высокие эластические свойства. Значительное разрушающее напряжение для линейных полимеров объясняется главным образом тем, что линейные макромолекулы могут достигать высокой степени ориентации относительно друг друга и иметь большую плотность упаковки, что приводит к возникновению многочисленных межмолекулярных связей с высокой суммарной энергией. [c.47]

Линейные полимеры отличаются хорошими физико-механическими свойствами прочностью и эластичностью. Линейные макромолекулы могут достигать высокой степени ориентации друг относительно друга и иметь большую плотность упаковки. 142 [c.142]

Все линейные полимеры принципиально могут быть переведены в раствор. Растворы линейных полимеров даже при относительно небольших концентрациях обладают высокой вязкостью, в десятки и сотни раз превышающей вязкость соответствующих растворов низкомолекулярных соединений. Многие линейные полимеры могут плавиться без разложения, причем их расплавы также обладают очень высокой вязкостью. Линейные полимеры отличаются хорошими физи-ко-механическими свойствами большой прочностью и эластичностью. Гибкость макромолекулы линейных полимеров способствует их растворению и плавлению, а способность гибкой макромолекулы изменять форму под влиянием внешних усилий обусловливает высокие эластические свойства. Значительная разрывная прочность линейных полимеров объясняется главным образом тем, что линейные макромолекулы могут достигать высокой степени ориентации относительно друг друга и иметь большую плотность упаковки, что приводит к возникновению многочисленных межмолекулярных связей с высокой суммарной энергией. [c.51]

Впервые связь между газопроницаемостью Р и структурой высокополимеров была изучена С. А. Рейтлингером , который показал, что изменение длины цепи макромолекулы полимера не оказывает существенного влияния на проницаемость пленок высокополимеров для водорода. Большое влияние на газопроницаемость оказывает форма цепей, размеры и полярность боковых групп и прочность межмолеку-лярных связей высокополимеров. Экспериментально было установлено, что уменьшение плотности упаковки вследствие разветвленности молекул полимера приводит к повышению проницаемости, диффузии и сорбции из-за ослабления межмолекулярного взаимодействия. Большие меж-молекулярные расстояния благоприятствуют сорбции, а большая свобода колебательных движений отдельных участков цепей увеличивает проницаемость и ускоряет диффузию сорбированного газа в высокомолекулярном соединении. [c.43]

Полиэтилен высокой плотности (низкого и среднего давления/ отличается от полиэтилена низкой плотности более высокими прочностью, плотностью, жесткостью и температурой плавления. Это обусловлено различием в молекулярной массе и степени разветвленности макромолекул. Разветвления затрудняют плотную упаковку макромолекул и уменьшают степень кристалличности. В ннзкомолекулярном разветвленном полиэтилене всегда наряду с кристаллической имеется и аморфная фаза. Соотношение этих фаз и определяет физико-механические свойства полимера. Являясь неполярным углеводородом, полиэтилен обладает высокой химической стойкостью. Он не смачивается водой и другими полярными жидкостями, устойчив к действию водных растворов кислот, щелочей и солей (однако при температуре выше 60° в серной и азотной кислотах быстра растворяется). Масла, жиры, керосин и другие нефтяные углеводороды не действуют на полиэтилен, причем полимер высокой плотности отличается большей стойкостью. [c.323]

Гибкость макромолекулы линейных полимеров способствует их растворению и плавлению, а способность гибкой макромолекулы изменять форму под влиянием внешних усилий обусловливает высокие эластические свойства. Значительная разрывная прочность линейных полимеров объясняется главным образом тем, что линейные макромолекулы могут достигать высокой степени ориентации относительно друг друга с большой плотностью упаковки, что приводит к возникновению многочисленных межмолекулярных связей с высокой суммарной энергией. [c.37]

При повышении давления вследствие более плотной упаковки макромолекул в значительной степени должна увеличиваться механическая прочность изделий. Даже в тех случаях, когда давление при кристаллизации невелико и образуются структуры из сложенных цепей, прочность изделий выше, чем при кристаллизации без давления. Это объясняется тем, что при кристаллизации под давлением образуются более мелкие сферолитные структуры. Однако имеются данные о неоднозначном изменении свойств полимеров в зависимости от давления. Так, на кривых зависимости от давления плотности, механической прочности и других свойств имеется два максимума при изменении давления от 20 до 200 МПа один в области 60 МПа, а второй — 140 МПа. [c.25]

В результате увеличения плотности упаковки облегчается возможность возникновения сил притяжения между атомами соседних макромолекул, в частности, имеет место образование водородных связей, т. е. связей за счет сил взаимного притяжения между атомами водорода и другими атомами соседних цепей. Эти силы проявляют себя как слабые поперечные связи. Несмотря на небольщую энергию отдельной связи, они из-за чрезвычайной многочисленности приводят к значительному увеличению прочности волокна. [c.78]

Линейные полимеры отличаются высокими физико-механическими показателями высокими пределом прочности при разрыве и эластичностью. Эти особенности свойств линейных полимеров вытекают из их строения. Наличие двух типов связей—химических валентных связей и физических межмолекулярных взаимодействий,—различающихся по энергетической характеристике, определяет возможность растворения линейных полимеров. Высокой степенью асимметрии макромолекул обусловлена высокая вязкость растворов линейных полимеров. Гибкость макромолекул линейных полимеров способствует их растворению, а способность гибкой макромолекулы изменять форму под влиянием внешних условий обусловливает хорошие эластические свойства. Высокий предел прочности при разрыве линейных полимеров объясняется главным образом тем, что линейные макромолекулы могут достигать значительной степени ориентации относительно друг друга и большой плотности упаковки, что приводит к возникновению многочисленных межмолекулярных связей с высокой суммарной энергией. [c.302]

Стабильность значений Мцт может быть объяснена жесткостью и плотностью упаковки полимерных цепей. Более высокая скорость деструкции ПММА, соответствующая низкому значению энергии активации термической деструкции этого полимера, объясняется Барамбоймом меньшей прочностью связи основной цепи при четвертичном атоме углерода. Для выявления связи между химической структурой полимера и его механодеструкцией Барамбойм исследовал большое число различных полимеров. При этом он пытался установить зависимость их стабильности от числа макромолекул, проходящих через единицу объема. Аналогичные эксперименты были проведены Грюном на ПММА, ПС, ПВХ, ПАН и полиамидах. Некоторые из полученных им результатов приведены на рис. 3.26. [c.100]

Линейные и разветвленные полимеры могут быть переведены в раствор, причем при одинаковых химическом составе и молекулярном весе растворимость разветвленных полимеров выше растворимости линейных полимеров. Прочность разветвленных полимеров ниже, чем линейных, так как разветвленность затрудняет ориентацию макромолекул и снижает плотность их упаковки. Сетчатые полимеры резко отличаются по свойствам от линейных и разветвленных. Они нерастворимы и лишь ограниченно набухают, теряют эластичность. [c.226]

Возможность образования мнкротрещин в полимерах связана с наличием в них значительного свободного объема (см. гл. 4). Микротретины возникают, как правило, на границах надмолекулярных образований и в дефектных участках самих структур. Поэтому чем меньше размеры надмолекулярных структур в аморфных и кристаллических полимерах, чем выше плотность упаковки макромолекул в надмолекулярных структурах и самих структур, тем в меиьшей мере снижается прочность по сравнению с предельно достигаемой. Кристаллические полимеры ха-рактерилуются большой плотностью упаковки по сравнению с аморфными, и для них о р, как правило, вьиие и существенно завнсит от степеии кристалличности и морфологии кристаллов. Ннже приведены значения Охр некоторых полимеров в аморфном (А) и кристаллическом (К) состояниях- [c.345]

Гибкие макромолекулы линейных полимеров с высокой прочностью вдоль цепи и слабыми межмолекулярными связями обеспечивают эластичность материала. Шогие такие полимеры растворяются в растворителях, Иа физико-механические и химические свойства линейного полимера влияет плотность упаковки молекул в единице объема. При плотной упаковке возникает более сильное мемыолекулярное притяжение, что приводит к повышении плотности, прочности, температуры размягчения и уменьшению растворимости. Линейные полимеры являются наиболее подходящими для- получения волокон и пленок (например, полиэтилен, полиамлды и др.). [c.21]

В слоях, прилегающих к подложке, возникает наиболее плотная высокодисперсная структура. Структурообразование в полиуретановых покрытиях также определяется влиянием твердой поверхности [323]. Этим влиянием обусловлен переход от мелкоглобулярной плотно у па кованной структуры к крупноглобулярной с агрегацией глобул. Влияние твердой поверхности на свойства прилегающих слоев характерно и для аморфных материалов. В общем, можно считать, что твердая поверхность оказывает влияние на прилегающий слой полимера в двух направлениях [306] пространственно — ограничивая объем, доступный звеньям макромолекул и более крупным кинетическим единицам, и энергетически — за счет молекулярного взаимодействия с некоторыми звеньями макромолекул. В результате изменяется плотность упаковки полимера в зоне контакта с субстратом, по-дру-гому протекают релаксационные процессы, а также процессы структурообразовапия. Поэтому многие свойства пленок полимеров, примыкающих к твердой поверхности, существенно отличаются от свойств полимерного материала в объеме независимо от того, является ли полимер аморфным или кристаллическим, а подложка — тонкодисперсным порошком или монолитным телом. Расширение исследований в этой области, изучение зависимости структуры, температуры стеклования, густоты сетки, электрических характеристик, термостойкости, твердости, прочности и других свойств полимерных материалов от тина твердой поверхности, проводимые в настоящее время [228, 250—253, 340, 372, 222, 225—241, 325, 326, 329], несомненно, будут способствовать успешному решению различных проблем адгезии, совершенствованию методов получения наполненных и комбинированных материалов, нанесения покрытий. [c.144]

Но прочностные свойства полимеров определяются не только химическими связями между атомами в цепи, но и межцепным взаимодействием, прежде всего сказывающимся на величине структурно-чувствительного коэффициента у- Чем больше межцепное взаимодействие, тем меньше у и, согласно уравнению (7.11), выше прочность. Межцепное взаимодёиствие зависит от природы атомов, входящих в цепь и от расстояния между цепями, т. е. от плотности их упаковки. Последний фактор является решающим, так как энергия межмолекулярного взаимодействия резко убывает с увеличением расстояния (см. стр. 37). Поэтому для обеспечения высокой прочности необходимым условием является создание наиболее плотной упаковки макромолекул. [c.198]

В а-форме макромолекулы смещены относительно друг друга на расстояние трех связей С—С, и этим эта форма отличается от Р формы. Необходимо отметить, что р- и у-модификации являются неустойчивыми. Как правило, поликапроамид состоит из смеси мо-поклииической и гексагональной модификаций. Соотношение между ними определяется условиями охлаждения поликапроамида. Моноклиническая форма по сравнению с гексагональной характеризуется более плотной упаковкой макромолекул, большим модулем, прочностью и плотностью (1,14 по сравнению с 1,12). [c.41]

Несмотря на то что привитые сополимеры получают в настоящее время практическое применение в различных отраслях техники, этот класс синтетических полимерных материалов для производства синтетических волокон и модификации их свойств до сих пор не использовался. Одной из причин такого положения является, по-видимому, общепринятое мнение о том, что введение в процессе синтеза привитых сополимеров в макромолекулу полимера больших боковых групп должно привести к значительному снижению прочности волокон. Однако полученные экспериментальные данные показывают, что это предположение не отвечает действительности. Введение боковых групп в макромолекулу полимера путем прививки, изменяя ее гибкость, плотность упаковки и надмолекулярную стурктуру (размеры и взаимное расположение агрегатов макромолекул), влияет иначе на свойства получаемых волокон, чем, например, введение кислотных или спиртовых радикалов различной величины в макромолекулу эфира целлюлозы. В ряде случаев волокна из привитых сополимеров акрилонитрила не уступают, а по ряду показателей превосходят полиакрилонитрильные волокна. [c.203]

Вальцевание при 80—90° С в течение 10—20 мин несколько увеличивает предел прочности на разрыв, повышает электропроводность и снижает набухаемость и влагоемкость мембран. Увеличивается также мембранны й потенциал. Это свидетельствует о существенных изменениях в структуре полимеров, что, очевидно, связано с увеличением плотности упаковки и проникновением отдельных участков макромолекул ионообменника в аморфную фазу поливинилхлорида, повышением степени гомогенизации массы и механо-химическими процессами, протекающими при вальцевании. [c.31]

Механизмы взаимодействия полимер — субстрат можно свести, по существу, к двум основным типам энергетическому, базирующемуся на молекулярном взаимодействии поверхности субстрата с макромолекулами (или молекулами олигомера и т. д.) и конформационному, или стерическому, заключающемуся в том, что наличие твердой поверхности пространственно затрудняет полимеру (или олигомеру в момент отверждения) возможность занимать определенный объем. В том и другом случае меняются плотность упаковки в контактной зоне, структура пограничного слоя и связанные с этим физико-химические свойства полимеров, в том числе его релаксационные характеристики, температура стеклования и (иногда) прочность. Хотя часто преимущественным является энергетический механизм, но стерические препятствия для формирования структуры иодчас преобладают над энергетическим фактором. В то же время, кинетика процесса сильно зависит от поверхностной энергии твердой поверхности. [c.83]

Это уравнение показывает, что разрушение полимера развивается во времени и скорость его определяется тепловыми флуктуациями, зависящими от значения кТ. Под влиянием внешних нагрузок происходит ориентация макромолекул и затем их смещение относительно- друг друга, если силы межмолекулярного взаимодействия малы, или их разрушение при достижении критического напряжения. Для разрыва макромолекул необходимо преодолеть энергетический барьер цо, величина которого зависит от природы химических связей и силы межмолекулярного взаимодействия. Если макромолекула находится в напряженном состоянии, то энергетический барьер ее разрыва уменьшается на величину уо. Следовательно, чем больше нагрузка на материал, тем ниже энергетический барьер разрыва. Прочность ковалентных ординарных связей между углеродными атомами колеблется в пределах от 4 Ю" до 6 ГО дин1связь. По мере понижения температуры, увеличения молекулярного веса, полярности звеньев цепи и плотности упаковки усиливается межмолекулярное взаимодей- [c.222]

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) получают, как правило, полимеризацией при высоком давлении и температуре в присутствии незначительных количеств кислорода или инициатора перекисного типа. Полимер имеет частично разветвленную структуру, а потому несколько рыхлую упаковку, что ограничивает степень его кристалличности (55—60%). Неполярный характер полимера, значительная гибкость цепей макромолекул при высокой молекулярной массе обусловливают высокоэластическое состояние аморфной фазы, малое межмолекулярное взаимодействие. Полиэтилен низкой плотности легко перерабатывается в пленки методом экструзии пленки из него отличаются высокой гибкостью, значительной деформацией и сравнительно малой прочностью при растяжении. [c.16]