Розглянуто основні особливості хімічної будови та надмолекулярної структури високомолекулярних сполук, їхніх агрегатних, фазових, фізичних станів та їхнього взаємозв’язку з найважливішими фізичними та фізико-хімічними властивостями. Детально висвітлено теоретичні та практичні аспекти проведення сучасних експериментальних досліджень. Звернена увага на питання структурних характеристик високомолекулярних сполук залежно від методів їхнього синтезу. 1. СТРУКТУРА ПОЛІМЕРІВ 9 1.1. Гнучкість макромолекул полімерів 9 1.1.1. Внутрішнє обертання в молекулах 9 1.1.2. Конфігурація та конформація молекул 13 1.1.3. Гнучкість ланцюга макромолекули 15 1.1.4. Сегмент макромолекули 19 1.1.5. Термодинамічна та кінетична гнучкість 24 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ - ЗО 1.2. Конфігурація макромолекул 32 1.2.1. Конфігурація ланки 32 1.2.2. Конфігурація приєднання ланок (ближній порядок) 34 1.2.3. Конфігурація приєднання великих блоків (дальній порядок) 37 1.2.4. Конфігурація ланцюга 39 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 46 1.3. Молекулярна маса і молекулярно-масовий розподіл 47 ПИТАННЯ для САМОКОНТРОЛЮ 54 1.4. Надмолекулярна структура полімерів 56 1.4.1. Внутрішньо- і міжмолекулярна взаємодія 56 1.4.2. Морфологія полімеру 59 1.4.3. Надмолекулярна структура аморфних полімерів 61 1.4.4. Надмолекулярна структура кристалічних полімерів 66 1.4.5. Моделі кристалічних полімерів 77 ПИТАННЯ для САМОКОНТРОЛЮ 79 1.5. Структурні характеристики полімерів 81 1.5.1. Структура полімеризаційних полімерів 86 1.5.2. Структура поліконденсаційних полімерів 97 ПИТАННЯ для САМОКОНТРОЛЮ 107 1.6. Методи дослідження структури полімерів 108 1.6.1. Рентгеноструктурний аналіз 108 1.6.2. Рентгено-флюоресцентний аналіз 125 1.6.3. Електронографія 130 1.6.4. Електронно-мікроскопічний метод 131 1.6.5. Подвійне променезаломлення 133 1.6.6. Визначення густини полімерів — - - 134 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 135 1.7. Орієнтація макромолекул і орієнтований стан полімерів 136 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ - 141 2. АГРЕГАТНІ Й ФАЗОВІ СТАНИ В ПОЛІМЕРАХ 142 2.1. Характеристика агрегатних станів— 142 2.2. Характеристика фазових станів 143 2.3. Фазові переходи 144 2.4. Особливості кристалізації полімерів 145 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ - 151 3. ФІЗИЧНІ СТАНИ ПОЛІМЕРІВ 152 ПИТАННЯ для САМОКОНТРОЛЮ 159 3.1. Склоподібний стан і склування 161 3.1.1. Склування полімерів 162 3.1.2. Вплив структури полімеру на температуру склування 165 3.1.3. Визначення температури склування полімерів 167 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 169 3.2. Високоеластичний стан — 170 3.2.1. Особливості високоеластичної деформації 171 3.2.2. Високоеластична деформація реальної сітки еластомеру— 173 3.2.3. Високоеластичність лінійних полімерів 175 3.3. В’язкотекучий стан 178 3.3.1. Механізм течії полімеру 179 3.3.2. Вплив структури полімеру на температуру текучості 182 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 184 4. ПЛАСТИФІКАЦІЯ ПОЛІМЕРІВ 185 4.1. Внутрішньоструктуриа пластифікація 186 4.2. Міжструктурна пластифікація 191 4.3. Речовини, які використовують як пластифікатори 192 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 194 5. РОЗЧИНИ ПОЛІМЕРІВ 196 5.1. Істинні розчини полімерів 196 5.2. Набрякання 198 5.2.1. Необмежене набрякання 200 5.2.2. Обмежене набрякання 201 5.2.3. Зміна фізико-механічних властивостей полімерів під час набрякання 203 5.3. Фізико-хімічні властивості розчинів полімерів 205 5.4. Реологічні властивості розчинів полімерів 209 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 210 6. СТУДНІ 212 6.1. Загальні поняття 212 6.1. Типи студнів 214 6.2. Чинники, які впливають на утворення студнів 216 6.3.. Властивості студнів 217 6.3.1. Тиксотропія 217 6.3.2. Старіння студнів. Синерезис 218 6.4. Дифузія в студнях 219 6.5. Застосування студнів 220 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 221 7. ПРОНИКНІСТЬ ПОЛІМЕРІВ 222 7.1. Газопроникність 224 7.1.1. Залежність газопроникності від структури та фізичного стану полімеру 225 7.1.2. Вплив природи газу на проникність полімерів 227 7.1.3. Вплив температури та тиску на газопроникність 227 7.1.4. Механізм дифузії газів у полімерах 228 7.2. Паропроникність 230 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 231 ПЕРЕДМОВА Високомолекулярні сполуки знайшли широке використання в найрізноманітніших галузях промисловості, зокрема в пакувальній індустрії (різноманітні плівкові і листові матеріали, ємності, одноразове пакування тощо), у будівництві (килимові та лінолеумові покриття, металопластикові вікна, водопровідні та каналізаційні труби, тепло-, електро- та гідроізоляційні матеріали тощо), у виробництві текстилю (нитки, волокна, ткані і неткані матеріали) та для лакофарбових матеріалів (лаки, фарби, шпатлівки, клеї тощо). Сучасні полімерні матеріали також широко використовують у медицині (імплантати, мембрани, сорбенти, пристосування для багатьох біохімічних процесів), фармацевтичній промисловості (особливо для систем контрольованого виділення ліків), у космічній і авіаційній галузі. Різноманіття використання полімерних матеріалів обумовлено комплексом унікальних властивостей, які їм притаманні: поєднання малої густини з достатньо високими міцнісними характеристиками, висока хімічна стійкість, добрі електроізоляційні властивості, регульовані сорбційно-селективні властивості, здатність до плівкоутворення тощо. Поряд з цим, полімери поєднують властивості газів (за пружністю), рідин (за тепловим розширенням, стискуваністю, текучістю) і твердих тіл (за здатністю опиратися деформації). Залежно від структури, хімічного складу, будови та взаємного розташування макромолекул, вмісту доданків різного типу та призначення полімерні матеріали змінюють властивості в доволі широких межах. Слід відзначити, що залежно від хімічної природи та структури полімери можуть перебувати в твердому й рідкому агрегатних станах, кристалічному й аморфному фазових станах, а також у склоподібному, високоеластичному й в’язкотекучому фізичних станах. Фізико-хімічні особливості властивостей високомолекулярних сполук обумовлюють комплекс специфічних характеристик. Так, із збільшенням молекулярної маси знижується розчинність полімерів у розчинниках органічного походження, а полімери з просторовою структурою практично не розчиняються в органічних розчинниках, більшість полімерів є діелектриками та немагнітними речовинами. Поряд з цим, із всіх конструкційних матеріалів полімери характеризуються найнижчою теплопровідністю та найвищою теплоємністю й тепловою усадкою. Для полімерів характерний широкий діапазон механічних характеристик, який суттєво залежить від їхньої структури. Слід відзначити, що для полімерів характерні яскраво виражена анізотропія властивостей, зниження міцності і розвиток повзучості під час тривалих навантажень. Поряд з цим, знання про структуру полімерів, особливо надмолекулярну, а також напрями її регулювання під час синтезу і переробки полімерних матеріалів необхідні для направленої зміни властивостей, для встановлення взаємозв’язку між складом, структурою і властивостями. Вирішення цих завдань завдання потребує системного аналізу та узагальнення великого обсягу інформації, знань та компетентностей в області структури і властивостей високомолекулярних сполук. У навчальному посібнику викладено основні сучасні інструментальні методи дослідження структури полімерних матеріалів, розглянуто властивості полімерів та виробів на їхній основі у взаємозв’язку зі структурою, хімічною природою та фізичними станами.

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"