Анизотропные растворы полимеров

Следовательно, образование лиотропных жидкокристаллических структур (анизотропных растворов полимеров) происходит при сочетании следующих факторов достаточно большая молекулярная масса стержнеобразная конформация полимерной цепи (сегмент Куна достаточно велик) растворитель способен растворять полимер при концентрации, большей С р соответствующая температурная область для данной системы полимер -растворитель. [c.153]

Поскольку свойства изотропных растворов полимеров исчерпывающе описаны в многочисленных монографиях, останавливаться на них вряд ли целесообразно. Свойства анизотропных растворов полимеров рассматриваются пока лишь в нескольких работах [17 18], поэтому некоторые принципиальные особенности их следует подчеркнуть. [c.67]

АНИЗОТРОПНЫЕ РАСТВОРЫ ПОЛИМЕРОВ [c.69]

В заключение этого раздела следует сказать несколько слов о целесообразности наложения магнитного поля на формующиеся из анизотропных растворов полимеров волокна и пленки. Имеющийся опыт свидетельствует о том, что такое наложение может быть полезным лишь для покоящегося (слой раствора на твердой подложке) или [c.212]

Анизотропные мембраны. Пористые полимерные пленки получают обычно путем удаления растворителей или введенных добавок из растворов полимеров в условиях, препятствующих существенной усадке каркасной структуры полимера вследствие действия капиллярных сил. [c.48]

Формирование анизотропных структур в растворах полимеров в значительной степени обусловлено межмолекулярным [c.151]

Рис 3.15. Равновесие изотропной и анизотропной фаз в растворах полимеров различной жесткости [c.153]

ПОЛНОСТЬЮ анизотропный раствор (ф2 - концентрация полимера, Ь/а - отношение содержаний изотропной и анизотропной фаз) [c.153]

Формование волокна представляет собой процесс экструзии расплава или раствора полимеров через металлическую пластину, имеющую ряд симметрично расположенных отверстий малого диаметра, в результате чего образуются жидкие полимерные струи. Последующая обработка струй включает вытяжку расплава, охлаждение и холодную вытяжку. Диаметр полученных волокон значительно меньше диаметра струй. Волокна анизотропны, механически очень прочны и практически полностью кристалличны. Таким образом, в процессе производства волокон происходит не только их формование, но и создание структуры [52] (см. гл. 3). [c.479]

Растворы полимеров с вытянутыми цепями характеризуются внезапным или очень резким изменением вязкости массы при увеличении концентрации полимера в точке, где начинается жидкокристаллический порядок (рис. 2.21). В левой части рис. 2.21 вязкость возрастает обычным образом, характерным для изотропных растворов, однако затем в точке критической концентрации система будет принимать дополнительное количество полимера лишь в том случае, если может образоваться жидкокристаллическая фаза. Когда это происходит, то вязкость уменьшается, содержание упорядоченной фазы увеличивается. Если такая смесь фаз не является особенно вязкой, фазы при стоянии или в центрифуге могут быть отделены друг от друга. Упорядоченная, анизотропная фаза, более обогащенная полимером, чем изотропная фаза, находится внизу, когда плотность растворителя меньше плотности полимера. [c.65]

Мембраны с анизотропной структурой. Их получают обычно из растворов полимеров с различными добавками путем удаления растворителей или предварительно введенных в них добавок в условиях, препятствующих уплотнению полимера вследствие действия капиллярных сил. [c.316]

Для определения формы макромолекул (а также их анизотропной поляризуемости) пользуются и двойным лучепреломлением в потоке (динамооптический эффект Максвелла). Динамооптиметр представляет собой два коаксиальных цилиндра, между стенками которых находится исследуемая жидкость — раствор полимера. Внутренний цилиндр — ротор — вращается вокруг общей оси, увлекая за собой жидкость. В ней устанавливается градиент скорости — слой, примыкающий к стенке ротора, движется с наибольшей скоростью, слой, примыкающий к стенке неподвижного цилиндра, неподвижен. В результате макромолекулы ориентируются в растворе и подвергаются растягивающему усилию. Жидкость становится анизотропной, подобной двухосному кристаллу. Двойное лучепреломление наблюдается в направлении, параллельном оси динамооптиметра. Его измерение дает указанные сведения. [c.83]

Структурная сетка зависит от свойств самого полимера, главным образом его жесткости, типа растворителя, концентрации, температуры, механического поля скоростей и ряда других факторов. Чем жестче молекула, тем больше она вытянута и тем более структурирован раствор. Правда, это справедливо до определенных пределов. При слишком высокой жесткости энергетически более выгодным становится параллельная укладка макромолекул с возникновением менее структурированного анизотропного раствора [23, с. 49]. [c.117]

По рассмотренным выше причинам можно ожидать, что полимеры с жесткими цепями обладают способностью образовывать анизотропные растворы и расплавы. [c.35]

Такие полимеры обычно получают из мономеров, обладающих жидкокристаллическими свойствами. В большинстве случаев используются виниловые мономеры. Полимеризация проводится в жидкокристаллическом состоянии или в изотропной жидкой фазе, Б изотропных или анизотропных растворах. В некоторых случаях использовались мономеры, не проявлявшие жидкокристаллических свойств, но молекулярные цепи которых были достаточно длинными и жесткими. Ожидалось, что полученные таким путем полимеры будут обладать жидкокристаллической структурой исходной фазы, включенной в полимерную фазу (матрицу). Процесс включения мономерной структуры возможен даже в том случае, когда сам полимер не дает термодинамически стабильной жидкокристаллической фазы. По сле плавления или растворения первоначальная структура, надмолекулярная структура и текстура в твердом веществе уже не восстанавливаются. Однако можно ожидать существования и других случаев, когда жидкокристаллический порядок характеризует термодинамически стабильное состояние. Для таких систем при благоприятных условиях термодинамического равновесия следовало бы ожидать восстановления жидкокристаллической структуры и текстуры. [c.73]

Настоящая глава посвящена сверхвысокопрочным/высокомодульным волокнам, полученным прядением палочкообразных полимеров из изотропных и анизотропных растворов. Следует отметить, однако, что не все палочкообразные полимеры прядутся из анизотропных растворов, что объясняется ограниченными возможностями приготовления таких растворов как в органических, так и в неорганических растворителях. В органических растворителях, доступных в настоящее время, наблюдается ограниченная растворимость полимеров, а растворы некоторых из них в сильных неорганических растворителях недостаточно стабильны. Тем не ме- [c.154]

Помимо большого практического интереса к анизотропным растворам палочкообразных полимеров, используемых для прядения волокон с высокими прочностными свойствами, их изучение представляет значительный теоретический интерес. Флори [24] в своей классической работе предсказал свойства палочкообразных полимеров в растворе, а Германе [25] экспериментально подтвердил эту теорию для поли- у-бензил-Ь-глутамата, палочкообразная форма которого в растворе обеспечивается спиральной конформацией. С появлением ароматических полиамидов, полученных на основе полифенильных циклов, ориентированных в лара-положении, обнаружился совершенно новый тип полимерного жидкокристаллического раствора, который существует не за счет спиральной конформации, а обеспечивается неотъемлемой жесткой вытянутой структурой самой цепи. [c.165]

Образование микрокристаллов в упорядоченных растворах полимеров может преобразовать истинную мезофазу (жидкую и двояконреломляющую) в гель [3, 98]. Как показано на рис. 31, при постепенном понижении концентрации растворителя в анизотропном растворе полимера появляются микрокристаллические пучки полимерных волокон. В такой двухфазной системе полимерные цени могут погружаться в жидкую фазу и переходить от одного кристалла к другому. Вся система становится гелем со сшивками, возникшими вследствие микрокристаллизации. Более поздние работы [22, 99] показывают, что последовательные стадии этого процесса могут и не быть так просты. Некоторые синтетические полипептиды, например полибензил-Ь-глутамат (ПБГ), образуют а-спирали и дают холестерические мезофазы в таких растворителях, как диоксан (см. гл. VI). Рентгенограммы показывают наличие локальной гексагональной упорядоченности в этих жидких кристаллах. Расстояние между полимерными цепями зависит от концентрации раствора. Растворитель выступает в роли смазки в гексагональной решетке и облегчает взаимное скольжение волокон (как в мышцах). При испарении большей части растворителя в некоторых областях упаковка полимеров достигает максимальной плотности, и взаимное положение цепей фиксируется. Раствор перестает быть жидким. Эти преобразования могут и не затраги- [c.307]

При формовании поли-п-бензамидного волокна из анизотропного раствора полимера с Tiig = l,87, стабилизированного в процессе синтеза /г-аминобензойной кислотой, используют фильеру с 20 отверстиями диаметром 0,076 мм и водную осадительную ванну при 60—70 °С [35]. Прочность волокна, подвергнутого термической вытяжке при 560 °С, составляет около 190 гс/текс, удлинение 2,3%. [c.175]

ВП/ВМ-волокна, получаемые из изотропных и анизотропных растворов, в настоящее время известны широко. Так, формование поли-терефталамид-п-аминобензгидразида (ПАБГ-Т) — пример получения волокна из изотропного раствора с исходной концентрацией полимера 7 %. Формование поли-п-фенилентерефталамида (ПФТА) — это пример получения волокна из анизотропного раствора с концентрацией обычно более 20 % в серной кислоте. Приведенные случаи экстремальны, поскольку ПАБГ-Т при обычных условиях формования не образуют анизотропных растворов, а ПФТА настолько легко их образует, что формование всегда ведется из анизотропных растворов. Полимер, из которого можно легко получить прядильный раствор любого типа (изотропный или анизотропный), — это поли-п-бензамид (ПБА). [c.118]

Для предельно жесткоцепных полиамидов типа поли-/г-фениленте-рефталамида, полибензамида, их сополимеров при формовании из растворов по мокрому способу влияние составов осадительной ванны на свойства волокон сказывается в меньшей степени, чем для более гибкоцепных полиамидов, хотя некоторое различие между изотропными и анизотропными растворами полимера одного и того же типа имеется [11, с. 24]. [c.98]

В качестве примера ниже приведены условия получения волокна из ПФТА формованием через воздушную прослойку [7, 10]. Анизотропный раствор полимера концентрации, равной 20%, с логарифмической вязкостью 5,4 в 99,7%-ной Н2504 при комнатной температуре находится в твердом состоянии. Температура плавления этого раствора составляет примерно 90°С. Нагретую до 95°С прядильную композицию выдавливают через фильеру с 50 отверстиями диаметром 0,05 мм, расположенную на расстоянии 1 см от поверхности осадителя (воды), охлажденного до 4°С. Линейная скорость истечения раствора из отверстий фильеры составляет 64 м/мин при скорости приемки 450 м/мин. После промывки и сушки прочность на разрыв и относительное удлинение при разрыве элементарного волокна имеют значения 2500 Н/мм и 3,7% соответственно. [c.234]

Обобщенная двухступенчатая модель релаксации анизотроп-но-упорядоченной воды успешно использована для интерпретации релаксационных данных на ядрах и О в растворах полимеров и биополимеров [39, 605]. В [603] релаксационные данные на ядрах Н, Ш и Ю анизотропно-упорядоченной воды в упорядоченных бислоях лиотропного жидкого кристалла интерпретируются с помощью другой теории, основанной на модели аксиального анизотропного вращения. Данная теория, первоначальный вариант которой был предложен Д. Восснером [606], позволяет объяснить наличие второго минимума на кривой зависимости Ti x ) для протонов (см. рис. 14.2). Однако, как отмечено в [591], попытка использовать только этот механизм для интерпретации данных по протонной релаксации наталкивается на серьезные затруднения. [c.237]

Почему полимер, полученный поликонденсацией терефталевой кислоты и гидразина в серной кислоте, образует только изотропные растворы, а после частичной дегидратации может образовывать анизотропные растворы Напишите реакции синтеза обеих модификаций этого полимера. [c.160]

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]

Свойства и основные характеристики. B. . обладают специфич. комплексом физ.-хим. и мех. св-в. Важнейшие из них 1) способность образовывать высокопрочные анизотропные волокиа и пленки (см. Ориентированное состояние, Пленки полимерные) 2) способность к большим обратимым, т. наз. высокоэластическим, деформациям (см. Высокоэластическое состояние) 3) способность набухать перед растворением н образовывать высоковязкие р-ры (см. Растворы полимеров). Эти св-ва обусловлены высокой мол. массой В. с., цепным строением макромолекул, их гибкостью и иаиб. полно выражены у линейных В. с. По мере перехода от линейных цепей к разветвленным, редким трехмерным сеткам и, наконец, к частым сетчатым структурам комплекс характерных св-в В. с. становится все менее выраженным. Трехмерные В. с. с очень большой частотой сеткн нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластич. деформациям. [c.442]

Частичный переход ксаитогената во время осаждения в мезоморфное (жидкокристаллическое) состояние является достаточно вероятным, хотя еще окончательно не доказанным. Приведенная ранее дифрактограмма малоуглового рассеяния поляризованного света, наблюдаемая при коагуляции вискозы (см. рис. 7.31), имеет большое сходство с картинами рассеяния, которое дают анизотропные растворы жесткоцепных полимеров [99]. Поэтому можно предположить, что в определенных условиях перед образованием твердой фазы ксантогенат частично может переходить в ме-зофазное состояние. Это предположение тем более обосновано, что целлюлоза относится к числу полужесткоцепных полимеров. Естественно, что переход в мезоморфное состояние, которое характеризуется образованием большого числа упорядоченных доменов, может резко изменять кинетику осаждения и характер образующихся структур. В частности, с этим явлением можно связать возникновение мелкокристаллической структуры при формовании [c.209]

Детально исследованы такие системы, >как ароматические полиамиды, например поли-/га/ а-фенилентерефталамид и полп-пара-бензамид, ароматические полигидразиды и полиамидгидразиды. Эти полимеры состоят из сегментов, соединенных вместе в вытянутые цепи. Предполагается, что в ароматических полиамидах амидные связи находятся преимущественно в гране-конфигурации. Жесткость цепи обеспечивает существование анизотропных растворов в щцроких областях температур, концентраций и молекулярных весов. Ароматические полиамиды хорошо растворимы в сильных кислотах, например в серной кислоте, олеуме, фтористоводородной кислоте, а также в их смесях с другими сильными полярными растворителями. Ароматические полигидразиды могут растворяться в системах диметилсульфоксид — хлорид лития, а полиамвдгидраэиды — в обычных амидных растворителях [77]. Параметрами, определяющими область стабильности анизотропных растворов, являются растворитель, концентрация полимера, температура, молекулярный вес полимера, а также концентрация шелочного металла [78]. Соль взаимодействует с полимером, улучшая тем самым процесс растворения. [c.38]

После открытия анионного инициирования и межфазной поли-конденсации было обнаружено, что мезоморфное поведение, помимо полипептидов, характерно еще для двух других классов полимеров. Были синтезированы блок-сополимеры и привитые сополимеры с длинными последовательностями мономерных звеньев различной полярности и установлено существование разнообразных лиотропных мезофаз, сходных с классическими низкомолекуляр-ными дифилами [3, 4]. Это открытие привело к получению новых важных материалов — микрофазовых композиций, сочетающих предельные свойства, недостижимые при статистической сополиме-ризации. Примерно в то же время с целью повыщения термостабильности материалов в соответствии с требованиями технологии методом поликонденсации был создан класс жесткоцепных макромолекул — ароматические полиамиды. Было установлено, что в соответствии с предсказаниями Флори [2] некоторые из этих жесткоцепных полимеров об(разуют анизотропные растворы. [c.118]

Очень хорошие результаты были получены, когда для изготовления сверхвысокопрочных/высокомодульных волокон использовались сополиГидразиды (уравнение (8)). Вряд ли можно ожидать образования анизотропных растворов при низких концентрациях (- 4%) полимера, использованных Добинсопом и Пелецо [22] для изготовления волокон из таких сополимеров. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология