Тұтқырлыққа молекулалық массаның әсері. Макромолекуланы түгелдей жылжыту үшін көптеген сегменттерді біртұтас түрде қозғалту қажет. Бұл макромолекуланың қозғалуы молекулалық массаға едәуір тәуелді екенін білдіреді, яғни молекулалық масса артқан сайын тұтқырлық та өседі.
Егер тұтқырлықтың логарифмі- нің lgη0 молекулалық масса ло- гарифміне тәуелділігін координата
жүйесінде қарасақ, қиылысатын екі түзу көреміз (5.32-сурет).
5.32-сурет. Полимердің тұтқырлық логарифмінің молекулалық масса логарифміне тәуелділігі
Екі түзудің қиылысу нүктесіне сай молекулалық масса критикалық (дағдарыстық) молекулалық масса Мкрит деп аталады.
Иілгіш тізбекті полимерлер үшін тұтқырлықтың Мкрит дейінгі
тәуелділігі былай анықталады:
0 k1 M ,
(5.33)
ал Мкрит кейін
k M 3,5
0 2
(5.34)
Бұл теңдеулердегі М − орташамассалық молекулалық масса, ал k1 және k2 − тұрақтылар. Мкрит мәні сегмент мөлшерінен бір рет жоғары, полюссіз және нашар полюсті полимерлер үшін 4 пен 40 мың аралығында болады. Тұтқырлықтың η0 молекулалық массаға тәуелділігінің М крит кейін күрт өсуіне молекулааралық түйісуі, макромолекуланың бірігуі және тұрақты флуктуациялық кеңістік торының түзілуі басты рөл атқарады.
Ең үлкен Ньютон тұтқырлығына температура мен молекулалық массаның бірге әсері Флори-Фокс теңдеуімен айқындалады:
0 f1 T f2 M
немесе lg0 lg f1 T lg f2 M
(5.35)
Макромолекуланың полидисперстілігі ( M w белгілі мәнінде) η0
шамасына онша әсер етпейді, ал тізбектің тармақталуы артқанда, ең үлкен Ньютон тұтқырлығы азаяды.
Сонымен, полимерлер үшін тұтқыраққыштық қасиет өте маңызды. Полимерлерге әртүрлі пішін беру ағу үдерісі арқылы жүреді. Полимерден бұйымдар алғанда, тұрақты пішін беру де тұтқыр ағудың заңдылықтарына бағынады.
Полимерлердің кристалдық күйі
Қатты денелер кристалдық және аморфтық (шыны тәріздес) күйде болатындықтан, тепе-теңдік жағдайда тұрған сұйық күйден қатты күйге өтудің екі жолы бар: кристалдану және шынылану.
Кристалдану дегеніміз бергі реттіліктен арғы реттілікке өту, яғни жаңа фазаның түзілуі. Кристалдану − фазалық ауысудың бірінші түрі.
Шынылану дегеніміз өте қозғалғыш сұйықтың фазасы өзгермей қатты күйге өтуі, яғни бергі реттілік сақталады. Демек, шынылану фазалық ауысу емес.
Балқыған полимерлерді салқындатқанда, кристалдану және шынылану болады. Мұнда екі түсінікті ажырату керек: кристалдық және кристалданатын полимерлер. Кристалдық деп тап осы жағдайда кристалдық күйдегі полимерлерді, ал кристалданатын деп кристалдануға қабілеті бар полимерді айтады.
Кристалдануды термодинамикалық тұрғыдан қарайтын болсақ, үдеріс өздігінен жүрсе, мына өрнек орындалады:
G T S,
(5.38)
мұндағы ∆G − термодинамикалық потенциалдың кристалдану кезіндегі өзгеруі; ∆H − энтальпияның өзгеруі; ∆S − жүйедегі энтропия өзгерісі. Кристалдану кезінде ∆H<0 анық, себебі кристалдану жылуы бөлінеді. Алайда бір мезгілде ∆S<0 (реттілік артады). Егер мына
шарт орындалса
T S
, яғни
G H T S 0
болса,
кристалдану термодинамикалық тұрғыдан мүмкін,. Егер
T S
болған жағдайда кристалдану өте жай жүреді немесе мүлдем кристалданбауы мүмкін.
0>0> Достарыңызбен бөлісу: |