Лекция №27 «физико-химические и механические свойства полимеров»

Дополнительная

Основная

Литература

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 2003.

2. Егембердиева Г.А. Полимеры в деревообработке: Учебное пособие. – Алматы: КазГАСА, 2004. – 108 с.

9.Травень В.Ф. Органическая химия – М.: ИКУ «Академкнига», 2004.

«Физико-химические и механические свойства полимеров»

Краткое содержание лекции

Особенности физических свойств высокомолекулярных соединений. Природа гибкости молекулярных цепей. Межмолекулярные взаимодействия. Адгезия и когезия в полимерах. Понятие об агрегатном, фазовом и физическом состоянии полимера. Деформация полимеров. Термомеханические кривые аморфных полимеров. Характеристика высокоэластичного, стеклообразного и вязкотекучего состояния аморфного полимера.

Области применения полимеров во многом определяются их физическими свойствами.

Высокомолекулярные соединения, в отличие от низкомолекулярных, могут находиться только в двух агрегатных состояниях: в твердом и жидком. Что же касается фазовых состояний, то полимеры бывают аморфными или кристаллическими.

Аморфное строение имеют полимеры, макромолекулы которых расположены неупорядоченно, хаотично. Такое состояние характерно для макромолекул нерегулярного строения. Например, аморфными являются атактический полипропилен, многие каучуки. Аморфные полимеры – мягкие, эластичные материалы. Они могут существовать в трех физических состояниях – вязкотекучем, высокоэластическом и стеклообразном.

Вязкотекучие полимеры, имеющие аморфное строение (например, низкомолекулярный полиизобутилен, фенолформальдегидные полимеры - резолы), необратимо изменяют свою форму под воздействием даже незначительных механических нагрузок.

Высокоэластические полимеры (эластомеры), имеющие в ненапряженном состоянии аморфное строение (например, каучуки и резины), подвергаются обратимой деформации под воздействием небольших нагрузок. Такие полимеры не имеют вязкого течения ни в растянутом состоянии, ни после снятия напряжения. Высокоэластическими становятся многие твердые полимеры (полистирол, поливинилхлорид и др.) при нагревании.

Высокоэластические полимеры занимают промежуточное положение между аморфными и кристаллическими полимерами. Дело в том, что эластические свойства полимеров обусловлены или очень слабыми межмолекулярными силами, или нерегулярностью структуры, что придает таким полимерам высокую степень аморфности. Однако при приложении напряжения и происходящей при этом деформации (удлинении) материала макромолекулярные цепи в аморфных областях выпрямляются и располагаются почти параллельно. Это приводит к состоянию с высокой степенью кристалличности, которое, однако, устойчиво лишь при приложенной внешней нагрузке (напряжении), так как межмолекулярные силы слишком слабы для того, чтобы в отсутствие этого напряжения сохранилось кристаллическое состояние.

Стеклообразные полимеры – твердые высокомолекулярные соединения, не успевшие при охлаждении закристаллизоваться, но потерявшие текучесть. Они имеют аморфное или кристаллическое строение и мало изменяет свою форму даже при больших нагрузках. После устранения напряжения эти полимеры способны восстанавливать свою первоначальную форму.

Полимеры, которые переходят из высокоэластического состояния в стеклообразное при температурах ниже комнатной, относят к эластомерам, а при более высоких температурах – к пластикам (например, поливилхлорид или фенопласты).

Сабақтың қысқаша мазмұны

Жоғары молекулалық қосылыстардың физикалық қасиеттерінің ерекшеліктері, молекулалық тізбектің иілгіштігі. Молекулааралық әрекеттесу. Полимерлердегі адгезия мен когезия. Полимерлердің деформациясы. Аморфты полимерлердің термомеханикалық қисығы. Аморфты полимерлердің жоғарғыэластикалық, шынытәрізді және тұтқыраққыш күйдегі сипаттамасы.