КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Архитектура- (3434) Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Война- (14632) Високи технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) 1065) House- (47672) Журналистика и масови медии- (912) Изобретения- (14524) Чужди езици- (4268) Компютри- (17799) Изкуство- (1338) История- (13644) Компютри- (11121 ) Художествена литература (373) Култура- (8427) Лингвистика- (374 ) Медицина- (12668 ) Naukovedenie- (506) Образование- (11852) Защита на труда- ( 3308) Педагогика- (5571) P Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Олимпиада- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Инструменти- ( 1369) Програмиране- (2801) Производство- (97182) Промишленост- (8706) Психология- (18388) Земеделие- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строителство- (4793) Търговия- (5050) Транспорт- (2929) Туризъм- (1568) Физика- (3942) ) Химия- (22929 ) Екология- (12095) Икономика- (9961) Електроника- (8441) Електротехника- (4623) Енергетика- (12629 )

Супрамолекулни структури в полимери

Вижте също:
  1. Анализ на наличността, движението и структурата на дълготрайните активи
  2. Анализ на състава, структурата и движението на собствения капитал
  3. Анализ на състава, структурата и динамиката на финансовите резултати
  4. Анализ на състоянието и структурата на активите на предприятието
  5. Анализ на състоянието и структурата на източниците на капиталообразуване
  6. Анализ на структурата на активите и пасивите
  7. Анализ на структурата и динамиката на паричното предлагане и влиянието му върху инфлацията
  8. ВЕРТИКАЛНА ИНТЕГРАЦИЯ И НЕГОВОТО ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ ПАЗАРНИТЕ СТРУКТУРИ.
  9. Видове производствена структура на предприятията
  10. Влиянието на фабриковото производство върху развитието на структурата на икономиката на развитите страни
  11. Въпрос 1 Анализ на състава и структурата на приходите и разходите на организацията
  12. Въпрос 1 Анализ на състава и структурата на собствения капитал на организацията

Супрамолекулните структури са структури, произтичащи от конкретно подреждане на макромолекули. Полимерите се характеризират с многостепенна супрамолекулна организация. Най-простите форми на супрамолекулни структури са глобули или агрегати на макромолекули.

Супрамолекулни структури в аморфно състояние . Образуването на супрамолекулни структури започва в аморфния регион. Вече в полимерната стопилка се появяват временни флуктуационни образувания - домейни , в които се наблюдава ред на къси разстояния при подреждането на вериги със сгъната конформация. Домените могат по-късно да играят ролята на ядра на кристализацията.

При T < Tt се образуват снопове - независими структурни формирования, които включват от десетки до стотици разгънати макромолекули. Дължината на опаковките далеч надвишава дължината на отделните вериги. Както и в домените, в аморфните опаковки се наблюдава само редът на къси разстояния при подреждането на макромолекулите и техните връзки. Пакетите по размер и броят на съдържащите се в тях макромолекули са няколко пъти по-малки от домейните, но по-подредени и по-стабилни, тъй като имат дълги времена за релаксация.

В аморфните еластомери радийните структури се образуват от снопове (фиг.33а), в които се сливат агрегиращите снопове. След това се формират кристални фибрили от струните структури, които след това преминават в сферулити или единични кристали.

В стъкловидни полимери (при T < Tc ), когато макромолекулите в пакетите не са подвижни, се образуват фибрили, в които опаковките се съхраняват като отделни елементи. Фибрилите са единици от паралелно опаковани вериги. Дължината на фибрилите е много по-голяма от дебелината (с дебелина 10-20 nm, дължината достига няколко микрона), така че външните фибрили са тънки, дълги влакнести образувания.

Супрамолекулни структури в кристално състояние . В кристалния пакет, за разлика от аморфния, има перфектен ред на дълги разстояния в подреждането както на макромолекули, така и на връзки. Както в случая на нискомолекулни съединения, полиморфизмът е характерен за полимерите: в зависимост от условията на кристализация, могат да възникнат различни видове кристални структури.

Кристализацията на стопилката при температура, близка до точката на топене (свръхохлаждане с не повече от 1 градус), е много бавна, но такива условия правят възможно получаването на най-съвършените кристални структури, в които макромолекулите са подредени като моливи в кутия. Такива структури се наричат кристали с изправени вериги (CEC). Както макромолекулите, така и връзките им са подредени в тях подредено. Това е термодинамично най-изгодната структура. Обаче е много трудно да се осигурят такива условия, поради което ЦЕК обикновено се получават при високо налягане (500-1000 МРа).



Образуването на такива кристали в стопилките на конвенционални високи полимери и при обикновени скорости на кристализация далеч от равновесие, въпреки че е термодинамично изгодно, не е постижимо кинетично. При тези условия се образуват кристали със сгънати вериги (CSC). При подходящи термодинамични условия кристализацията се осъществява в опаковки, образувани от гъвкави регулярни макромолекули. Кристализираният пакет има интерфейс и повърхностно напрежение, съответстващо на него.

Излишната повърхностна енергия на изправен пакет дава ясна способност да се сгъва чрез повтарящи се ротации от 180 ° в ленти с по-малка повърхност (дължината на лентата е около 1000 nm, ширината е около 10 nm). На места, където снопът се завърта, пространствената кристална решетка е повредена или напълно унищожена.

Изискването за по-нататъшно намаляване на повърхностната енергия води до свързването на панделките в пластини ( ламели ) чрез прилежащи плоски страни една към друга (фиг.31).


Lamellae, които се стремят да намалят повърхностната енергия, се наслояват един върху друг с образуването на един кристал.

Трябва да се отбележи, че за разлика от идеалното опаковане на обикновената ламела (фиг.32а), части от макромолекули, които не навлизат в кристала, излизат от кристалните ламели - бримки и дълги участъци (фиг.32Ь). Дългите секции могат да навлязат в структурата на съседните ламели - те се наричат ​​захранващи вериги. Втулките и веригата за подаване образуват аморфен слой между ламелите. Специфична картина се появява, когато кристалните ламели са разделени от слоеве от аморфен некристализиран полимер и в същото време са здраво свързани чрез преминаване на макромолекули, които участват в изграждането на няколко съседни ламели.

При бързото кристализиране от стопилката в повечето кристализиращи полимери се появяват кристални образувания с размери от порядъка на 15-100 nm, които нямат стриктно дефинирана форма и без остра дефинирана граница между кристалните и аморфните състояния. Такива формации се наричат ​​кристалити. При бавно охлаждане на стопилките, кристалитите достигат големи размери - се образуват ламелни кристали , чиято най-добра форма е единичен кристал (Фиг. 33b, 33c, 33g). Единичните кристали се образуват само от разредени разтвори. Това създава необходимите условия за образуване на гладка повърхност в ламелите - изключително подредени кристални структури със сгънати вериги.

В кондензираната фаза се появяват сферулити по време на кристализацията на полимери. Сферолитът е кристална форма с закръглена форма. Термодинамично, те не са най-изгодните структури, но те са кинетично предпочитани, затова те са най-често срещани при кристализацията в кондензираната фаза. Сферулитът е изработен от ламели, израстващи от един център за кристализация. Ламелите се разделят чрез слоеве от аморфен полимер и се свързват в едно цяло чрез преминаване на макромолекули. Понякога ламелите се огъват под формата на спирала.

Структурата на сферулита също се отразява в неговия вид: плоските ламели образуват радиален сферулит (фиг.33d) и спиралните ламели - пръстеновиден сферулит. Размерите на сферолитите могат да варират от десети от един микрометър до няколко милиметра и дори сантиметри. Механизмът на образуване на фибриларни сферолити.


а б

Фиг. 32. Повърхността на кристалната ламела: а - идеален модел;

б - ламела с повърхност, върху която има бримки и дълги участъци от вериги, които не са включени в ламелата

и б

в г

г д

Фиг. 33. Микрографии на супрамолекулни структури на полимери:

a - ивица структура; б) единичен кристал от полиамид-6 (дебелината на ламелата е около 60 А); c, d - единични кристали от полиетилен оксид-блок-полистирен диблок съполимер (масова фракция от полистирен - 0.34); d - радиален сферолит

изотактичен полистирен, образуван от стопилката;

e - пръстен сферилит от полиетилен

Вибриращите единични кристали са изработени от микрофибрили - тънки, дълги, подобни на нишки формации, които на свой ред са съставени от изправени вериги или сгънати конформационни вериги. В единични кристали, микрофибрилите практически не съдържат аморфни области, т.е. практически безупречно.

Схематично представяне на целулозните микрофибрили е показано на Фиг. 34. Това е спирала усукана лента. Макромолекулите в лентата са в сгънато състояние и тяхната ос е под остър ъгъл спрямо оста на лентата, а оста на микрофибрилите е успоредна на оста на макромолекулата.

Фиг. 34. Схематично представяне на целулозни микрофибрили.

Същият полимер може да кристализира както чрез плочата, така и чрез фибриларни механизми. Разликата в тези механизми възниква само на етапа на по-високите етапи на супрамолекулните структури.

Образуването на супрамолекулни структури също е възможно от разредени разтвори с глобуларна конформация на макромолекули. При нарастваща концентрация се извършва следната структурна корекция:

- в разредени разтвори - индивидуални мономолекулни глобули;

- в полуразредени разтвори - полимолекулярни асоциации (могат да съдържат от два глобула до няколко хиляди);

- в концентрирани разтвори - при Т > Т с асоциираните са пренаредени в линейни структури, тъй като с голям брой молекули в асоциацията линейната форма води до по-плътна опаковка и е по-енергично по-благоприятна; при Т < Тс , те се трансформират в глобуларна кристална структура.

Ако глобуларната аморфна структура се формира в резултат на синтеза, размерът на глобула може да се увеличи чрез полимеризиране на мономера вътре в него (ако макромолекулите са достатъчно мобилни). В противен случай малките глобули са фиксирани.

Кристалните супрамолекулни структури се формират предимно в полимери с структура на разрушаване. Глобуларните полимери образуват единични кристали само при монодисперсова структура, например природни белтъчини.

По този начин кристалната фаза на полимера е сложна многоетапна формация (връзки, ленти, пластини, фибрили, сферолити, единични кристали), в които има много дефекти (области на въртене на снопа, неравности в стилизиращи ленти, плочи и т.н.) ,

Регулиране на естеството на супрамолекулните образувания в полимерите

Целите на регулирането са стабилизирането и създаването на оптимални supramolecular структури за получаване на хомогенна и стабилна структура и свойства на полимерите.

Съществуват няколко начина за физическо и химическо регулиране на структурата:

- шев към основната верига на страничните клони на полимера. Получената нередност на структурата допринася за образуването само на първични supramolecular структури;

- използването на смеси от полимери, които възпрепятстват кристализацията;

- топлинна обработка на полимера (охлаждане, отгряване);

- въвеждане на полимерните повърхностноактивни вещества, промяна на размера и формата на супрамолекулните образувания;

- ориентация, повишаване на степента на кристалност на кристалния полимер и степента на ред на аморфния полимер.

Формата и естеството на супрамолекулните формации до голяма степен се определят от молекулните параметри на началния полимер - молекулното тегло, разпределението на молекулното тегло и степента на разклоняване.

<== предишна лекция | следващата лекция ==>
| Супрамолекулни структури в полимери

; Дата на добавяне: 2014-01-03 ; ; Виждания: 1297 ; Нарушение на авторски права? ;


Вашето мнение е важно за нас! Дали публикуваният материал е полезен? Да | не



ТЪРСЕНЕ ПО САЙТА:


Препоръчителни страници:

Вижте също:

  1. Анализ на наличността, движението и структурата на дълготрайните активи
  2. Анализ на състава, структурата и движението на собствения капитал
  3. Анализ на състава, структурата и динамиката на финансовите резултати
  4. Анализ на състоянието и структурата на активите на предприятието
  5. Анализ на състоянието и структурата на източниците на капиталообразуване
  6. Анализ на структурата на активите и пасивите
  7. Анализ на структурата и динамиката на паричното предлагане и влиянието му върху инфлацията
  8. ВЕРТИКАЛНА ИНТЕГРАЦИЯ И НЕГОВОТО ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ ПАЗАРНИТЕ СТРУКТУРИ.
  9. Видове производствена структура на предприятията
  10. Влиянието на фабриковото производство върху развитието на структурата на икономиката на развитите страни
  11. Въпрос 1 Анализ на състава и структурата на приходите и разходите на организацията
  12. Въпрос 1 Анализ на състава и структурата на собствения капитал на организацията




ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2018) година. Всички материали, представени на сайта само с цел запознаване с читателите и не извършват търговски цели или нарушаване на авторски права! Последно добавяне на IP: 11.45.9.156
Повторно генериране на страницата: 0.004 сек.