химический каталог




Компьютерное материаловедение полимеров

Автор А.А.Аскадский, В.И.Кондращенко

вии за счет сложноэфирных групп — С ~~0—. Межмолекулярные связи могут быть обусловлены наличием не только этих полярных группировок, но и наличием других групп, способных к сильному межмолекулярному взаимодействию. К таким группам относятся н игр ильная — С —N (например, в полиакрилонитриле), гидроксильные группы — ОН (например, в поливиниловом спирте) и многие другие. Полярные группы в соседних макромолекулах при определенных условиях могут взаимодействовать друг с другом, образуя поперечные мостики между ними, которые являются достаточно прочными. Напомним, что речь идет не о химических связях, а о связях физического характера. Схематически это изображено на рис. 41.

Необходимо обратить внимание еще на одно очень важное обстоятельство. Межмолекулярные связи, в отличие от химических связей, являются достаточно слабыми. Энергия, которую необходимо затратить для их разрушения, приблизительно на порядок меньше энергии, которую необходимо затратить на разрушение химических связей. Напомним, что энергия разрыва химических связей составляет несколько десятков ккал/моль, а энергия разрыва межмолекулярной связи составляет всего лишь несколько ккал/моль. Наиболее сильными связями обладают амидные, сложно эфирные, гидроксильные и некоторые другие группы. Однако энергия разрыва межмолекулярных связей, образованных этими группами, не превышает десяти ккал/моль (а фактически эта энергия меньше).

Таким образом, межмолекулярные связи не являются стабильными, а непрерывно распадаются под действием тепловых флуктуации и возникают в новых местах. Они как бы перемещаются вдоль полимерной цепи и тем самым связывают не строго определенные звенья макромолекул, а те звенья, в которых они возникают в данный момент Однако при каждой данной температуре количество одновременно существующих межмолекулярных связей примерно одинаково для полимеров определенного химического строения.

Можно сказать, что при эквивалентном характере рассмотрения межмолекулярные связи действуют в определенных местах макромолекул, образуя своеобразную сетку и не давая возможности перемещаться им относительно друг друга. Учитывая, что на самом деле межмолекулярные связи непрерывно возникают и распадаются под действием тепловых флуктуации, равновесие можно сдвинуть в ту или иную сторону, т.е. в сторону образования или распада межмолекулярных связей. Как и в случае обычной химической реакции, при повышении температуры равновесие сдвигается в сторону распада межмолекулярных связей, а при понижении температуры - в сторону их образования. При охлаждении полимерного тела, находящегося в высокоэластическом состоянии, количество образующихся межмолекулярных связей все время возрастает. При достижении определенной температуры количество образовавшихся мостичных связей достигнет величины, достаточной для того, чтобы закрепить отдельные макромолекулы относительно друг друга и не допустить их трансляционной подвижности. При этом вибрационная подвижность остается.

Образование достаточно частой и прочной сетки межмолекулярных связей при охлаждении полимера до определенной тедшературы способствует тому, что при этой температуре подвижность макромолекул в достаточной степени утрачивается и полимерное тело в целом становится твердым, т.е. переходит в стеклообразное состояние. Температура, при которой наблюдается это явление, и есть температура стеклования. При нагревании полимерного тела, находящегося в стеклообразном состоянии, равновесие сдвигается в сторону распада межмолекулярных связей, и когда этот процесс распада зайдет достаточно далеко, макромолекулы приобретут трансляционную подвижность и полимерное тело размягчится, т.е. перейдет в высокоэластическое состояние. Такова, согласно рассматриваемой концепции, природа переходов полимерного тела из высокоэластического состояния в твердое стеклообразное и обратно.

i

122

Глава IV

Температура стеклования полимеров

123

Чтобы такой переход осуществился, в каждом полимерном теле независимо от химического строения макромолекул должно образоваться определенное число межмолекулярных связей Обозначим это число через х. Концентрацию активных групп в полимере, способных к образованию межмолекулярных связей, обозначим через Л'. Учитывая, что межмолекулярные связи непрерывно распадаются и возникают в других местах, и что существует равновесие между числом образовавшихся и распавшихся связей, можно в данном случае для описания этого процесса применить обычное уравнение химической кинетики, описывающее равновесный процесс:

x^2(N-2x). (69)

В левую часть уравнения входят число межмолекулярных связей, образующихся при данной температуре; в правой части уравнения в скобках показано число оставшихся активных групп, способных к образованию таких связей. Двойка в скобках появляется потому, что на образование каждой связи расходуются две активные группы. По этой же причине двойка появляется и перед скобкой. Поскольку рассматриваемая нами реакция является равновесной, к ней применим закон действующих масс, согласно котором

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141

Скачать книгу "Компьютерное материаловедение полимеров" (8.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
место для хранения вещей во время ремонта в москве
где дешево купить контактные линзы
концерт tokio hotel в москве
обучение мужской парикмахер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)