Полимерлерді зерттеудің термомеханикалық әдісі.
Кіші молекулалық кристалдық заттардың термомеханикалық қисығы-5.7-суретте көрсетілген. Кристалдардың балқу температурасынан төмен температурадағы аймақта деформацияның шамасы аз және қайтымды, яғни дене қатты түрде. Балқу температурасынан жоғары аймақта деформация күрт өседі және қайтымсыз болады, ол қатты кристалдық дененің сұйыққа ауысқанын көрсетеді.
Кәдімгі шыныланатын сұйықтардың (глицерин, канифоль, аморфты силикаттар) термомеханикалық қисығы өзгеше (5.8-сурет) . температураны жоғарылатып, зат үлгісін қыздырғанда деформация бірқалыпты және үздіксіз өсіп, тұтқырлықтың кемуін дәлелдейді. Төмен температурада, зат шыны тәріздес күйде болғанда, кристалдық заттар сияқты деформация аз және қайтымды. Шыныланған аморфты денелер қатты кристалдық денелерге ұқсас, бірақ қатты шыны тәріздес күйден сұйық (тұтқыраққыш) күйге өтуі, кристалдық денелерден өзгеше, біршама температура аралығында болады. Осы аралықтан шынылану температурасын Тш анықтайды.
5.9-суретте түзу сызықты аморфты полимерлердің термомеханикалық қисығы көрсетілген. Қисық үш физикалық күйге сәйкес үш бөлімнен тұрады. I бөлім шыны тәріздес, II бөлім жоғары эластикалық, ал III бөлім тұтқыраққыштық күйді білдіреді.
Температура шынылану температурасына (Тш) жеткенде макромолекула буындарының қозғалысы едәуір артады, соның әсерінен тізбектің кейбір бөліктері жылжып, макромолекуланың пішіні өзгереді. Сыртқы күш бұл өзгерістерге бағыт беріп, үлгіде деформация шамасы артады және қайтымды болады. Бұл күй тек полимерлерге тән ерекше жоғары эластикалық күйді білдіреді. Жоғары эластикалық күй ұзын тізбекті заттарда ғана болады және оның пайда болу себебі макромолекуланың иілгіштігінен. Макромолекула бұл күйде өз конформациясын сегменттердің дара байланыс бойынша айналуына сәйкес оңай өзгертеді.
Температураны одан әрі жоғарылата берсе сегменттердің қозғалысы арта түсіп, макромолекула шумақтары бір-бірімен салыстырғанда жылжиды. Соның салдарынан полимерде қайтымсыз деформация болады, яғни ол ағады. Бұл күй тұтқыраққыштық күй деп аталады. Полимердің жоғары эластикалық күйден тұтқыраққыштық күйге өткен температураны аққыштық температура (Тт) дейді.
2.Жоғарғы молекулалық қосылыстар,полимер,олигомер,мономер түсініктері
Полимер(грек сөзінен ‘поли’-көп, ‘meros’-бөлшекдеген мағынаны білдіреді)-қайталанып келетін буындардың көптеген санынан тұратын молекула немесе зат.
Мономер-полимерді синтездеп алатын төмегі молекулалы қосылыс.
Олигомер-бір немесе бірнеше түрлі атомдар немесе атомдар тобынан (буындардан,молекулалардан)тұратын зат.ЖМҚ немесе полимер деп бір немесе бірнеше түрлі буындардан құралған,буындары бірі-бірімен химиялық байланыстар арқылы жалғанған,үлкен молекулалық массасы және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар және осы қасиеттері буындардың санын кеміткеннен немесе көбейткеннен өзгермейтін қосылыстарды айтамыз.
Полимерлердің ішіндегі ең қарапайым түрі полиэтилен:
nCH2=CH2→[CH2-CH2]n
Қайталанып келетін буындардан құралған молекула макромолекула деп,n≤100 болса,олигомер деп аталады.Макромолекуланың құрамына кіретін буындар санының полимерлену дәрежесі:
P=M/m
деп аталады. M-макромолекуланың массасы,m-буынның молекулалық массасы.
Біркелкі мономерден құралған полимерлер гомополимер деп,бірнеше мономер буындарынан құралған полимерлік қосылыстар сополимерлер деп аталады.