Молекулярная ориентация природные

Сильная зависимость прочности от молекулярной ориентации является основным признаком, отличающим прочностные свойства полимеров от закономерностей прочности других твердых тел. Эта зависимость особенно сильно выражена в волокнистых и пленочных материалах. В синтетических и модифицированных природных материалах путем вытяжки осуществляется либо одноосная ориентация (в волокнах), либо двухосная (в пленочных п листовых материалах). [c.134]

В природных волокнах необходимое расположение и укладка полимерных молекул вдоль оси волокна возникают в процессе их роста. У синтетических же волокон, наоборот, исходные нити, полученные, например, из расплава, почти не имеют молекулярной ориентации, т. е. молекулы в волокне не располагаются параллельно его оси. Такие волокна сравнительно непрочны и потому малопригодны для практических целей. Чтобы вызвать соответствующую ориентацию молекул в волокне, необходимо подвергнуть его дополнительному растяжению, или вытяжке. Условия, при которых проводится эта операция (температура, скорость вытяжки и т. д.), имеют важное значение для конечной структуры волокна и для его предельной прочности. Этот вопрос более детально будет рассмотрен в гл. 8. [c.19]

Основные носители парамагнетизма содержатся в асфальтенах и почти не содержатся в маслах, смолы по их содержанию занимают промежуточное положение. Соединения парафинового ряда способствуют уменьшению числа свободных радикалов. По мере углубления окисления и увеличения молекулярного веса окисленных битумов интенсивность сигналов ЭПР возрастет, что объясняется ростом содержания асфальтенов и числа свободных радикалов. Если содержание свободных радикалов в окисленном битуме БН-П принять за 100%, то в битумах БН-Ш и БН-1У оно составляет соответственно 170 и 180%[91]. Между температурой размя1-че-ния и интенсивностью сигналов ЭПР для дорожных окисленных и компаундированных битумов, полученных ич Усть-Балыкской нефти, установлена прямая зависимостъ [92]. На основании рентгеновского структурного анализа было показано, что асфальтены и карбены, выделенные из природных асфальтов, являются кристаллическими веществами. Некоторые из них имеют признаки цепной ориентации, фафитовая структура у них отсутствует. [c.36]

Часто при практическом использовании углеводных пленок (см. раздел Применение углеводных пленок ) необходимы ориентированные пленки. Природные полисахариды часто находятся в этом состоянии, и простым наблюдением в микроскоп направления волокон можно определить направление молекулярной ориентации. Обычно природные полисахаридные мембраны имеют слоистые структуры, и пленки различной толщины можно получить погружением в разбавленную кислоту. Иногда соприкасающиеся слои имеют различную фибриллярную ориентацию, [c.417]

Главное требование к волокнообразующему полимеру заключается в том, что длина его вытянутой молекулы должна быть не менее 1000А (100 нм), т. е. его молекулярный вес должен быть не ниже 10 000. Эта величина, разумеется, может быть и выше например, молекулярный вес необработанной (не-деструктированной) хлопковой целлюлозы достигает 500000. В случае синтетических волокон молекулярный вес исходного полимера намеренно ограничивают, поскольку прядильный раствор или расплав должен иметь не слишком высокую вязкость. У большинства волокон, сформованных из расплава, молекулярный вес составляет 10 000—20 000. Волокна, получаемые формованием из раствора, могут иметь более высокий молекулярный вес. Для текстильных волокон характерна также определенная степень кристалличности и (или) ориентации молекул вдоль оси волокна. Эти свойства, присущие природным волокнам, придаются искусственным и синтетическим волокнам в процессе их формования, вытягивания и термической обработки. Точность соблюдения параметров этих процессов оказывает существенное влияние на физико-механические и отчасти на химические свойства готового волокна. В свою очередь, регулярная структура волокна возможна лишь при определенной степени регулярности строения макромолекул, достаточной для их плотной упаковки, которая необходима для возникновения сильных меж-цепных взаимодействий (за счет водородных связей, ассоциации диполей или сил вандерваальсова притяжения). Однако при слишком высокой степени крист алличности волокно не только становится очень прочным, но и делается слишком жестким и теряет способность растягиваться в процессе его получения и эксплуатации. Кроме того, такое волокно чрезвычайно трудно окрасить, поскольку реакционноспособные группы почти целиком находятся в неупорядоченных участках. Степень кристалличности наиболее прочных синтетических волокон, по-видимому, не превышает 50—60%. Исключение составляют полиакрилонитрильные волокна, которые обнаруживают мало признаков истинной кристалличности, но вместе с тем обладают высокой однородностью структуры по всему сечению волокна. В неупорядоченных участках силы межцепного взаимодействия [c.284]

Интересно, что гуттаперча, тра с-1,4-изомер природного каучука, при комнатной температуре является твердой и хрупкой. Причина такого различия в свойствах цис- и транс-томеров становится легко понятной при рассмотрении молекулярных моделей. Цепи с /пранс-двойными связями могут располагаться одна вдоль другой, причем такая упорядоченность приводит к полукристаллическому строению, как показано на рис. 10-2. В то же время при 1 с-расположении двойных связей пространственные затруднения препятствуют расположению цепей в такой же упорядоченной структуре, и значительная часть вещества находится в аморфном состоянии со случайной ориентацией цепей. При растяжении ыс-полимера цепи выпрямляются и возникает тенденция к ориентации, однако, поскольку такая структура неустойчива, при снятии натяжения вещество быстро возвращается в прежнее аморфное состояние. Эластические свойства полимеров рассматриваются более подробно в гл. 29. [c.300]

Синтетические волокна механически более прочны, чем природные, что обусловлено высокой степенью ориентации молекулярных цепей вдоль оси их волокон. [c.147]

Для достижения желаемой степени ориентации применяют растяжение мате(риала . У целлюлозы п других природных веществ (шелк и т. п.) имеется достаточная естественная параллельность молекул, которая определяет высокую прочность волокон. У искусственных продуктов для этой цели необходимо прибегать к упомянутому выше способу. Выделяемые из гель-растворов нити или пленку достаточно подвергнуть растяжению, чтобы получить желаемые результаты (прядение с вытяжкой). Это объясняют тем, что находящиеся в растворе молекулярно-коллоидные частицы легко под- [c.83]

В природной целлюлозе длинные цепи (с молекулярным весом до нескольких миллионов) образуются в процессе биосинтеза с высокой степенью взаимной ориентации, вследствие чего рентгенограммы целлюлозы дают отчетливую картину волокнистой структуры (рис. 93). При получении искусственного волокна (вискозы, ацетатного шелка и др.), для обеспечения высокой ориентации цепей прядильные растворы (концентрированные ксантогенатные растворы целлюлозы и др.) продавливают через тончайшие отверстия — фильеры — и после образования волокон в осадительной ванне подвергают значительной вытяжке. [c.210]

У химических волокон влияние степени полимеризации полимера на механические свойства волокна выражено менее отчетливо, чем у природных волокон. В процессе формования волокна и последующей его обработки (вытягивании) можно в широких пределах изменять структуру и величину агрегатов макромолекул (элементов надмолекулярной структуры), а также степень ориентации макромолекул и их агрегатов, и тем самым в несколько раз увеличить его прочность. При этом степень полимеризации остается без изменения. Поэтому структура химического волокна влияет на его прочность в значительно бoл >шeй степени, чем молекулярный вес . [c.31]

Возможность плодотворного использования рентгенографических данных значительно увеличивается, если в образце имеется или создается ориентация. Такая ориентация имеется у природных и некоторых искусственных волокон и может быть вызвана в растворах анизотропных молекул при течении. Если характер ориентации одноосный, получается диаграмма волокна. Тогда можно однозначно определить период в направлении оси волокна. Для белков этот период всегда связан с молекулярными расстояниями — он мал для фибриллярных белков [c.328]

Пьезоэлектрические преобразователи занимают центральное место в большинстве акустических методов. Пьезоэлектричество было открыто братьями Кюри в 1880 г. Это явление связано с генерацией электрических диполей в природных анизотропных кристаллах, подвергаемых механическому напряжению [26]. В таких материалах обнаруживается также обратный эффект, а именно изменение размеров под влиянием электрического поля. Некоторые пьезоэлектрики являются и пироэлектриками, поляризация в которых обуславливается поглощением тепла [12]. Все материалы, проявляющие способность к пьезоэлектричеству, анизотропны, т. е. их кристаллические структуры не имеют центров симметрии. Все такие кристаллы относятся к одной из 32 точечных групп симметрии (кристаллографических классов). Из этих 32 классов 20 проявляют пьезоэлектрические, в том числе десять - пироэлектрические свойства. Из распространенных в природе кристаллов лишь немногие (например, кварц, турмалин, гегнетова соль) являются пьезоэлектриками [12]. На практике чаще всего применяют искусственные керамические пьезоэлектрики [83]. Однако в последнее время все 5ольше используют полимерные пьезоэлектрики [52]. Поскольку полимеры обычно не удается получить в виде монокристаллов нужного размера, в таких материалах пьезоэлектрические эффекты наблюдаются в состоянии, когда все молекулы ориен-гированы вдоль одной оси. Различным состояниям ориентации соответствуют четыре гипа симметрии [34]. Некоторые анизотропные биологические структуры (например, ЦНК, белки) также можно рассматривать как пьезо- и пироэлектрики [33, 34], что может оказаться важным в исследованиях, связанных с молекулярными биосенсорами. [c.441]

В соответствии с общепринятой в настоящее время моделью элементарной фибриллы молекулярные цепи целлюлозы образуют кристаллическое ядро с высокой степенью упорядоченности. В области, прилегающей к ядру, степень упорядоченности макро-молекулярных цепей существенно уменьшается. Элементарные микрофибриллы всегда ассоциированы в агрегаты из достаточно большого числа элементарных фибрилл, составляющих микрофибриллы. В межфибриллярной области располагаются значительно менее упорядоченные макромолекулярные цепи. Полученные к настоящему времени данные позволяют рассматривать природную и высокоориентированную целлюлозу как линейный полимер, в котором определенным образом чередуются зоны с высокой и низкой степенью ориентации. Надмолекулярная ор- [c.13]

Системы полимер - растворитель, концентрация полимера в которых такова, что взаимодействием между растворенными макромолекулами можно пренебречь, называются разбавленными растворами. Концентрационной границей является величина [ril i. Макромолекулы в разбавленном растворе представляют собой более или менее анизотропные по форме статистические клубки, способные удерживать в результате сольватации или иммобилизации некоторое количество молекул растворителя. Свободное движение таких молекулярных клубков может быть уподоблено движению сферической частицы, радиус которой соответствует большой полуоси гипотетического эллипсоида вращения, а объем ее равен объему статистического клубка. Вязкость таких растворов описывается уравнением Эйнштейна [см. уравнение (2.43)]. Однако асимметрия молекулярных клубков является причиной проявления аномалии вязкостных свойств даже в разбавленных растворах синтетических и природных полимеров вследствие ориентации таких частиц в потоке при достаточно больших т, а также из-за гидродинамического взаимодействия. При небольших и средних т разбавленные растворы полимеров являются ньтоновскими жидкостями. [c.194]