ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Пластическими массами называют материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся в период формирования изделий в вязкотекучем или высокоэластическом состоянии, а в процессе эксплуатации - в твердом (кристаллическом или стеклообразном) состоянии.
Полимеры являются высокомолекулярными соединениями, молекулы которых, называемые макромолекулами, состоят из большого числа одинаковых группировок, связанных между, собой химическими связями.
Вместе с тем довольно часто к полимерам относят также высокомолекулярные соединения, цепи которых состоят из различных нерегулярно повторяющихся групп. К ним принадлежат биополимеры, сополимеры, блоксополимеры и другие подобные соединения, т. е. химические соединения с высокой молекулярной массой - от нескольких тысяч до нескольких миллионов.
В состав макромолекул высокомолекулярных соединений, являющихся основным компонентом пластмасс, входят тысячи атомов, связанных друг с другом валентными силами. Именно от химического состава высокомолекулярных соединений, величины их молекулярной массы, гибкости цепей, степени их упорядоченности и других факторов зависят свойства систем, в т. ч. и пластмасс, которые создаются на основе высокомолекулярных соединений.
Глава 7
Пластические массы и изделии на их основе
высокомолекулярные соединения характеризуются целым рядом свойств, присущих только этому классу веществ.
Различия в свойствах низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений определяются целым рядом особенностей последних, основные из которых следующие:
1. Высокомолекулярные соединения характеризуются большой
молекулярной массой своих молекул (макромолекул), составляю
щей от 103 до 107.
2. Макромолекулы высокомолекулярных соединений харак
теризуются анизотропией своих размеров: их длина составляет
от 4000 до 8000 А, а "толщина" - всего 3,5-7,5 А(А = 10~* см =
= 10-10м)-
3. Макромолекулы состоят из многократно повторяющихся
участков (элементарных звеньев).
4. Для высокомолекулярных веществ характерна большая гиб
кость макромолекул, связанная с возможностью внутреннего вра
щения атомов и атомных групп, входящих в состав макромолекул,
а также отдельных участков цепи (так называемых сегментов) во
круг химических связей. В результате реализации этой возможно
сти макромолекулы могут менять свою конформацию, т. е. форму
расположения в пространстве.
5. Важнейшей особенностью высокомолекулярных соединений
является их способность к проявлению больших деформаций (до
нескольких сотен процентов) и наличие для ряда соединений этого
класса особого состояния - высокоэластичности.
6. В высокомолекулярных соединениях ярко проявляются так
называемые релаксационные процессы, характеризующие изме
нение состояния высокомолекулярных соединений во времени,
связанные с установлением в таких материалах статистического
равновесия.
7. Для высокомолекулярных соединений характерным является
полидисперсность, свидетельствующая о том, что высокомолеку
лярные соединения состоят из макромолекул разной длины. Иными
словами, любое высокомолекулярное соединение представляет
собой смесь макромолекул различной длины, которая определя-
ется степенью полимеризации, т. е. числом мономерных звеньев, из которых она состоит.
8. Высокомолекулярные соединения не способны перегоняться
или переходить в газообразное состояние без разложения (т. е. с со
хранением своей химической структуры и молекулярной массы).
Для высокомолекулярных соединений температура кипения выше
температуры разложения (Гкип > Г азл).
9. Ряд полимеров (линейные и разветвленные) могут образовы
вать растворы высокой вязкости. При этом растворение полимеров
проходит через стадию их набухания.