Тема 3: Высокоэластическое состояние полимеров. Стеклование полимеров. Пластификация полимеров. Кристаллические полимеры

Влияние химической структуры на температуру стеклования полимера

Гибкость макромолекулы определяется потенциалами вращения химических групп вокруг химических связей, что, в свою очередь, контролируется энергией внутри- и межмолекулярных взаимодействий. Чем выше гибкость макромолекулы, тем меньше температура стеклования соответствующего полимера.

Низкие значения Тс для полиэтилена, полибутадиена и полиэтиленоксида связаны с высокой гибкостью макромолекул вследствие незатрудненного вращения вокруг одинарных -С-С- и -С-О- связей. Введение химических групп, тормозящих вращение, (например, бензольных колец) ведет к уменьшению гибкости и росту Тс как это наблюдается для поли-пара-ксилилена и полиэтилентерефталата.

Влияние химической природы боковых групп на Тс определяется их объемом и полярностью. Увеличение объема боковых групп затрудняет вращение вокруг химических связей и сопровождается заметным ростом Тс как это наблюдается в случае полистирола. Для поливинилхлорида, поливинилового спирта и полиакрилонитрила наличие полярных боковых групп увеличивает энергию межмолекулярных взаимодействий, уменьшает гибкость и, как результат, приводит в росту Тс.

• Влияние химической природы боковых групп на Тс определяется их объемом и полярностью. Увеличение объема боковых групп затрудняет вращение вокруг химических связей и сопровождается заметным ростом Тс как это наблюдается в случае полистирола. Для поливинилхлорида, поливинилового спирта и полиакрилонитрила наличие полярных боковых групп увеличивает энергию межмолекулярных взаимодействий, уменьшает гибкость и, как результат, приводит в росту Тс.
• Одновременное влияние как внутри-, так и межмолекулярных эффектов на Тс прослеживается на примере алифатических полиамидов. В этих полимерах имеется два типа химических связей: -С-С- связи, вокруг которых вращение не затруднено, и -С-N- связи амидной группы, вращение вокруг которых не происходит, вследствие сопряжения.