1. Полимерийн бүтцийн онцлог. Макромолекулуудын уян хатан байдлын шалтгаанууд. Хамтран ажиллагсдын боловсрол

Өндөр молекул жинтэй нэгдлүүд нь ойролцоогоор 10,000-аас хэдэн сая хүртэлх харьцангуй молекул жинтэй бодис юм. Олон тооны давтагдах ижил нэгжүүдээс бүрдэх BMC-ийг полимер гэж нэрлэдэг.

Полимер молекулууд нь шугаман эсвэл салаалсан байж болно. Энэ нь макромолекулуудын шугаман хэлбэрүүд нь полимерүүдийн ердийн шинж чанарыг тодорхойлдог: резин шиг уян хатан чанар, хүчтэй хальс, утас үүсгэх, хавагнах, ууссан үед наалдамхай уусмал үүсгэх чадвар.

Макромолекулуудад салбарлах нь тэдний уян хатан байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Богино ба ойр ойрхон зайтай хажуугийн гинж нь молекулуудын хатуу байдлыг нэмэгдүүлдэг. Макромолекулын уян хатан байдалд уусгагч молекул эсвэл хуванцаржуулагч нөлөөлж болно.

Нүүрс устөрөгчийн гинжин хэлхээний уян хатан байдал нь хөрш нүүрстөрөгчийн атомуудыг холбосон ижил валентын бондын эргэн тойронд гинжин хэлхээний зарим хэсгийг бусадтай харьцуулахад эргүүлэх замаар тодорхойлогддог. Макромолекулд ийм олон бие даасан холбоо байдаг тул нүүрсустөрөгчийн гинжин хэлхээний онцгой уян хатан байдал тодорхой болсон. Полимер молекулууд хоорондоо холбоогүй бөгөөд харьцангуй шингэрүүлсэн уусмалд байх үед бие даасан байдлаар ажилладаг. Төвлөрсөн уусмалд ууссан бодисын молекулуудын мөргөлдөх магадлал өндөр үед макромолекулууд харилцан үйлчилж, холбоо үүсгэж болно.

Шингэрүүлсэн полимер уусмал дахь холбоотнууд нь байнгын тогтоц биш бөгөөд тодорхой найрлагатай байдаггүй. Хоёр, гурав, дөрөв ба түүнээс дээш молекулуудын мөргөлдөөний улмаас NMS уусмалд холбоот бодисууд үүсдэг. IUD-ийн уусмал дахь холбоотнууд үүсэх нэг онцлог шинж чанар нь урт, уян хатан макромолекулуудыг янз бүрийн холбоотнуудын бүрэлдэхүүнд тусад нь хэсгүүдэд оруулах боломжтой байдаг.

2. Өндөр молекул жинтэй нэгдлүүд (HMCs) ба уусмалын уусмалын ерөнхий ба ялгах шинж чанарууд

BMC уусмалууд нь жинхэнэ уусмал, термодинамикийн хувьд тогтвортой, буцах боломжтой, ийм уусмалд агуулагдах хэсгүүд нь тогтворжуулагч шаарддаггүй, коллоидтой адил олон жижиг молекулуудаас бүрддэггүй, харьцангуй том хэмжээтэй бие даасан молекулуудыг төлөөлдөг. Энэ бол IUD-ийн уусмал ба бага молекул жинтэй нэгдлүүдийн уусмалуудын хоорондох ялгаа юм.

Муу уусгагчтай IUD-ийн уусмал нь тодорхой тодорхойлогдсон гадаргуутай нягт бөмбөлөг болгон өнхрүүлсэн молекулуудыг агуулдаг.

Тэд тусдаа үе шатыг төлөөлдөг. Ийм IUD уусмалыг коллоид систем гэж ангилж болно. Молекулууд нь том хэмжээтэй тул BMC уусмал нь лиозолын хэд хэдэн шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь коллоид уусмал болон BMC уусмалын аль алинд нь олон асуудлыг нэгэн зэрэг авч үзэх боломжийг олгодог.

Sols-аас ялгаатай нь IUD-ийн уусмалууд нь өндөр зуурамтгай чанар, өндөр тогтвортой байдал, хавдах чадвартай байдаг.

Sols нь хийн төлөвт (аэрозол) байж болно, гэхдээ ерөндөг нь боломжгүй, учир нь макромолекул задрах болно.

3. Хавдар. Хаван үүсэх үйл явцын үе шатууд. Хаван үүсэхэд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд. Хавангийн кинетик. Хавангийн зэрэг. Хязгаарлагдмал, хязгааргүй хавдар. Хавангийн даралт. Төвлөрөл

Шугаман уян молекул бүхий өндөр молекулын нэгдлүүдийг уусгах нь NMS-ийн татан буулгахаас ялгаатай нь хаван дагалддаг.

Өндөр молекулын нэгдлүүд хавагнах үед тэдгээр нь бага молекулын уусгагчийг шингээж, массыг их хэмжээгээр нэмэгдүүлж, нэгэн төрлийн байдлыг алдагдуулахгүйгээр механик шинж чанарыг өөрчилдөг. IUD-ийн эзэлхүүн нь хавагнах үед 1000-1500% хүртэл нэмэгдэж болно.

Хавангийн эхний үе шатанд уусгагчийг өндөр молекулт бодис болгон тараасны үр дүнд макромолекулуудын уусмал үүсдэг. Энэ үе шат нь дулаан ялгаруулж, макромолекулын эргэн тойронд уусгагч молекулуудын байрлалыг эрэмбэлэх замаар тодорхойлогддог бөгөөд үүний үр дүнд татан буулгах эхний үе шатанд системийн энтропи ихэвчлэн буурдаг. Татан буулгах үеийн энэ үе шатны гол ач холбогдол нь бие даасан макромолекулуудын хоорондын холбоог устгах явдал бөгөөд үүний үр дүнд тэд чөлөөтэй болдог.

Хоёрдахь шат нь цэвэр энтропик шалтгааны улмаас хавдах эсвэл уусах явдал юм. Энэ үе шатанд уусмал аль хэдийн дууссан тул дулааны эффект тэг буюу сөрөг утгатай, энтропи огцом нэмэгддэг. Уусах хоёр дахь үе шатыг цэвэр осмосын процесс гэж үзэж болно. Полимерууд наалдамхай, уян хатан байдалд хамгийн амархан хавагнадаг.

Хаван үүсэхэд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд нь уусгагчийн термодинамик идэвхжил, температур, полимерийн физик байдал, полимер ба уусгагчийн шинж чанар юм. Уусгагчийн хамаарлыг тодорхойлдог ердийн хаван кинетик муруйг зурагт үзүүлэв.

Хязгаарлагдмал хаван үүсэх кинетик муруйг аналитик байдлаар үзүүлэв.

,

хавагнах хурд хаана тогтмол байна; - тэнцвэрт байдалд хүрэх үед болон цаг хугацааны хувьд хавдах зэрэг.

Интеграцчилсны дараа бид Лангмюрын шингээлтийн кинетикийн тэгшитгэлтэй төстэй хавдах кинетикийн тэгшитгэлийг олж авна.

,

Шингэн дэх полимер хавагнах нь дараах томъёогоор тооцоолсон хавагнах зэргээр тодорхойлогддог.

хаван үүсэхээс өмнө болон дараа нь полимер жин хаана байна.

Хаван нь үргэлж ууссанаар дуусдаггүй. Маш олон удаа, хаван тодорхой хэмжээнд хүрсний дараа үйл явц зогсдог.

Хязгаарлагдмал хаван үүсэх шалтгаанууд:

1. IUD болон уусгагч нь холих чадвар нь хязгаарлагдмал байдаг. Тиймээс хавдсаны үр дүнд системд хоёр үе шат үүсдэг - уусгагч дахь полимерийн ханасан уусмал ба полимер дэх уусгагчийн ханасан уусмал (гель, вазелин). Энэ хязгаарлагдмал хавдар нь тэнцвэрт шинж чанартай байдаг.

... "мицелл" ба "мицеляр уусмал". Эдгээр нэр томъёог тэрээр усан орчинд стехиометрийн бус нэгдлээс үүссэн системийг тодорхойлоход ашигласан. Коллоид химийг шинжлэх ухаан болгон хөгжүүлэхэд оруулсан гол хувь нэмэр нь Т.Грахамынх юм. Дээр дурдсанчлан энэ эрдэмтэн "цавуу" гэсэн утгатай грек "колла" үгнээс гаралтай "коллоид" гэсэн нэр томъёог нэвтрүүлэх санааг гаргасан юм. Хийж байхдаа...

Сорбентоор дамжин өнгөрөх зай нь тухайн бодисын уусгагч дахь уусах чадвартай шууд пропорциональ байна. Энэ нь салгаж буй хольцонд орсон бодисыг бүрэн салгах боломжийг олгоно. Коллоид химийн тархсан системүүд нь нэг фазын (тарсан) олон тоосонцороос бүрдэх, өөр фазын эзэлхүүнтэй тархсан систем юм. Тархалтын орчин...

Түүнээс гадна үүнгүйгээр амьдралыг төсөөлөхийн аргагүй юм. Хүний бие бүхэлдээ хүний ​​физиологид захирагддаг тодорхой дүрмийн дагуу байнгын хөдөлгөөнд байдаг бөөмсийн ертөнц юм. Организмын коллоид систем нь тодорхой коллоид төлөвийг тодорхойлдог хэд хэдэн биологийн шинж чанартай байдаг: 2.2 Эсийн коллоид систем. Коллоид-химийн физиологийн үүднээс авч үзвэл...

Уураг, нуклейн хүчил, липид бүхий металлууд. Түүний практик хэрэглээ нь нарийн төвөгтэй металл ионоор тодорхойлогддог фармакологийн эмийн нийлэгжилттэй холбоотой юм. Биорганик хими нь органик болон физик химийн аргууд, түүнчлэн физик, математикийн үндсэн аргуудыг ашиглан органик бодисын бүтэц, тэдгээрийн биологийн үйл ажиллагааны хоорондын хамаарлыг судалдаг.

...

Үндэс нь макромолекулын төгсгөлүүдийн хоорондох квадратын дундаж зай Тусгаарлагдсан макромолекулын конформацийн шилжилтийн боломжийг боломжит энергийн саадын өндрөөр тодорхойлно.У

0, тэдгээрийг холбосон валентийн бондын чиглэлийн эргэн тойронд нэгж ба атомын бүлгүүдийг чөлөөтэй эргүүлэхээс сэргийлнэ. Тусгаарлагдсан макромолекулын конформацийн шилжилтийн боломжийг боломжит энергийн саадын өндрөөр тодорхойлно. 0 .

Тусгаарлагдсан макромолекулын уян хатан чанар нь зөвхөн түүний химийн бүтцийн онцлогоос хамаарна: үндсэн полимер гинжин хэлхээний бүтэц, хажуугийн орлуулагчдын хэмжээ, туйлшрал, i.e. боломжит энергийн саадын үнэ цэнэ дээр

Полимер гинжин хэлхээнд гетероатомуудыг нэвтрүүлэх нь цуврал макромолекулуудын уян хатан чанарыг нэмэгдүүлдэг.

Si > O > N > S > C

Полимер гинжин хэлхээнд анхилуун үнэрт цөм болон бусад циклийн бүтцийг нэвтрүүлэх нь макромолекулуудын уян хатан чанарыг бууруулдаг.Асуулт.

Олон тооны полимер молекулуудын уян хатан чанарыг харьцуул.

~CH 2 CH 2 -CH 2 CH 2 -CH 2 CH 2 ~

~NH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 ~

~O-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 ~Хариулах

Полимер гинжин хэлхээнд анхилуун үнэрт цөм болон бусад циклийн бүтцийг нэвтрүүлэх нь макромолекулуудын уян хатан чанарыг бууруулдаг.. Полиэтилен макромолекулын уян хатан чанар нь полиэтилениминий макромолекулаас бага байдаг. Энэ цувралын полиэтилен ислийн макромолекулуудын уян хатан чанар хамгийн их байна. Дараахь полимерүүдийн макромолекулуудын уян хатан байдал ямар дарааллаар өөрчлөгддөг вэ: полиэтилен, полифенилен, поли- n

~O-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 ~.

-ксилол уу?

Цувралд макромолекулуудын уян хатан чанар буурдаг Дараахь полимерүүдийн макромолекулуудын уян хатан байдал ямар дарааллаар өөрчлөгддөг вэ: полиэтилен, полифенилен, поли-полиэтилен > поли-

Полимер гинжин хэлхээнд анхилуун үнэрт цөм болон бусад циклийн бүтцийг нэвтрүүлэх нь макромолекулуудын уян хатан чанарыг бууруулдаг.-ксилол > полифенилен.

Этилен гликол ба терефталийн хүчлийн поликонденсацын бүтээгдэхүүнээс гаргаж авсан лавсан полиэстр материалтай эслэгийн уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд бага хэмжээний адипийн хүчлийг урвалын холимогт оруулна.

~O-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 ~Полиэтилентерефталатыг нийлэгжүүлэх урвал, адипийн хүчлийн үлдэгдэл агуулсан сополимерын боломжит томъёог бичнэ үү. Ингэж өөрчилсөн эслэгийн уян хатан чанар нэмэгдсэн шалтгааныг тайлбарла.

Дараахь полимерүүдийн макромолекулуудын уян хатан байдал ямар дарааллаар өөрчлөгддөг вэ: полиэтилен, полифенилен, поли-. PET-ийн синтез нь схемийн дагуу явагддаг Дараахь полимерүүдийн макромолекулуудын уян хатан байдал ямар дарааллаар өөрчлөгддөг вэ: полиэтилен, полифенилен, поли- NOOS-S 6 H 4 -COOH + Дараахь полимерүүдийн макромолекулуудын уян хатан байдал ямар дарааллаар өөрчлөгддөг вэ: полиэтилен, полифенилен, поли- NOCH 2 CH 2 OH NOOS-S 6 H 4 -CO [OSH 2 CH 2 OOS-S 6 H 4 -CO] Дараахь полимерүүдийн макромолекулуудын уян хатан байдал ямар дарааллаар өөрчлөгддөг вэ: полиэтилен, полифенилен, поли--1 -OSH 2 CH 2 OH + (2

- 1) H 2 O.

Урвалын хольцод адипийн хүчлийг бага зэрэг (5-10%) нэмснээр макромолекул нь адипатын нэгжүүдийг агуулсан сополимер үүсдэг.

Полимер гинжин хэлхээний бүтцийг зөрчиж, түүний доторх үнэрт циклийн эзлэх хувь буурсантай холбоотойгоор ийм байдлаар өөрчлөгдсөн полиэфир эслэгийн уян хатан чанар нэмэгдэж, макромолекулуудын уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг.

Хажуугийн орлуулагчдын хэмжээ ихсэх тусам валентын бондын эргэн тойронд бие даасан атомын бүлгүүдийг эргүүлэх нь илүү хэцүү болдог, өөрөөр хэлбэл. дээшилдэг Тусгаарлагдсан макромолекулын конформацийн шилжилтийн боломжийг боломжит энергийн саадын өндрөөр тодорхойлно. 0, энэ нь макромолекулын боломжит конформацийн тоо буурахад хүргэдэг, i.e. конформацийн багц шавхагдах эсвэл макромолекулуудын хөшүүн чанар нэмэгддэг. Тиймээс полимер гинжин хэлхээний уян хатан чанар дараах дарааллаар буурдаг.

полипропилен > полистирол > поливинилнафталин.

Хажуугийн орлуулагчдын туйлшрал ихсэх тусам атомын бүлгүүдийн чөлөөт эргэлтэнд саад болох боломжит саад нэмэгдэж байгаа нь харилцан үйлчлэл нэмэгдсэний улмаас макромолекулуудын хөшүүн чанар нэмэгдэхэд хүргэдэг. Энэ тохиолдолд янз бүрийн төрлийн устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвартай бол хажуугийн орлуулагчдын үүрэг улам бүр нэмэгддэг.

Хүч чадлын хувьд устөрөгчийн холбоог дараах эгнээнд байрлуулж болно.

O ← H > S ← H > N ← H > F ← H

Макромолекулуудын уян хатан байдал нь диполь-диполь контакт үүсгэх чадвартай хажуугийн орлуулагчаар ихээхэн хязгаарлагддаг.

C≡N; -O-C≡N; -N=C=O; -S-C≡N гэх мэт.

Полимер гинжин хэлхээнд анхилуун үнэрт цөм болон бусад циклийн бүтцийг нэвтрүүлэх нь макромолекулуудын уян хатан чанарыг бууруулдаг.Томъёо бичиж, уян хатан чанарыг бууруулах дарааллаар байрлуулна уу: поливинил хлорид, хлоржуулсан поливинилхлорид (перхлоровинил), поливинилиден хлорид, поливинил фтор, поливинилиден фтор, полиакрилонитрил, поливинилиденийн спирт, поливинил цианол.

~O-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 ~.

Макромолекул илүү уян хатан байх тусам бага байх нь ойлгомжтой Тусгаарлагдсан макромолекулын конформацийн шилжилтийн боломжийг боломжит энергийн саадын өндрөөр тодорхойлно. 0 байх тусам илүү олон конформацийг ойлгож чадна.

Макромолекул тодорхой конформацид байх магадлалыг Гауссын функцээр тодорхойлно.

Энд б 2 = (3/2)(nl

] 1/2 нь шинж чанар юм

түүний уян хатан байдал. (2.1) тэгшитгэлийн дүн шинжилгээ нь тусгаарлагдсан полимер гинжин хэлхээний хамгийн их магадлалтай конформаци нь статистик ороомгийн конформаци юм (Зураг 2.1-ийг үз). Ийм тусгаарлагдсан макромолекул нягт савласан бөмбөлөг болж эвхэгдэх эсвэл шулуун төлөвт байх магадлал маш бага байна.

Жишээлбэл, та цагны гинжийг ширээн дээр шидэж, түүний хэлбэрийг ажиглавал үүнийг шалгаж болно. Хэрэв ийм гинж хангалттай урт бол энэ нь макромолекулын загвар болж чадна.

Чөлөөт холбогдсон гинжин хэлхээний загварт дотоод эргэлтийн өнцгийн аливаа өөрчлөлт боломжтой (валентын холбоосын урт ба өнцгийн бага зэргийн өөрчлөлттэй).

Донтолт [ h

2

0

] 1/2 зэрэг полимержилт Рмакромолекулууд нь полимерүүдийн химийн бүтэц (анхдагч бүтэц) -ээр тодорхойлогддог.

Энд ψ 0 нь пропорциональ коэффициент бөгөөд зарим полимерүүдийн утгыг доор өгөв.

Полиэтилен	3,04
Полипропилен	3,12
Полизопрен:
cis- (байгалийн резин)	4,02
транс- (гуттаперча)	5,80
Амилоз	4,26
Целлюлоз	7,93
Поликапроамид	3,62
Полипептидүүд	3,83
Полиэтилен терефталат	4,87

Өсөх үед Тусгаарлагдсан макромолекулын конформацийн шилжилтийн боломжийг боломжит энергийн саадын өндрөөр тодорхойлно. 0 макромолекулуудын уян хатан чанар буурдаг.

Макромолекулуудын уян хатан байдлын шинж чанар нь статистик ороомгийн эргэлтийн радиус юм. r 2 ] 1/2 . Утга [ r 2 ] 1/2 нь ороомгийн хүндийн төвөөс полимер гинжин хэлхээний атомуудын квадрат зайны дундаж утгатай тэнцүү байна. Үүнийг харуулах нь амархан

Макромолекулын уян хатан байдалд нөлөөлдөг гол хүчин зүйлүүд нь дотоод эргэлтэнд үзүүлэх боломжит саад бэрхшээл (E0), полимерийн молекул жин, хажуугийн гинжин хэлхээний орлуулагчдын хэмжээ, орон зайн сүлжээний давтамж, температур зэрэг орно.

E 0-ийн утгууд нь молекулын болон молекул хоорондын харилцан үйлчлэлээс хамаардаг тул макромолекулын химийн найрлага, бүтцээр тодорхойлогддог.

Нүүрстөрөгчийн гинжин полимеруудаас хамгийн бага туйлт нь өндөр молекулт нүүрсустөрөгчид бөгөөд тэдгээрийн гинжин хэлхээнд молекулын харилцан үйлчлэл бага байдаг. Ийм нэгдлүүдэд полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен орно. E 0-ийн утга нь гинжин хэлхээнд давхар C = C холбоо агуулсан полимерүүдийн хувьд ялангуяа бага байдаг: полибутадиен, полиизопрен.

Орлуулагчдын тоо нэмэгдэх, тэдгээрийн хэмжээ, туйлшрал, зохион байгуулалтын тэгш бус байдал нь E 0-ийг ихэсгэж, улмаар кинетик уян хатан чанарыг бууруулдаг.

Хэрэв нэг бондын хажууд давхар холбоо байгаа бол E 0 буурна. Тиймээс ханаагүй полимерууд нь винил полимеруудтай харьцуулахад илүү өндөр кинетик уян хатан чанартай байдаг. Тиймээс полибутадиен ба полихлоропрен нь полиэтилен ба поливинил хлоридоос ялгаатай нь өрөөний температурт уян хатан чанар бүхий уян хатан полимерүүд бөгөөд кинетик уян хатан чанар нь зөвхөн өндөр температурт илэрдэг.

C-O, Si-O, C-S бондын эргэн тойронд E 0 эргэлтийн бага саад бэрхшээлүүд нь алифатик полиэфир, полисилоксан, полисульфидын маш өндөр кинетик уян хатан чанарыг тодорхойлдог.

Целлюлоз, полиамид болон бусад полимерууд нь кинетикийн хувьд хатуу байдаг.

Хэмжээ ба массын хувьд полимер молекулын том хажуугийн орлуулагч нь нэгжийг эргүүлэхэд хүндрэл учруулдаг. Жишээлбэл, хүнд, том орлуулагч агуулсан полистирол макромолекулууд нь өрөөний температурт хэлбэрээ өөрчилдөггүй тул хатуу байдаг.

Хэрэв ижил нүүрстөрөгчийн атом нь хоёр орлуулагчтай бол гинжин хэлхээний уян хатан чанар мэдэгдэхүйц буурдаг. Тиймээс полиметилметакрилатын гинж нь полиакрилатаас илүү хатуу байдаг. Политетрафторэтилен ба поливинилиден хлорид нь туйлын C-F ба C-Cl бондын тэгш хэмтэй байрлалаас шалтгаалан уян хатан байдаг.

Молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр макромолекул авч болох боломжит конформацийн тоо нэмэгддэг. Тиймээс гинжин хэлхээний n сегмент нь 2 n +1 нийцтэй тохирч байна. Тиймээс, E 0-ийн маш том утгууд ч гэсэн хатуу гинж нь саваа хэлбэртэй биш харин ороомог хэлбэртэй байж болно.

Орон зайн сүлжээний давтамж нь макромолекулуудын уян хатан байдалд нөлөөлдөг. Жишээлбэл, байгалийн резинэн гинжний уян хатан чанар нь вулканжаагүй резинтэй ижил байдаг. Хөндлөн холбоосын тоо нэмэгдэхийн хэрээр уян хатан байдал үргэлжлэх сегментийн урт багасч, эцэст нь хөндлөн холбоос бүхий полимерт гинжний уян хатан чанар огт харагдахгүй (30% хүхэртэй хатуу резин ).

Температур нь харилцан үйлчлэлийн энергийг өөрчилдөггүй (баримтлагдсанаас бусад), харин молекулын кинетик энергид нөлөөлдөг. Хэрэв дулааны хөдөлгөөний энерги E 0 (E 0 >kT) -ээс бага байвал термодинамикийн уян хатан полимерууд ч гэсэн конформацаа өөрчлөх боломжгүй болно. кинетик уян хатан байдлыг харуулах. Температурын өсөлт, макромолекулын кинетик энергийг нэмэгдүүлэх (kT>E0) нь идэвхжүүлэлтийн саадыг даван туулах магадлалыг нэмэгдүүлж, кинетик уян хатан чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

Гадны нөлөөллийн хурд нь кинетик уян хатан байдалд ихээхэн нөлөөлдөг, i.e. кинетик сегментийн хэмжээгээр. Нэг тэнцвэрт конформациас нөгөөд шилжихэд тодорхой хугацаа шаардагдана. Этаны хувьд энэ хугацаа 10-10 секунд байна. Полимерүүдэд эдгээр шилжилтүүд илүү удаан явагддаг. Шилжилтийн хугацаа нь макромолекулын бүтцээс хамаарна: харилцан үйлчлэлийн түвшин өндөр байх тусам конформацийг өөрчлөхөд шаардагдах хугацаа урт болно.

Ийнхүү молекулын болон молекул хоорондын харилцан үйлчлэл, сегментийн хэмжээ, гинжин хэлхээний термодинамик ба кинетик уян хатан чанараас хамааран гинжний макромолекулуудын уян хатан байдал, улмаар полимер материалын уян хатан чанар өөрчлөгддөг. Үүнтэй холбогдуулан бүх полимерийг эластомер, өндөр уян хатан төлөвт байгаа материал, пластомерууд - хатуу хуванцар гэж хувааж болно.

Холбогдох мэдээлэл:

1. VII.Амьдралын аюулгүй байдлын ач холбогдлыг тодорхойлсон үндсэн талууд
2. Тасалбарын дугаар 52. Объектуудын тогтвортой байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлүүд. Объектуудын ашиглалтын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх арга зам, аврах, яаралтай сэргээн босгох ажил.

ПОЛИМЕРИЙН ОНЦГОЙ ШИНЖ

Полимерууд нь бага молекулын нэгдлүүд болон молекул бус бүтэцтэй бодисуудаас юугаараа ялгаатай вэ?

Хамгийн их ялгаа нь механик шинж чанар, уусмалын шинж чанар, зарим химийн шинж чанарт илэрдэг.

Онцгой механикшинж чанарууд:

• уян хатан байдал- харьцангуй бага ачаалал (резин) дор өндөр урвуу деформацид орох чадвар;
• эмзэг байдал багашилэн ба талст полимер (хуванцар, органик шил);
• макромолекулуудын чадвар чиг баримжаачиглэсэн механик талбайн нөлөөн дор (мяндас ба хальс үйлдвэрлэхэд ашигладаг).

Онцлог шинж чанарууд шийдлүүдполимер:

• өндөр зуурамтгай чанарбага полимер концентрацитай уусмал;
• полимер уусах үе шат дамждаг хаван.

Онцгой химийншинж чанарууд:

• бага хэмжээний урвалжийн нөлөөн дор түүний физик, механик шинж чанарыг эрс өөрчлөх чадвар (резинийг вулканжуулах, арьс ширийг боловсруулах гэх мэт).

Полимерүүдийн онцгой шинж чанарыг зөвхөн том молекул жинтэй төдийгүй макромолекулууд нь гинжин бүтэцтэй, амьгүй байгальд өвөрмөц шинж чанартай байдагтай холбон тайлбарладаг. уян хатан байдал.

• Макромолекулуудын уян хатан байдал нь тэдний эргэлт буцалтгүй байх чадвар юм
  (химийн холбоог таслахгүйгээр) хэлбэрээ өөрчилнө.

Уян хатан байдлын шалтгаан нь гинжин макромолекул дахь олон σ бондын дагуух молекулын эргэлт юм (Зураг 2-ыг үз). II хэсэг, Хэсэг 2.3.2. Алкануудын эргэлтийн изомеризм). Бага молекул жинтэй нэгдлүүдийн σ бондын дагуу эргэлт нь тэдний шинж чанарыг бараг өөрчилдөггүй. Урт гинжин макромолекулуудад асар олон тооны σ бондын эргэн тойронд эргэлтүүд үүсдэг тоо хэмжээг шинэ чанарт шилжүүлэх- макромолекулуудын уян хатан байдал.

Нөхцөл байдал, түүний бүтцээс хамааран гинжин макромолекул нь ороомог, сунасан гинж, спираль, атираат тууз гэх мэт хэлбэртэй байж болно. Макромолекулуудын геометрийн хэлбэр (шугаман, салаалсан эсвэл сүлжээ) өөрчлөгддөггүй.

Макромолекулуудын уян хатан чанараас шалтгаалан полимерүүдийн онцлог шинж чанар нь хэзээ гарч ирдэг деформациполимерууд.
Гадны нөлөө байхгүй үед уян хатан макромолекулын тэнцвэрт байдал нь сул бөмбөлөг хэлбэртэй байдаг (хамгийн их энтропи).

Полимер деформацид ороход макромолекулууд шулуун болж, хэв гажилтын ачааллыг арилгасны дараа тэнцвэрт байдалд шилжсэний дараа дулааны хөдөлгөөний үр дүнд σ бондын эргэн тойронд эргэлддэг тул дахин нугалав.
Энэ бол шалтгаан юм өндөр урвуу хэв гажилт (уян хатан чанар)полимерууд.

Гинжин макромолекул дахь σ бондын дагуух молекулын эргэлтийн эрх чөлөө, улмаар тэдгээрийн уян хатан байдлын зэрэг нь молекул доторх ба хоорондын харилцан үйлчлэлээр (устөрөгчийн холбоо, диполь-диполь харилцан үйлчлэл гэх мэт), мөн их хэмжээний орлуулагчид (R) хязгаарлагддаг.

· Полимер макромолекулуудын уян хатан байдлын зэрэг нь тэдгээрийн хэрэглээний талбарыг тодорхойлдог (4.2-р хэсгийг үзнэ үү).

Дулааны хөдөлгөөний үр дүнд макромолекул нь хатуу саваа шиг шулуун биш, муруй шугамаар байрладаг ба муруйлт нь янз бүрийн чиглэлд үүсч, цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж болно.

Макромолекулуудын уян хатан байдал нь дулааны хөдөлгөөн эсвэл гадаад талбайн нөлөөн дор макромолекулууд хэлбэрээ өөрчлөх чадвар юм.

Уян хатан чанар нь полимерийн чухал шинж чанар юм. Молекул дахь олон тооны атомууд нь дулааны хөдөлгөөний үр дүнд макромолекулууд зүгээр л нугалж зогсохгүй нугалж, молекулын бөмбөг үүсгэдэг.

Уян хатан байдалд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд:

1. Макромолекул дахь бүтэц, холбоо.

2. Функциональ бүлгүүдийн хүртээмж.

Сегмент нь A урттай полимер гинжин хэлхээний сегмент бөгөөд түүний байрлал нь холбоосын хөрш атомуудын байрлалаас хамаардаг.

Термодинамик ба кинетик уян хатан байдлын хооронд ялгаа бий.

Термодинамик - дулааны хөдөлгөөний нөлөөн дор полимер гинжийг нугалах чадвар. Энэ нь эцсийн ба анхны гэсэн хоёр төлөвийн боломжит энергийн зөрүүгээр тодорхойлогддог.

∆U=U 1 – U 2

Термодинамик уян хатан байдалд дараахь зүйлс нөлөөлдөг.

1. Үндсэн гинжин хэлхээний химийн бүтэц

полиэтилен полифенилен

илүү уян хатан

1. Орлуулагчийн шинж чанар, хэмжээ

поливинил хлорид полистирол

илүү уян хатан

Гинжний кинетик уян хатан байдал нь гинжин хэлхээний нэг энергийн төлөвөөс нөгөөд шилжих шилжилтийг илэрхийлдэг (U 1 → U 2) бөгөөд дараах хүчин зүйлсийн нөлөөгөөр тодорхойлогддог.

1. Хэмжээ E үйлдэл

2. Температур. Температур нэмэгдэхийн хэрээр полимерийн уян хатан чанар нэмэгддэг.

3. Макромолекулуудын хооронд хөндлөн холбоос байгаа эсэх (сүлжээний полимер). Полимерийн хөндлөн холбоосын түвшин их байх тусам түүний уян хатан чанар буурдаг.