Главная ТермопластавтоматыЭкструзияПериферия
Пресс формы
|
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 линейные, разветвленные (или привитые) и пространственные полимеры. Линейные полимеры - это соединения, макромолекулы которых представляют собой длинные цепи, молекулы которых химически инертны по отношению друг к другу и связаны между собой лишь силами Ван-дер-Ваальса. Не следует думать, что термин "линейные" обозначает прямолинейное расположение молекул относительно друг-друга, наоборот, для них более характерна зубчатая или спиральная конфигурация, что придает таким полимерам механическую прочность. При нагревании вязкость таких полимеров уменьшается и они способны обратимо переходить сначала в высокоэластическое, а затем и в вязкотекучее состояния. Разветвленные (привитые) полимеры образованы цепями с боковыми ответвлениями (число ответвлений и их длина различны). Разветвленные полимеры более прочны, чем линейные. Контролируемое разветвление цепей служит одним из основных промышленных методов модификации свойств термопластичных полимеров. Линейные и разветвленные полимеры размягчаются (плавятся) при нагревании и вновь затвердевают при охлаждении. Такое свойство полимеров называется термопластичностью, а сами полимеры - термопластичными, или термопластами. Термопластичные полимеры можно не только плавить, но и растворять, так как связи Ван-дер-Ваальса легко рвутся под действием реагентов. К термопластам относятся поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др. Наконец, если молекулы полимера содержат реакционно-способные группы, то при нагревании они соединяются множеством прочных поперечных связей, полимер оказывается сшитым, т. е. приобретает пространственную структуру. Таким образом, нагрев вызывает реакции, резко и необратимо изменяющие свойства материала, который приобретает прочность и высокую вязкость, становится нерастворимым и неплавким при повторном нагревании, вследствие большой реакционной способности молекул, проявляющейся при повышении температуры. 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). Линейные полимеры являются достаточно гибкими и несвязными для того, чтобы сформировать плотно упакованные упорядоченные структуры, называемые кристаллическими областями. Полимеры с разветвленной цепью - намного жестче и, вследствие этого, не могут сформировать такие области. Такие материалы называются аморфными. Полимеры кристаллической структуры характеризуются упорядоченностью расположения макромолекул, плотностью их упаковки, а полимеры аморфной структуры - беспорядочным взаимным расположением макромолекул. Однако не существует в чистом виде кристаллических или аморфных полимеров. Структура полимера может лишь тяготеть к тому или иному типу (в зависимости от количества кристаллических областей). Степень кристалличности может изменяться от 0 до 100% и зависит от времени и температуры переработки. 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, низким поверхностным трением и повышенной хемостойкостью и высокой усадкой. К кристаллическим полимерам относятся полиэтилен, полипропилен, полиамиды и большинство термопластических полиэфиров, а так же каучук. Полимеры аморфной структуры обладают одинаковыми физико-механическими свойствами во всех направлениях и характеризуются низкой усадкой при литье, прозрачностью (как правило), средней хемостойкостью и износостойкостью и высоким поверхностным трением. Большинство распространенных в промышленности полимеров - полистирол, поливинилхлорид, поликарбонат, АБС-пластик, САН, 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. В материале статьи частично использованы сведения из книги "Общие сведения о полимерах и пластмассах" И.М. Васильев, С.А. Емельянова, А.М. Сторожинский, Издательство "Высшая школа", Москва, 1987 г . |
|