химический каталог




Компьютерное материаловедение полимеров

Автор А.А.Аскадский, В.И.Кондращенко

ми группами, способными к образованию циклов в ходе реакции. Примером такой реакции является тримеризация бифункциональных олигомеров (или мономеров), содержащих цианатные концевые группы. Естественно, что возможны и другие пути получения полимерных сеток.

В последнее время получен новый тип полимеров, которые назвали "ин-терполимеры" [16,215]. Под интерполимером подразумевают систему, построенную из двух (или более) разнородных по химическому строению макромолекул, химически связанных между собой за счет функциональных групп, расположенных в повторяющихся звеньях каждой макромолекулы. Схематически изображение интерполимера показано на рис.2.

Рис.2. Схематическое изображение интерполимера Schematic representation of interpolymerСН2-СНКонкретным примером такой системы является, например, продукт взаимодействия полистирола с политрихлорбутадиеном:

А1С13СН2-СН=СС1-СС12-СН2-СН=СС1-СС1о

???-СН2-СН28

Глава I

Получение интерполимеров открывает новые возможности модификации структуры и свойств полимеров.

Другим типом "двухтяжевых" систем являются лестничные полимеры, примером которых служит полифенилсилсесквиоксан [113]:

I

I I

Si-O-Si-O—

I I

о о

?? —Si-O-Si-O- —

6 6

Глава II

УПАКОВКА МАКРОМОЛЕКУЛ И ПЛОТНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ

1. Метод инкрементов и основные физические представления

Рассмотрев кратко химическое строение полимеров, перейдем к объемному изображению макромолекул, что необходимо для понимания особенностей структурообразования в полимерах. В основу такого рассмотрения положим представления, развитые А.И. Китайгородским в органической кристаллохимии [75]. Согласно этим представлениям, каждый атом описывается сферой с межмолекулярным радиусом Я. Величины этих радиусов определяются по данным рентгеноструктурного анализа идеальных кристаллов органических веществ. При этом считается, что валентно несвязанные атомы, вступающие в межмолекулярное (а не химическое) взаимодействие, касаются друг друга по границам сфер. Это схематически изображено на рис.3. Тогда, если

30

Глава II

Упаковка макромолекул и плотность полимеров

31

соприкасаются два одинаковых атома, межмолекулярный радиус определится из соотношения

Д = //2, (1)

где / -расстояние между центрами масс двух одинаковых валентно несвязанных атомов, которые, однако, способны к межмолекулярному физическому взаимодействию.

Согласно тем же представлениям, химическое взаимодействие двух атомов всегда приводит к их спрессовке, т.к. длина химической связи всегда меньше, чем сумма двух межмолекулярных радиусов:

diМ 4 J

Это отчетливо видно из рис.4, на котором схематически изображены два химически связанных атома. Если известны межмолекулярные радиусы Rt для всех атомов, входящих в повторяющееся звено полимера, атакже все длины химических связей между этими атомами, можно легко рассчитать собственный (Ван-дер-Ваальсовый) объем повторяющегося звена и построить модель этого звена (или большего фрагмента макромолекулы), в которой объем каждого атома окантован сферой с межмолекулярным радиусом Я,. На рис.5 показана такая модель фрагмента цепи полиэтилена.

В табл.1 приведены межмолекулярные радиусы для некоторых широко распространенных атомов, из которых построено большинство полимеров.

Ван-дер-Ваальсовые ряднусы R различных атомов Van-der-Waals radii Я of different atoms

ATOM R, HM ATOM R, HM

С 0,180 Si 0,210

H 0,117 Sn 0,210

0 0,136 As 0,200

N 0,157 S 0,180

F 0,150 P 0,190

CI 0,178 Pb 0,220

Br 0,195 в 0,165

I 0,221

В табл.2 приведены длины связей для различных комбинаций атомов, также характерных для большинства существующих полимеров. Зная эти величины, можно рассчитать объем повторяющегося звена практически любого из полимеров. Чтобы проделать это, необходимо предварительно определить собственный объем каждого атома, входящего в повторяющееся звено. Расчет провод1гтся по формуле

32

Глава U

Упаковка макромолекул и плотность полимеров

Д^ядЭ-Е^гЛ/ЧзД-А,.), (3)

где Д Vj - инкремент собственного (Ван-дер-Ваальсового) объема данного атома; R - межмолекулярный радиус этого атома; ht - высота шарового сегмента, который отсекается на данном атоме соседним, химически связанным с ним атомом. Величина й, вычисляется по соотношению

Ь.Л-#ф±г (4)

2 а,где Rj - межмолекулярный радиус соседнего, валентно связанного атома; dt -длина химической связи (см.рис.4).

Инкременты объемов различных атомов и атомных групп приведены в таблице 3. Совершенно очевидно, что объем данного атома зависит от его окружения, т.е. от вида атомов, которые химически к нему присоединяются. Чем больше объем соседнего, химически связанного атома, и чем меньше длина химической связи, тем больше спрессовывается данный атом.

Определив инкременты объемов ДК; всех атомов, входящих в повторяющееся звено полимеров, можно рассчитать относительную долю занятого объема в общем объеме полимерного тела. В случае полимеров расчеты удобно вести исходя из молярных объемов повторяющегося звена, поскольку полимер

страница 8
< 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
ford castle электрокамин
инвентарь для волейбола
Мебель для кабинета Artisan Mobilfresno
проектор на прокат

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
(27.02.2017)