Структура полимеров
Структура аморфных полимеров
жүктеу/скачать 2.52 Mb. Pdf көрінісі
|
| 2. Структура аморфных полимеров
Как было отмечено выше, аморфной является структура с отсутствием дальнего порядка. Это наиболее типичная для высокомолекулярных соединений структура. Вместе с тем до настоящего времени не предложена единая модель структуры аморфных полимеров. Наличие упорядоченности в структуре цепи и химической связности отдельных мономерных звеньев приводит ряд исследователей к мысли о наличии той или иной степени упорядоченности в аморфном полимерном теле. Существует ряд моделей, от беспорядочной модели молекулярного войлока (модель Марка и Флори, рис. 2) до моделей с высокой организацией макромолекул в гибкие пучки (Печхольд). В ряде моделей макромолекулы могут пересекать друг друга, образуя петли и, как следствие, подвижную сетку физических зацеплений. В рамках модели Марка-‐Флори рассчитано, что одно такое зацепление в среднем приходится на 600 мономерных звеньев. 7 модель Флори модель Печхольда Рис. 2. Модели надмолекулярной структуры аморфных полимеров. Линией обозначен контур макромолекул [Sperling L.H. Introduction to Physical Polymer Science, Wiley, 2006]. Существует ряд экспериментальных фактов, свидетельствующих как о наличие порядка в аморфных полимерах, так и об его отсутствии. Так в пользу наличия упорядоченности говорят высокая плотность аморфных полимеров (плотность аморфного полимера всего на 10% ниже плотности закристаллизованного), утолщение аморфного гало только в одной экваториальной плоскости на рентгенограмме при растяжении, данные электронной дифракции о наличии узелков и упорядоченности в областях размером 15-‐20 ангстрем. В пользу отсутствия дальнего порядка свидетельствует наличие высокоэластичности, отсутствие термодинамических аномалий при разбавлении, равенство гидродинамического радиуса макромолекулы в полимерном теле и в тета-‐растворителе, данные рентгенографии, исследования зависимости оптических свойств от приложенного механического поля и многое другое. Вполне возможно, что наблюдение некоторой степени упорядоченности аморфных полимеров связано с образованием спектра однотипных структур с ближним порядком, характеризующихся тем или иным временем жизни. Ансамбль этих структур на масштабе полимерного тела приводит к значительным проявлениям в структурных и механических исследованиях. Вместе с тем стабильность этих структур зависит от силы воздействия (температурного, механического или иного), а обнаружение инструментальными методами зависит от времени наблюдения. |