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 (Г_кип > Г _азл).

9. Ряд полимеров (линейные и разветвленные) могут образовы­
вать растворы высокой вязкости. При этом растворение полимеров
проходит через стадию их набухания.