Синтез и структура полимерных тел

Под структурой полимеров понимают взаимное расположение в пространстве макромолекул, образующих полимер. Структура полимера зависит от величины, формы, строения макромолекул и характера взаимодействия между ними и обусловливает важнейшие свойства полимера. В зависимости от строения макромолекул различают три типа полимеров: линейные, разветвленные и пространственные.
Линейные полимеры — это соединения, макромолекулы которых представляют собой длинные цепи. Разветвленные полимеры образованы цепями с боковыми ответвлениями. Число ответвлений и их длина различны. Пространственные полимеры построены из длинных цепей макромолекул, которые соединены между собой в трехмерную сетку посредством поперечных мостиков (химических связей), состоящих из атомов или групп атомов.
Линейные и разветвленные полимеры размягчаются (плавятся) при нагревании и вновь затвердевают при охлаждении. Такое свойство полимеров называется термопластичностью, а сами полимеры — термопластичными, или термопластами. К термопластам относятся поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др. Пространственные полимеры неплавки и нерастворимы; они затвердевают при действии
теплоты и давления и не размягчаются при повторном нагревании. Такие полимеры называют термореактивными, или реактопластами. К этой группе относятся карбамидные, фенолоформальдегидные, эпоксидные и другие полимеры.
Полимеры сочетают свойства газов (по упругости), жидкостей (по тепловому расширению, сжимаемости, текучести) и твердых тел (по способности сопротивляться деформации). Известны два основных агрегатных состояния полимерного вещества — твердое и жидкое. В жидком состоянии полимеры могут иметь аморфную или кристаллическую структуру. Существуют полимеры, структура которых может быть аморфной и кристаллической.
Полимеры кристаллической структуры характеризуются упорядоченностью расположения макромолекул, плотностью их упаковки, а полимеры аморфной структуры — беспорядочным взаимным расположением макромолекул. Различие в строении аморфных и кристаллических полимеров сказывается на их свойствах. Полимеры кристаллической структуры обладают повышенной теплостойкостью, высокой прочностью, жесткостью и плотностью, низкой эластичностью и способностью к деформациям. К таким полимерам относятся полипропилен, полиамиды, полиэтилен низкого давления, натуральный каучук.
Полимеры аморфной структуры обладают одинаковыми физико-механическими свойствами во всех направлениях. Большинство распространенных в промышленности полимеров - полистирол, поливинилхлорид, полиметилметакрилат, поливинилацетат и др. - аморфные.
Молекулярная масса — важнейшая характеристика свойств полимеров, которая определяет их механические свойства: прочность на разрыв, эластичность, жесткость и т. д. С увеличением молекулярной массы повышаются температура плавления и вязкость растворов, уменьшается растворимость, увеличиваются эластичность и прочность полимеров, а иногда повышается их жесткость.