Материалы партнёров
Строение и основные типы термостойких полимеров
Продолжаем развивать тему, начатую в прошлой статье.
Основным свойством термостойких полимеров, как следует уже из самого названия, является способность сохранять химическую структуру неизменной при высоких температурах. Поэтому естественной характеристикой термостойкости, казалось бы, должна служить температура, при которой наиболее слабые химические связи макромолекулы термодинамически нестабильны. Однако, с практической точки зрения, важна не абсолютная термодинамическая стабильность некоторой индивидуальной макромолекулы, а продолжительность ее жизни при конкретной надмолекулярной организации полимерного материала. Последняя величина является кинетической характеристикой и зависит от жесткости как внутримолекулярной, так и надмолекулярной структуры, которая характеризуется энергией внутримолекулярной и межмолекулярной когезии соответственно.
Упругие свойства полимерного образца при деформации
Увеличение когезионных взаимодействий между макромолекулами всегда связано с повышением жесткости системы, ее температур плавления и стеклования, а также уменьшением растворимости и набухания. Ослабление же межмолекулярных связей увеличивает эластичность полимера, его растворимость, снижает его прочность и т. д.
Основыне свойства термостойких полимеров
В качестве критерия термостойкости, использованного при составлении табл. 1.1, принята температура, при которой полимер теряет 10% исходной массы (По%), определенная при постоянной скорости нагрева по термогравиметрическим кривым зависимости потери массы от температуры. Очевидно, что этот критерий имеет условный характер, но он достаточно полно характеризует термостойкость, так как доля разложения при известной скорости повышения температуры является кинетической характеристикой.
Термическая деструкция
При действии высоких температур в полимерах могут протекать разнообразные химические и физические процессы, приводящие к снижению термостойкости и теплостойкости полимерных материалов. В отсутствие кислорода в полимере протекают
химические реакции, аналогичные реакциям термического крекинга (пиролиз) в конденсированных низкомолекулярных веществах.
Термодинамика когезионных взаимодействий
Когезия — сцепление атомов или молекул, приводящее к образованию молекул из атомов (сильные взаимодействия) и конденсированных тел из молекул (слабые взаимодействия). Сильные когезионные взаимодействия приводят к химическому связыванию атомов и характеризуются энергиями химических связей. Слабые когезионные взаимодействия приводят к образованию надмолекулярных структур и конденсированных сред.
Рассчёты термической деструкции
Расчеты? выполненные с использованием формулы для термической деструкции политетрафторэтилена, дают значение которое удовлетворительно согласуется с экспериментально определенной величиной. На этом основании был сделан вывод, что клеточный эффект играет существенную роль в термической деструкции политетрафторэтилена.
Оценка параметров растворимости полимеров
Если учитывать только дисперсионные взаимодействия, то для оценки теплового эффекта (—АН) смешения жидкостей удобно пользоваться уравнением Скэтчарда. Рассматривая уравнения, можно придти к заключению, что для полимера лучшим растворителем будет тот, для которого АЯсм = 0 и следовательно выполняется условие X полимера = YX растворителя.
Пиролиз полиолефинов
Процессы пиролиза полиолефинов и полиакрилатов, приведенные в табл., осложнены протеканием, наряду с передачей цепи и деполимеризацией, других радикальных реакций. Поэтому обнаруживается сильное влияние заместителя не только на скорость, но также и на энергию активации пиролиза.
