WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Полімери (науковий реферат) - Реферат

Полімери (науковий реферат) - Реферат

значною.
мал 2.1 а структура полімерної рідини
мал 2.1 в структура часково - кристалічного полімерного тіла
Дослідження структури частково - кристалічних природних волокон показали ,що кристали в них розміщені не хаотично ,як на мал2.1 в ,а в більшості випадків параллельно осі волокна (мал 2.3а).
мал 2.3а структура орінтованих часково - кристалічних полімернх тіл
Точно таку ж переважну орієнтацію полімерних ланок вздовж осі волокна намагаються створити і в хімічних волокнах - як в частково - кристалічних, так і в тих ,що знаходяться в аморфному стані(мал 2.3б).
в них переважно орієнтовані вздвж осі волокна.Чим вище степінь анізотропії,тим вище модуль Юнга для поздовжних деформацій і тим міцнішим буде волокно. В воло
(наприклад із бавовни та шерсті) про формування такої сруктури попіклувалась сама природа. Дійсно ці частково - кристалічні волоспочатку сильно анізотропні ,як на мал 2.3а. А як же хімічні волокна? Виникають питання
забезпечити необхідну степінь анізотропії ? Для цього переводять полімерякого хочуть приготувати волокно в в'язко - рідкий стан.Проте отриманне таким чином волокно не є достатньо орієнтованним.Його структура відповідвє мал 2.1 а та 2.1 в. Щоб отримати структури мал 2.3а та мал 2.3б , до твердого волокна застосовують витяжку при те
яка перевищує температуру аморфних областей. На мал. 2.4 показана характерна залежність ро
відносного видовження волокна ?l / l для волокон з частково - криса-лічних полімерів. При малих зна
(оборотні: після зняття навантаження волокно повертається до попередньстану).Проте ,коли напруження ,збільшуючись ,досягає значення ?0 (мал.2.4) ,деформація починає збільшуватись без зміни прикладеної нанавіть при її невеликому зменьшенні. На волокні утворюється так наз. "шийк
весь зразок (мал.2.5). Таким чином ,волокно може розтягнутись в декілька разів. Деформації ,які виникають в волокні після утворення "шийки" є незворотні. ?
мал. 2.4 Залежність напруги від віносної деформації?l / l для неорінтованого частково - кристалічного волокна.
З молекулярної точки зору утворення "шийки"(мал.2. 5. ) значить, що навантаження, прикладене до волокна, є настільки сильним, що руйнується частково-кристалічна структура з ізотропною орієнтацією кристалів, мал.
2.1.в.
мал. 2. 5. Процесс утворення шийки при розтягненні волокна.
В зоні "шийки" полімерна структура орієнтується, внаслідок чого ланцюг орієнтується так, як показано на малюнку 2. 3. а, тобто волокно стає анізотопним, тобто, більш міцним.
Також, більша міцність пов'язана з тим, що збільшується кристалічність, тобто, частина об'му, яку займають кристали в частково-кристалічному волокні. (літ.1 ст.36)
Полімерні рідкі кристали, надміцні волокна
Полімер може перебувати в стані, в якому він буде міцнішим за сталь, цей стан - рідкокристалічний.
Рідкокристалічний стан - це підклас в'язко-текучого стану.
Рідкий кристал - анізотопна полімерна рідина, при чому анізотопія виникає без будь-яких зовнішніх чинників, наприклад, розтягуванні волокна(мал 2. 6)
Анізотопія виникає із-за того, що інакше неможливо розмістити ізотопним чином систему частин витягнутої форми достатньої густини.
Це можна пояснити на прикладі сірників:
1. Розмістимо хаотично сірники на певній площі.
2. Зменьшуєм площу, на якій розміщені сірники, при цьому ми досягаємо, здавалось би, мінімальної площі, на якій розміщені сірники:
3. Але можлива ще менша площа, на якій розміщені сірники:
мал 2.6 Дослід з сірниками на площині
Самовільно виникаючий при великих концентраціях розчину молекул витянутої форми анізотопний стан називається рідкокристалічним.
Починаючи з деякої степіні асиметрії молекул (відношення довжини до діаметру) рідкокристалічний стан буде діяти і в розплаві витянутих молекул.
Термін рідкий кристал виник тому ,що властівості речовини в рідкокристалічному стані є проміжними між властивосями рідини і кристалічного твердого тіла. Як і в рідинах, в рідких кристалах відсутній
дальній порядок в розміщенні молекул.Так само ,як і рідини більшість
рідких кристалів є текучими речовинами.В той же час, як і кристалічні тверді тіла, рідкі кристали анізотропні - їх молекули анізотропним чином розподілені згідно орієнтаціям.
З мал. 2.6 видно ,що утворення рідкокрисалічного стану найбільш притаманне тим речовинам, молекули яких мають витягнуту форму.
Причому чим більша степінь асиметрії молекул, тим меньша повинна бути концентрація розчину,який відповідає самовільній орієнтації.
Ясно, що в розчинах макромолекул з жорстким ланцюгом рідкокристалічний стан повинен створюватись досить легко і в широкій області концентрацій.Дійсно, ступінь асиметрії таких молекул, так як на великих масштабах вони заплутуються в клубки, визначається відношенням довжини максимальнї ділянки ланцюга ,який ще можна
(приблизно) вважати прямолінійним до характерного діаметра ланцюга d.
Для жорстколанцюгових полімерів відношення l/d може бути достатньо великим. Наприклад для ароматичних поліамідів , воно може досягати декількох сотень.А це озачає, що навіть коли об'ємна доля ароматичного полімера в розчині досягає декількох відсотків, такий розчин повинен бути рідкокристалічним - макромолекулярні ланцюги в такому розчині
повинні бути переважно орієнтовані вздовж напряму самовільної орієнтації.
Повернемся тепер до проблеми отримання надміцних волокон. Істот-
ним є використовувати значну анізотропію, яка виникає в рідкокриста-лічному розчині, і формувати волокно безпосередньо з такого розчину.
При цьому зразу ж після формування, додаткової витяжки та видалення розчинника ми повинні отримати сильно орієнтоване волокно,
степінь орієнтації, якого суттєво перевищує ту, яку можна отримати тільки за допомогою орієнтаціонної витяжки.Практично таким чином з
рідкокристалічного розчину ароматичних поліамідів вдається отримати волокна міцність яких така ж , як і у сталі. Такі волокна були отримані 20
років тому. Зараз вони широко застосовуються в різних галузях промисловості. (літ.1 ст.38)
Аналогія полімерного ланцюга броунівському руху
Щоб краще зрозуміти властивості полімерів необхідно описати їх на основі простих моделей, наприклад, моделі броунівського руху.
Ми розглянем способи математичного опису самої простої моделі полімера - моделі ідеального полімерного клубка.
Сам Броунівський рух був відкритий англійським ботаніком Робертом
Броуеном в 1827 році.Він спостерігав в мікроскоп хаотичні "танці" розчи-нених у воді часточок квіткового пилку.
Остаточне розуміння природи броунівського руху було досягнуто в 1905 -1096 роках в
Loading...

 
 

Цікаве