Макромолекулы волокон как модель волокна

Среднестатистическая величина упорядоченности, определенная, на-пример, как средний угол разориентации макромолекул относительно оси волокна, может совпадать для двух сопоставляемых моделей, но функция будет, естественно, различной. [c.208]

Кристаллические полимеры могут быть как в неориентированном, так и в ориентированном состоянии. К неориентированным кристаллическим полимерам относятся, например, полиолефины ПЭ и ПП. Для имеющихся в них сферолитов характерны складчатые кристаллиты. При этом сферолиты состоят из отдельных лучей, перпендикулярно которым располагаются складки из макромолекул. Модель такого полимера представляет собой сочетание кристаллической и некристаллической частей, а также областей перехода между ними. Например, у полиэтилена обычно бывает до 10—15% аморфной фазы. После плавления кристаллитов в таком полимере остаются упорядоченные области, играющие роль наполнителя. Таким образом, частично-кристаллический полимер напоминает систему из некристаллического полимера с наполнителем , между которыми имеются переходные слои. Ориентированными кристаллическими полимерами являются полимерные волокна. Для ориентированных полимеров разной степени кристалличности характерно наличие микрофибрилл. [c.23]

Структурными элементами фибриллярной модели являются продолговатые образова ния — фибриллы (волокна, пачки), состоящие из упорядоченно расположенных линейных или слабо разветвленных цепей. Внутри пачки цепи макромолекул не переплетаются друг с другом, а расположены приблизительно параллельно друг другу. [c.64]

В результате наложения эффектов упругости и вязкости возникает так называемая вязкоупругость. Кроме того, можно привести еще один пример типичных полимерных материалов, а именно волокон, в которых даже в нерастянутом состоянии имеются кристаллические участки. Совершенно очевидно, что как в природных, так и в синтетических волокнах в процессе прядения, а также в одновременно протекающем процессе вытяжки образуются кристаллические области. Следовательно, говоря о полимерных веществах в целом, можно с уверенностью утверждать, что хотя структура реальных высокомолекулярных соединений не является такой же простой, как рассмотренные нами модели, однако они обладают тем преимуществом, что учитывают цепное строение макромолекул. [c.35]

Основным процессом в производстве искусственного или синтетического волокна любого вида является перемещение в пространстве нитевидных макромолекул высокополимерного соединения, расположение их во вновь образованном волокне более или менее параллельно вдоль оси этого волокна с последующей фиксацией такого взаимного положения. Таким образом, процесс образования искусственных волокон представляет собой физико-химический процесс, сходный с механическим процессом образования хлопчатобумажной или шерстяной нити из волокон хлопка или шерсти, могущих служить как бы моделями нитевидных макромолекул. [c.421]

По результатам измерения интенсивности пятен рентгенограммы определен характер расположения атомов внутри чередующейся структурной единицы. Правда, этот метод во многом носит эмпирический характер. Зная химическое строение волокна и длину чередующейся структурной единицы, а также используя данные о расстояниях между атомами и величинах валентных углов, можно построить модели макромолекул. Было установлено, что некоторые модели неправильно отражают величину чередующегося звена поэтому они должны быть отвергнуты. Если можно построить только одну модель, правильно отражающую величину чередующейся единицы, она может быть принята с достоверностью. Так, например, для нейлона, у которого длина повторяющегося звена, определенная экспериментально, равна 17,2А, возможна лишь одна пространственная модель. В том случае, когда при данной величине структурной единицы может быть построено более одной модели макромолекулы, возникает неуверенность в правильности описания действительной конфигурации макромолекулы. Точно такая же неопределенность возникает при определении других размеров чередующегося звена. [c.66]

Рыхло упакованные стекла с жесткими макромолекулами и развитой способностью к вынужденноэластическим деформациям составляют группу материалов с большим интервалом Характерно, что полимеры с очень жесткими макромолекулами, вовсе не способные к вынужденноэластической деформации, не обладают, тем не менее, отчетливо выраженными хрупкими свойствами. Наличие пустот и неплотностей упаковки, неизбежных в таких материалах, дают им возможность заметно деформироваться под действием больших напряжений. Наглядной моделью здесь может явиться стеклянное волокно, спрессованное в особых условиях в виде сплошного куска, так что объем его лишь на несколько процентов превышает объем стеклянного монолита того же веса. Такой кусок спрессованного стекловолокна уже не является хрупким, как стекло, и способен до разрушения претерпевать значительные деформации. [c.143]

Для объяснения причин влияния молекулярной массы полимера на его прочность целесообразно рассмотреть упрощенную модель разрушения полимеров. В этой модели макромолекулы-моделируются волокнами, погруженными в высоковязкую среду (рис. 2.1). При достаточно высокой температуре Тх или достаточно низкой скорости вытягивания ]/ пучок нитей можно выдернуть из среды, не разорвав его (рис. 2.1, а). Такой случай [c.61]

Прошло уже более 15 лет с того момента, как Келлер выдвинул гипотезу о складывании цепей при кристаллизации, которая заставила отказаться от модели бахромчатой Мицеллы, в течение длительного времени служившей в качестве основы для описания тонкой структуры кристаллизуюш,ихся полимеров. Тем не менее и но сей день нельзя сказать, что раскрыта сущность самого явления складывания или ответственных за него факторов. Автор считал своей первоочередной научной зада чей выяснение причин, обусловливающих складывание макромолекул. Поэтому, исследуя волокна, пленки и другие материалы из кристаллизующихся полимеров, автор старался получить фундаментальные сведения относительно связи между условиями переработки (т. е. фактически условиями кристаллизации) и структурой полимера. Не последнюю роль нри этом играли и практические задачи технологии. Основной методологический подход заключался в изучении случаев, когда складывание цепей подавляется, и анализе причин этого. Принимая во внимание тот факт, что складывание макромолекул может считаться достаточно общим явлением для полимеров, такой подход в принципе соответствовал обычному для научных исследований приему перехода от частного к более общему случаю. [c.198]

Первая модель макроконформации молекул в ориентированнкх волокнах, предложенная Гессом и Киссигом [50], основана на модели бахромчатой мицеллы (рис. 3.5). Предполагалось, что степень ориентации кристаллитов такова, что оси макромолекул параллельны оси волокна и что макромолекулы проходят последовательно через кристаллиты и аморфные области, не меняя своего общего направления. После открытия явления образования складок при кристаллизации макромолекул из расплава и раствора (разд. 3.2.1) эта модель была модифицирована путем включения определенной доли складок в межфазную область кристаллит - аморфная область [17, 65]. Фишер и др. [37] использовали методику контрастирования аморфных областей парами иода и на основании исследования дифракции рентгеновских лучей под малыми углами на таких контрастированных образцах показали, что складывание макромолекул на межфазной границе действительно возможно. При отсутствии складывания разность плот- [c.509]

Предельные модели строения полимера (волокна) — модель идеального кристалла и модель беспорядочно перепутанных макромолекул (типа войлока ) — практически неосуществимы. Идеальные кристаллы в твердых телах не образуются даже у простейших по строению молекул, а в кристаллизующихся полимерах размеры монокристаллов не превышают сотеп микрометров, причем дефектность таких кристаллов достаточно высока. Что касается беспорядочного расположения отдельных макромолекул (для аморфных полимеров), то такая структура не согласуется с высокими плотностями полимеров, причем плотности мало изменяются при ориентации, если при этом не происходит фазовых превращений. [c.207]

Полимеры первого типа рассматривают как двухфазные системы (аморфно-кристаллические полимеры). Различают фибриллярные (волокнистые) полимеры и полимеры, не имеющие волокнистого строения. Типичный представитель фибриллярных аморфно-кристаллических полимеров - целлюлоза, которая образует природные растительные волокна. В фибриллах все оси кристаллитов ориентированы в одном направлении. Структуру таких полимеров, в том числе целлюлозы, описывают моделью бахромчатой фибриллы (рис. 5.7 также см. 9.4.2 и рис. 9.3). Фибриллы состоят из чередующихся кристаллических участков (кристаллитов) и аморфных участков. Резкой фазовой границы, и тем более поверхности раздела, между участками нет, т.е. фазы следует рассматривать в структурном понимании. В синтетических аморфно-кристаллических блочных полимерах оси кристаллитов не имеют одного направления, и крисгаллиты как бы вкраплены в аморфную фазу. С современных позиций структура аморфно-кристаллических полимеров хорошо укладывается в рамки кластерной теории. Кристаллиты - это кластеры с максима. ьной степенью упорядоченности, т.е. имеющие кристаллическую решетку, соединенные проходными макромолекулами, образующими аморфные участки. [c.139]

Дополнительными доказательствами в пользу модели Гесса — Херла могут служить волокна из целлюлозы. Для них большинство исследователей всегда принимало очень большое число проходных молекул, хотя многие физические свойства этих волокон близки к свойствам высокоориентированных гибкоцепных полимеров. Выше мы отмечали такие факты, как увеличение продольных размеров кристаллитов при ориентационной вытяжке и упругом растяжении гибкоцепных полимеров (при неизменном поперечном размере микрофибриллы). Кроме того, хорошо известна способность таких полимеров как каучук, гуттаперча и ПЭТФ кристаллизоваться при растяжении из аморфного состояния после достижения зна.чительных степеней вытяжки. Так как для подрастания или возникновения кристаллита определенного поперечного размера необходимо не произвольное число макромолекул, а строго определенное (которое можно найти с учетом параметров элементарных ячеек), нам представляется, что эти факты являются серьезным доводом Б пользу модели Гесса — Херла. [c.151]

Основным веществом почти всех натуральных волокон является целлюлоза (СеНюОз) п она не растворяется в воде, в разбавленных щелочах и кислотах, гигроскопична и разрушается при избытке влаги. Целлюлоза является представителем линейных полимеров макромолекула целлюлозы имеет асимметричную вытянутую форму, в которой длина намного превышает поперечный размер. Молекула целлюлозы является как бы маленькой моделью самого волокна. Элементарное звено целлюлозы Сб Ню О5 представляет собой молекулу глюкозы, лишенную воды. [c.7]

Вопрос о степени складывания макромолекулярных цепей в блочных полимерах остается открытым. Считается, что структура блочного полимера образуется нз пластин, причем часть макромолекул образует складчатые конформации в пределах этих пластин, а остальные макромолекулы образуют выпрямленные проходные цепи, соединяющие пластины. Хоземанн 8 рассмотрел все экспериментальные данные, касающиеся периодичности и наличия пластин в волокнах, и пришел к выводу о том, что структура полиэтиленовых волокон может описываться паракристаллической моделью, изображенной на рис. 35, В эту модель он ввел многие случаи промежуточной упорядоченности между аморфной струк- [c.210]

Эти гипотезы исходят из того положения, что ни одно из крайних представлений ни представление о беспорядочно перепутанных макромолекулах (типа войлока), ни гипотеза о мицеллярном строении (типа классических коллоидных мицелл) — не отвечает экспериментальным данным и не объясняет свойств полимерных волокон. Отсюда делается вывод, что истинная структура полимера в волокне должна лежать где-то между этими крайними моделями. Исходя из этого, был предложен ряд структурных моделей, из которых здесь следует отметить модель бахромчатых мицелл в старом и в модифицированном вариантах и модель бахромчатых фибрилл (последняя предложена Хёрлом). [c.248]

Таким образом, процесс деструкции носит вероятностный характер. Поэтому для описания процесса деструкции целлюлозы— полимера, представляюш,его собой смесь цепочак различной длины, требуется знание раапределения числа молекул по СП. В связи с этим представляет интерес создание математической модели, которая бы описывала изменение параметров функции раапредеелния по ОП, а не только среднего значения СП как это представлено в работе [4]. Введение в модель полидиаперсности, характеризующей разброс макромолекул с определенной СП около некоторой средней степени полимеризации, оправдано уже тем, что данный параметр существенным образом влияет на качество готового волокна [12]. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология