Тема-№-7-Структура-полимеров (1109459)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Кристаллические полимеры – уровни организацииI. Элементарная ячейкаВид сбокуВид сверхуРешетка – орторомбическая гранецентрированная,a (0.74 нм)  b (0.493 нм)  c (0.2534) нм;  =  =  = 90оОсобенности кристаллического состояния полимеров.•Аналогично низкомолекулярным кристаллам, полимерныекристаллы подчиняются требованиям ПЛОТНЕЙШЕЙупаковки.Длямакромолекулэтомутребованиюудовлетворяет ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ УКЛАДКА звеньевмакромолекул.•Размеры элементарной ячейке полимераМЕНЬШЕ размеров и сегмента, и отдельной цепиМНОГОКристаллические полимеры – уровни организацииII. Упаковка сегментов и макромолекулЛАМЕЛЬКристаллы свыпрямленными цепями (КВЦ)выгодны термодинамически(наименьшее число дефектов инаименьшая поверхностнаяэнергия)Есть дальний порядок и посегментам,ипомакромолекулам в целом.КВЦобразуютсяврезультатеориентационной вытяжкинекоторых полимеров.10-15 нмКристаллы сосложенными цепями (КCЦ)Предпочтительны по кинетическим соображениям(взаимодействие с собственными сегментами прикристаллизации идет быстрее)Есть дальний порядок по сегментам, нонет дальнего порядка по макромолекулам.КСЦ образуются самопроизвольно прикристаллизации большинства полимеров.Кристаллические полимеры – уровни организацииIII.

Морфология полимерных кристалловФибриллярные («одномерные»)ZПолучаются в результатеориентационной вытяжкиYXПластинчатые («двумерные»)ZXYПолучаются в результатекристаллизации изразбавленных растворовСферолиты (трёхмерные) Получаются в результатекристаллизации израсплавов ZYXКристаллические полимеры – структурные условия кристаллизацииСтереорегулярностьрегулярность (дальний порядок) вдоль цепи,конфигурационная идентичность звеньев,Возможность плотной упаковки звеньевНе кристаллизуютсяКристаллизуются: Изо и синдио-, цис- итранс- изомеры,линейные, голова-хвост[CH2CH2]pCH3[CH2Полиэтилен линейныйC]pCH3[O-CH2-CH2O COC ]pПолиизобутиленO[CH2(CH2)5Найлон-6C ]pO[CH2CH]pCH3Полипропилен изотактическийНе кристаллизуются – разветвленные,атактические и сшитые полимерыC]pO=C-O-CH3ПолиметилметарилатCH]pClПоливинилхлорид(слабокристаллический)CH3Полиэтилентерефталат[NH[CH2C H3H-O--CO-O-C-ClC H3pПолидифенилпропан карбонатПричина отсутствия кристаллизации –невозможность плотной упаковкимакромолекул из-за объёмныхзаместителейКристаллические полимеры – температурные условия кристаллизацииTст  Tкр  Tпл( равн)Tпл( равн)H плS пл2Tст  Tпл3Тпл(равн) – равновесная температура плавления полимера; Ткр – температуракристаллизации; Тст – температура стеклования;При Т > Тпл(равн) полимеризации термодинамически запрещена;При Т < Тст полимеризации кинетически запрещена (заморожена кинетическаяподвижность сегментов  они не могут укладываться в кристаллическуюрешетку).Скорость кристаллизацииСкорость зародышеобразования высокая;Скорость укладки сегментов мала;Мелкокристаллический полимерСкорость зародышеобразованиямала;Скорость укладки сегментов –высокая;КрупнокристаллическийполимерАморфизация (закалка) –быстрое охлаждение ниже Тст.Кристаллические полимеры – температурные зависимости скоростейзародышеобразования и роста кристаллитов1 – Скоростьзародышеобразования2 – Скорость ростакристалловТемпературы плавления некоторых полимеровКристаллические полимеры – кинетика изотермической кристаллизации израсплава (Tкр.

= const)•Гомогенное зародышеобразование – зародыши возникают из самого расплава вследствиефлуктуаций плотности полимера при переохлаждении; Кристаллизация характеризуетсяпериодом индукции, когда кристаллизации не происходит.•Гетерогенное зародышеобразование – зародыши вводятся в частицу извне (частицы пыли,пузырьки воздуха и др.), кристаллизация начинается сразу.WкрУравнение Колмогорова-АврамиWкр  Wкр.макс 1 - e-atnWкр – степень кристалличностиa; Wкр.макс –максимальнодостижимаястепенькристалличности при данной температуре; a –константакристаллизации;t–времякристаллизации;n = 2 (фибриллы); 3 (ламелли); 4 (сферолиты)1 – Гетерогенное зародышеобразование;2 – Гомогенное зародышеобразованиеМаксимально достижимая степень кристалличностиWкр.

макс M крMMкр – масса кристаллической фазы, М – масса всего полимераДля полимеров Wкр. макс = 10 – 80 % < 1Кристаллические полимеры ВСЕГДА содержатопределенный процент аморфной фазы.Причина – независимость встраиванияотдельных фрагментов цепи в различныерастущие кристаллиты и случайныйхарактер этого процесса.КристаллитКристаллитАморфная частьСпособ повышения степени кристалличности – кристаллизацияили отжиг (рекристаллизация) при температуре, максимальноблизкой к Тпл(равн).Термомеханические кривые для кристаллических полимеровТхим разлТстТплТстТплТтекТпл < Ттек большие молекулярные массы)Ттек < ТплТТхим разл <Тпл (целлюлоза)(меньшие молекулярные массы)Термомеханические кривые для аморфизованных полимеровКристаллизация при растяженииКривые напряжение –деформация для кристаллических полимеровTхр  T  TплХолодная ориентационная вытяжка– процесс образования шейкикристаллического полимераПрочность полимероврек.в.э.прПрочность – min{в.э.

(рек.) или п}Ковалентные связи (прочные)Межмолекулярные связи (слабые)Увеличение прочности достигается при:•Увеличении жесткости цепи;•Увеличение полярности (поляризуемости) звеньев;•Увеличении плотности упаковки;•Кристаллизации;•ОриентацииВолокна – ориентированные кристаллические полимеры –самые прочные полимерные материалы (в направлении ориентации)Ориентация кристаллических полимеров: принцип получения волокон (КВЦ)Растяжение с шейкой дляисходного кристаллическогополимераОриентационная вытяжкапри Твыт на10-20оС ниже Тпл.Тот же полимер послеориентационнойвытяжкиБыстрое охлаждениеДолговечностьДолговечность () – время от момента приложения напряжения (нижекритического: пр. или в.э.

(рек) ) – до момента разрушения образца.Формула ЖурковаСлучайный разрывхимической связиза счётфлуктуацийтепловой энергии   0e0U  RT10-12 – 10-13 сек. – периодсобственных колебаний атомов; U –энергия активации разрыва химическойсвязи,  - приложенное напряжение;  константа,учитывающаяприродувещества=.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций