Надмолекулярная структура полимеров

Свойства ВМС определяются не только их химическим строением, но и надмолекулярной структурой, то есть: а) характером расположения макромолекул в структуре полимера и

б) взаимодействием макромолекул (за счет водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса). Наряду с силами притяжения, которые проявляются на дальних расстояниях, имеют место силы отталкивания, играющие роль при небольших расстояниях между макромолекулами.

Для твердых веществ ВМС характерны 3 следующих вида строения:

1. Кристаллическое - характеризуемое геометрически правильным расположением в пространстве всех молекул ( в том числе расположенных далеко друг от друга);

2. Аморфное - характеризуемое отсутствием геометрически правильного расположения молекул;

3. Аморфно-кристаллическое - смешанное строение, при котором одни области характеризуются высокой степенью упорядоченности, другие - малоупорядочены.

(Первые два вида строения характерны и для низкомолекулярных веществ).

Для участков с аморфным строением расположение молекул и их изогнутость зависят от соотношения сил межмолекулярного взаимодействия и сил теплового движения молекул. Возможны их следующие состояния:

а) силы межмолекулярного взаимодействия больше сил теплового движения, В этом случае - аморфное вещество жестко, малодеформируемо (такое состояние называется стеклообразным или застеклованным);

б) уменьшение сил межмолекулярного взаимодействия, что обеспечивает возможность изменить изогнутость макромолекул, т.е. распрямить их под действием внешних сил или изогнуться в результате тепловых колебаний (способность к деформированию). Такое состояние назывется высокоэластическим;

в) силы межмолекулярного взаимодействия меньше сил теплового движения. При этом - вещество мягкое, податливое, молекулы легко смещаются под действием внешних сил. Такое состояние называется вязкотекучим.

Переход из одного состояния в другое возможен благодаря повышению температуры полимера (ускорение тепловых движений молекул) и сорбции полимером веществ, называемых пластификаторами, (например, воды),ослабляющих силы межмолекулярного взаимодействия.

Температура перехода из застеклованного состояния в высокоэластическое назывется температурой стеклования . Температура перехода из высокоэластического состояния в вязко-текучее назывется температурой плавления .

(Примечание: не для всех ВМС характерны все 3 указанных состояния - некоторые при нагреве могут распадаться на простые соединения).