2.5. Системы полимер - низкомолекулярная жидкость

Современные представления о механизме пластификации полимеров. Требования, предъявляемые к пластификаторам. Механизм пластификации неполярных полимеров, правило объемных концентраций. Специфика пластификации жесткоцепных полимеров, содержащих полярные группы, правило Журкова. Отличие механизма внутриструктурной пластификации от механизма межструктурной пластификации. Эффект антипластификации.

Особенности процесса растворения высокомолекулярных соединений. Определение процесса набухания, факторы, определяющие процесс набухания. Ограниченное и неограниченное набухание.

Растворимость аморфных и кристаллических полимеров в термо- динамически «хороших» и «плохих» растворителях. Фазовые диаграммы систем полимер -растворитель. Влияние полидисперсности полимера на его растворимость.

Разбавленные растворы полимеров. Современные теории растворения полимеров. Характеристическая вязкость. Влияние природы растворителя, молекулярной массы, молекулярно - массового распределения, температуры на характеристическую вязкость.

Концентрированные растворы полимеров. Кривые течения растворов высокомолекулярных полимеров. Эффективная (структурная или аномальная) вязкость. Эластичность растворов полимеров. Значение реологических исследований концентрированных растворов полимеров в технологии химических волокон, полимерных пленочных материалов и искусственных кож.

Методические указания

Весь комплекс химических и физических свойств высокомолекулярных соединений определяется химическим составом, величиной молекулярной массы, полидисперсностью и структурой полимера. Следует хорошо уяснить взаимосвязь этих факторов и причинность их влияния на те или иные свойства полимеров. В отличии от низкомолекулярных соединений в полимерах большое значение имеют силы межмолекулярного взаимодействия и гибкость цепи макромолекул. Несмотря на малую энергию каждой отдельной межмолекулярной связи, суммарная энергия межмолекулярного взаимодействия может значительно превосходить энергию химической ковалентной связи, так как число межмолекулярных сил между различными макромолекулами может быть весьма

11

10

велико. Поэтому следует обратить особое внимание на природу межмолекулярных сил и на взаимосвязь их величины от тех или иных факторов. Также необходимо иметь отчетливое представление о гибкости макромолекулы, понимая суть этого явления и знать, от чего зависит величина гибкости макромолекул. Это важно для понимания закономерностей всех физических процессов, связанных с плавлением, изменением форм и взаимного расположения макромолекул (растворение, плавление, деформация).

Почти все изделия получаются формованием из растворов или расплавов полимеров. Поэтому следует хорошо знать особенности течения вязких растворов или расплавов полимеров, свойства растворов высокомолекулярных соединений и закономерности растворения и плавления полимеров.

Для придания полимерным материалам повышенной эластичности и морозостойкости проводят пластификацию полимеров, которая является обязательным процессом при получении искусственной кожи, пленок, кабельной изоляции т.п. Кроме того, пластификация позволяет снизить температуру стеклования и текучести полимеров, что делает возможным переработку полимеров, у которых мал интервал между температурами разложения и текучести, а также полимеров, у которых температура разложения ниже температуры текучести. В связи с этим следует разобраться в механизме процесса пластификации, понимать в результате каких причин происходит изменение свойств полимеров при пластификации.