Строение полимеров. Физическое состояние полимеров

Пластмасса - материал, представляющий собой композицию полимера или олигомера с различными ингредиентами, находящуюся при формовании изделий в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации - в стеклообразном или кристаллическом состоянии.

В полимере имеется широкий набор межатомных связей. Вдоль молекулярной цепи полимеров атомы соединены ковалентными связями, так же связаны боковые атомы водорода и их заместители с атомами основной полимерной цепи. При увеличении полярности звеньев и количества наиболее прочных ковалентных связей между макромолекулами в полимерной структуре (у реактопластов) возрастает прочность материала и увеличивается его плотность. Сопротивление разрыву полимера зависит от энергии межмолекулярных взаимодействий и количества поперечных связей (С1... С3). (а) (б)

Схематическое движение макромолекул

при свободном движении (а) и в ориентированном состоянии (б).

Ориентация полимерных цепей приводит к образованию поперечных сшивок, организации сетчатых многомерных структур, что в целом повышает прочность пластмассы.

полимеры находятся в одном из трех физических состояний:

I - стеклообразное. Повороты вокруг связей в молекулах затруднены. Полимер является упругим твердым телом. Под нагрузкой упругие деформации не превышают нескольких процентов, при снятии - падает до нуля. В этом состоянии при деформировании происходит незначительное искажение равновесных углов.

II - Высоконагруженное. Полимер ведет себя как эластичное тело. Под нагрузкой макромолекулы выпрямляются., углы a стремятся к 180⁰, деформация может достигнуть 500-800%. При снятии нагрузки, происходит возврат к исходному состоянию за счет теплового движения.

III - Вязкотекучее состояние. Полимер ведет себя как вязкая жидкость. Под нагрузкой распрямленные макромолекулы скользят друг относительно друга. Деформация необратима. После снятия нагрузок, полимер сохраняет полученную форму.