Факторы, влияющие на свойства высокополимеров

Свойства высокополимеров зависят от:

- химического состава (структурной единицы полимера (мономера));

- величины молекулярной массы;

- геометрической формы макромолекулы;

- строения цепей;

- характера и интенсивности взаимодействия между ними.

Внутренее строение

По внутреннему строению различают линейные (цепные) полимеры и пространственные (сетчатые).

Линейные полимеры

Линейные полимеры представляют собой длинные цепи из нескольких сот и даже тысяч структурных единиц (мономеров), которые могут иметь различные боковые ответвления. Но отдельные цепи не связаны между собой ковалентными связями. Схематическое строение такой цепи может быть выражено:

R₃

│

−А−А−А−А−А−А−

│ │

R₁ R₂

где А – структурная единица полимера (мономер)

R₁; R₂; R₃ – радикалы- заместители в отдельных звеньях цепи.

Нужно иметь в виду, что и в линейных полимерах углеродные атомы цепи располагаются не на одной прямой. Цепи также могут переплетаться в клубки, спирали и т.п.

Линейные полимеры образуются в тех случаях, когда в процессе полимеризации возникают только бирадикалы (радикалы с двумя свободными валентностями), или когда в реакцию поликонденсации вступают молекулы, в состав которых входят по две функциональные группы.

Линейные полимеры при повышении температуры становятся пластичными, и даже могут перейти в вязко – текучее состояние. При понижении температуры эти полимеры можно снова перевести в твердое (стекловидное) состояние. Такая термообработка может многократно повторяться. В связи с этим такие полимеры называют термопластичными.

Пространственные полимеры

Если размеры кратных связей обеспечивают появление больше двух свободных валентностей или в реакцию поликонденсации вступают молекулы, содержащие три и более функциональных групп, то это позволяет молекулам расти в трех направлениях и приводит к образованию пространственных полимеров, в которых между цепями осуществлены ковалентные связи.

Например, при взаимодействии фенола с формальдегидом реакция при изменении условий опыта может привести к образованию не новолачной смолы линейного строения, а к образованию пространственных полимеров со структурой: _{OH OH}

_{CH2 CH2—….}

 

_CH2

_{…— H2C CH2— …}

_OH

Пространственные полимеры при нагревании не могут быть переведены в пластичное состояние без разрыва химических связей между цепями макромолекулы, т.е. они при сильном нагревании подвергаются разрушению, и поэтому названы термореактивными.

Влияние химического состава на физические свойства полимеров.

Таблица

Функциональные группы и физические свойства

Группа	Теплостойкость	Адгезия	Прочность при растяжении	Светостойкость	Водопоглощение
- СООН	++	+++	++	-	+
- СОNH2	++	++	+	-	+
- NH2	-	-	+	-	+
- CN	-	-	++	+++	-
- OH	+	++	++	-	+
- Cl	+	-	-	-	-
- CH3	-	-	-	-	-
- F	+++	-	+	+	-

+ - повышает; ++ - сильно повышает;

+++ - очень сильно повышает; − - понижает.

Из таблицы следует, что галогены обуславливают негорючесть (теплостойкость) полимерных материалов, стойкость к действию кислот и щелочей. Атом фтора и группа -CN увеличивают светостойкость, группа -СООН – адгезию, амидогруппа -СОNH₂ (в найлоне и капроне) увеличивают теплостойкость и адгезию, но ухудшают светостойкость.

Волокна

Классификация волокон

 

Волокна

природные химические

растительного животного искусственные синтетические

происхождения происхождения

 

хлопковое, шерстяное, вискозное, хлорин,

льняное шелковое ацетатное нитрон,

и др. лавсан,

анид и др.

 

Природные волокна