Полимерлердің негізгі физикалық қасиеттерін келтіріңіз, аморфты және кристалды полимерлер жөнінде түсініктерді келтіріңіз.

Ұзын тізбекті молекуланың иілгіштігінң нәтижесінде полимерлер әр түрлі физикалық күйде кездеседі.Олар аморфты және кристалды.Әр күйдегі полимерлерге тән механикалық қасиеттер болады.Полимердің бір күйден екінші күйге өтуі температураның өзгеруімен анықталады.Поимердің физикалық күйдегі қасиеттерін зерттеудің ыңғайлы түрі термомеханикалық зерттеу әдісі болып саналады.Бұл әдіс бойынша полимердің белгілі бір уақыт ішінде сыртқы күштің әсерінен деформация мөлшерінің температурадан тәуелділігін анықтауға болады.Төменгі молекулалы кристалды қосылыс үшін бұл тәуелділік термомеханикалық қисық деп аталады.

Полимердің электр өткізгіштігі өте нашар. Олардың электрлік қасиетіне оған электр өрісін бергенде көрсететін қасиеттері сияқты диэлектриктер, жартылай өткізгіштер және электр өткізгіштер болып бөлінеді.

Көптеген полюсті және полюссіз полимерлер диэлектриктерге жатады. Диэлектриктерге өте ұсақталған электр өткізгіш толтырғыштар (техникалық көміртек-графит, ұсақталған металдар) енгізілсе, электрөткізгіш материалдар алынады.

Жартылай өткізгіштерге қосарланған байланысы бар және заряд тасымалы бар кешенді жүйелер жатады.

Полимерлердің электрлік қасиеттеріне электрөткізгіштік, электрлікберіктілік, диэлектрлікшығын, диэлектрлікөтімділік, электр-реттік эффект, термополюссіздену жатады. Осындай қасиеттеріне байланысты полимер материалдар техниканың маңызды салаларында қолданылады.

Полимерлердің жылу өткізгіштігі нашар. Жылуөткізгіштік дегеніміз — жылудың полимердің жылырақ бөлігінен суығырақ жеріне тасымалдануынан температураның теңесу процесі.

Полимерлердің қолдану аясын кеңейте түсуге мүмкіндік беретін физикалық қасиеттерінің қатарына жеңілдігін, химиялық тұрақтылығын, әсемдігін және т.б. жатқызуға болады.

Қазіргі кезеңде жобаланған қасиеттері бар синтездік полимер материалдар алу үшін ғылыми негізделген өңдеу тәсілдері қажет, яғни полимерлердің беріктігін арттыратын, морттығын төмендететін, созылғыштығын жоғарылататын молекуланың қолайлы құрылымын қалыптастыру тәсілдері қажет. Полимерлердің қызмет ету мерзімін арттыру үшін оларға жылу төзімділігін, динамикалық беріктігін және т.б. негізгі қасиеттерін арттыратын арнайы қоспалар қосады.

Аморфты полимерлер. Макромолеулалардың кеңістікте өзара өзара орналасуын, текшелену тәсілдерін және түзілген құрылымның пішіні мен шамасын полимердің полимердің молекуладан ірі құрылымы дейді.молекулалардан ірі құрылымдардың түрлері әр түрлі болғандықтан, олар жоғары молекуклалық қосылыстардың физикалық және химиялық қасиеттеріне елеулі әсер етеді.

Молекуладан ірі құрылымдар элементтерінің реттілігіне сәйкес полимерлер кристалды және аморфты деп екіге бөлінеді.

Ретті құрылым, аморфты полимерле үшін бергі реттілік тән, яғни белгілі бір облыстарда макромолекуланың тізбек буындары аз мөлшерде ретті орналасады. Бергі реттілік – молекула мөлшерімен өлшемдес қашықтықта сақталатын реттілік. Реттілікті дәлелдейтін факторлар:

Аморфты және кристалды полимерлердің тығыздықтары мәні бір біріне жақын. Мыс, идеал түрдегі кристалдық полиэтиленнің тығыздығы 1000кг/м3, ал аморфты 800кг/м3. Егер аморфты полимерде ретті аймақтар болмаса, оның тығыздығы түгелдей кристалды полимермен салыстырғанда едәуір төмен болар еді.

Полимердің кристалдану жылдамдықтарының жоғары болуы. Егер аморфты полимерлерде ретті құрылымдар болмаса, кристалдану жылдамдығы біршама жоғары болар еді.

Әр түрлі физика – химиялық әдістермен (электрондық, микроскопия, рентген сәулелерінің және нейтрондардың дифракциясы) аморфты полимерлерде белгілі бір аймақта буындардың орналасуында бергі реттілік бар екені көрсетіледі.

Келтірілген тұжырымдардың нәтижесінде Иея аморфты полимерлер үшін модель ұсынды.

Аморфты полимерлерде ретті аймақтар бар, оны домендер дейді, мөлшері 30-100Å. Домендерде полимер тізбегі параллель орналасып, қатпарлы конформация түзеді. Олардың реттілік дәрежесі, мөлшері, саны және өзара орналасуы полимерлерді салқындатқандағы жағдайларға байланысты;

Домендер бір-бірімен өтпелі тізбектер арқылы байланысқан.

Сондықтан кейбір макромолекулалар бірнеше домендердің құрамына кіреді де, үш өлшемді құрылым түзуі мүмкін;

Домендердің арасында доменарлық аймақтар болады. Мұнда негізінен тізбектердің соңы, өтпелі тізбектер, молекулалық массасы төмен молекулалар бар;

Домендер бір бірімен қосылып, доменнен ірі құрылым түзуі мүмкін.

Аморфты полимерлердің ретті құрылым түзуі блок-сополимерлерде дәлелденген және мұндай құрылымдар полимерлердің физика-механикалық қасиеттеріне едәуір әсер етеді.

Ретті құрылым,яғни макромолекулалардың орналасуындағы арғы реттілік тек қана кристалды полимерлерде білінеді.Кристалды полимерлерді аморфты полимерлермен салыстырғанда молекулааралық өзара әсерлесу энергиясы көп болады,осыған байланысты олардың текшелену тығыздығы жоғары.Текшелену коэффициентән былайша сипаттайды: ,V-жалпы көлем,V3-полимер көлемі.Кристалды полимерлер көбінде біркелкі болмайды,кристалдығымен бірге аморфты фазаларда болады.Сондықтан мұндай полимерлерді сипаттау үшін кристалдану дәрежесі деген ұғым қолданылады.Көптеген полимерлер ұшін кристалдану дәрежесі 20-80процент аралығында болады.Бұл шама полимердің белгілі бір физикалық қасиетінің көмегімен танылады.