Полимер ямар бүтэцтэй вэ гэсэн асуултыг олон хүн сонирхож байна. Үүний хариултыг энэ нийтлэлд өгөх болно. Полимер шинж чанар (цаашид - P) нь тухайн шинж чанарыг тодорхойлсон цар хүрээ, түүнчлэн түүний физик үндэслэлээс хамааран ерөнхийдөө хэд хэдэн ангилалд хуваагддаг. Эдгээр бодисуудын хамгийн үндсэн чанар нь тэдгээрийн бүрдүүлэгч мономеруудын (M) мөн чанар юм. Бичил бүтэц гэж нэрлэгддэг шинж чанаруудын хоёр дахь багц нь үндсэндээ эдгээр Ms-ийн P-ийн нэг Z-ийн масштабтай байрлалыг илэрхийлдэг. Эдгээр үндсэн бүтцийн шинж чанарууд нь эдгээр бодисын бөөнөөр нь физик шинж чанарыг тодорхойлоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь P хэрхэн биеэ авч явахыг харуулдаг. макроскоп материал. Нано хэмжээний химийн шинж чанарууд нь гинж нь янз бүрийн физик хүчээр хэрхэн харилцан үйлчилдгийг тодорхойлдог. Эдгээр нь үндсэн P нь бусад химийн бодис болон уусгагчтай хэрхэн харьцаж байгааг макро масштабаар харуулдаг.
Identity
Р-г бүрдүүлдэг давтагдах холбоосуудын таних тэмдэг нь түүний анхны бөгөөдхамгийн чухал шинж чанар. Эдгээр бодисуудын нэршил нь ихэвчлэн P-г бүрдүүлдэг мономер үлдэгдлийн төрлөөс хамаардаг. Зөвхөн нэг төрлийн давтагдах нэгж агуулсан полимеруудыг homo-P гэж нэрлэдэг. Үүний зэрэгцээ хоёр ба түүнээс дээш төрлийн давтагдах нэгж агуулсан Ps-ийг сополимер гэж нэрлэдэг. Терполимерууд нь гурван төрлийн давтагдах нэгжийг агуулдаг.
Полистирол жишээ нь зөвхөн стирол М-ийн үлдэгдэлээс бүрддэг тул Homo-P гэж ангилдаг. Нөгөө талаас этилен винил ацетат нь нэгээс олон төрлийн давтагдах нэгжийг агуулдаг тул сополимер юм. Зарим биологийн Ps нь олон янзын боловч бүтцийн хувьд хамааралтай мономерийн үлдэгдэлээс бүрддэг; жишээ нь ДНХ зэрэг полинуклеотидууд нь дөрвөн төрлийн нуклеотидын дэд нэгжээс тогтдог.
Ионждог дэд нэгж агуулсан полимер молекулыг полиэлектролит эсвэл иономер гэж нэрлэдэг.
Бичил бүтэц
Полимерийн бичил бүтэц (заримдаа тохиргоо гэж нэрлэдэг) нь үндсэн гинжин хэлхээний дагуух M үлдэгдлийн физик зохион байгуулалттай холбоотой байдаг. Эдгээр нь P бүтцийн элементүүд бөгөөд өөрчлөгдөхийн тулд ковалент холбоог таслах шаардлагатай байдаг. Бүтэц нь P-ийн бусад шинж чанарт хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Жишээлбэл, байгалийн каучукийн хоёр дээж нь молекулууд нь ижил мономер агуулсан байсан ч өөр өөр бат бөх чанарыг харуулж чадна.
Полимерийн бүтэц, шинж чанар
Энэ цэгийг тодруулах нь туйлын чухал юм. Полимер бүтцийн чухал бичил бүтцийн шинж чанар нь түүний архитектур, хэлбэр нь хэрхэн хамааралтай байдагсалбар цэгүүд нь энгийн шугаман хэлхээнээс хазайхад хүргэдэг. Энэ бодисын салаалсан молекул нь нэг буюу хэд хэдэн хажуугийн гинж эсвэл орлуулагч салбартай үндсэн гинжээс бүрдэнэ. Салбарласан Ps-ийн төрөлд од P, сам Ps, сойз Ps, dendronize Ps, ladder Ps, dendrimer зэрэг орно. Мөн топологийн хувьд хавтгай давтагдах нэгжүүдээс бүрдэх хоёр хэмжээст полимерууд байдаг. Амьд полимержилт гэх мэт төрөл бүрийн төхөөрөмжтэй P-материалыг нэгтгэхэд янз бүрийн арга хэрэглэж болно.
Бусад чанарууд
Полимерийн шинжлэх ухаан дахь полимерийн бүтэц, бүтэц нь салаалсан байдал нь хатуу шугаман P-гинжин хэлхээнээс хэрхэн хазайхад хүргэдэгтэй холбоотой. Салбарлах нь санамсаргүй байдлаар тохиолдож болно, эсвэл тодорхой архитектурт чиглэсэн урвалыг зохион бүтээж болно. Энэ бол бичил бүтцийн чухал шинж чанар юм. Полимерийн бүтэц нь уусмал ба хайлмал зуурамтгай чанар, янз бүрийн найрлага дахь уусах чадвар, шилэн шилжилтийн температур, уусмал дахь бие даасан P-ороомогуудын хэмжээ зэрэг олон физик шинж чанарт нөлөөлдөг. Энэ нь полимерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон бүтцийг судлахад чухал юм.
Салбарлах
Полимер молекулын өсөн нэмэгдэж буй төгсгөл нь (a) өөр дээрээ эсвэл (б) өөр Р хэлхээнд наалдсан үед мөчрүүд үүсч, устөрөгчийг татан авснаар дунд хэсгийн өсөлтийн бүсийг үүсгэж болно. гинж.
Салбарлах нөлөө - химийн хөндлөн холбоос -гинж хоорондын ковалент холбоо үүсэх. Crosslinking нь Tg-ийг нэмэгдүүлж, хүч чадал, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Бусад хэрэглээний дунд энэ процесс нь хүхрийн хөндлөн холбоос дээр тулгуурладаг вулканизаци гэж нэрлэгддэг процесст резинийг бэхжүүлэхэд ашиглагддаг. Жишээлбэл, автомашины дугуй нь өндөр бат бэх, хөндлөн холбоостой тул агаарын алдагдлыг багасгаж, эдэлгээг нь нэмэгдүүлдэг. Харин резин нь хоорондоо огтлолцдоггүй тул резинийг хуулж, цаасыг гэмтээхээс сэргийлдэг. Өндөр температурт цэвэр хүхрийн полимержилт нь хайлсан төлөвт өндөр температурт яагаад илүү наалдамхай болдогийг тайлбарладаг.
Сүлжээ
Өндөр хөндлөн холбоос бүхий полимер молекулыг P-сүлжээ гэж нэрлэдэг. Хангалттай өндөр хөндлөн холбоос ба хэлхээний харьцаа (C) нь хязгааргүй сүлжээ буюу гель үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд үүнд ийм салбар бүр дор хаяж нэг өөр хоорондоо холбогддог.
Амьд полимержилт тасралтгүй хөгжихийн хэрээр тодорхой бүтэцтэй эдгээр бодисыг нэгтгэх нь илүү хялбар болж байна. Од, сам, сойз, дендронжуулсан, дендример, цагираг полимер зэрэг архитектурууд боломжтой. Нарийн төвөгтэй бүтэцтэй эдгээр химийн нэгдлүүдийг тусгайлан сонгосон эхлэлийн нэгдлүүдийг ашиглан эсвэл эхлээд бие биетэйгээ холбогдохын тулд цаашдын урвалд ордог шугаман гинжийг нэгтгэн нийлэгжүүлж болно. Зангилаат Ps нь олон молекулын циклизациас бүрддэгнэг P-гинжин холбоос (PC).
Салбарлах
Ерөнхийдөө салбарлалтын зэрэг өндөр байх тусам полимер гинж нягтардаг. Тэд мөн гинжний орооцолдолд, бие биенийхээ хажуугаар гулсах чадварт нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эргээд их хэмжээний физик шинж чанарт нөлөөлдөг. Урт гинжин хэлхээ нь полимерийн бат бөх чанар, хатуулаг, шилэн шилжилтийн температурыг (Tg) сайжруулж, нэгдэл дэх бондын тоо нэмэгддэг. Нөгөөтэйгүүр Z-ийн санамсаргүй болон богино утга нь полимер молекулын бүтцээс шалтгаалсан гинжний харилцан үйлчлэл эсвэл талстжих чадварыг зөрчсөний улмаас материалын бат бөх чанарыг бууруулдаг.
Салбарлах нь физик шинж чанарт үзүүлэх нөлөөний жишээг полиэтиленээс олж болно. Өндөр нягтралтай полиэтилен (HDPE) нь маш бага салаалсан, харьцангуй хатуу бөгөөд жишээлбэл, сум нэвтэрдэггүй хантааз үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Нөгөөтэйгүүр, бага нягтралтай полиэтилен (LDPE) нь нэлээд урт, богино утастай, харьцангуй уян хатан бөгөөд хуванцар хальс гэх мэт хэрэглээнд ашиглагддаг. Полимерүүдийн химийн бүтэц нь ийм төрлийн хэрэглээг дэмждэг.
Dendrimers
Дендример нь салаалсан полимерын онцгой тохиолдол бөгөөд мономер нэгж бүр нь мөн салаа цэг болдог. Энэ нь молекул хоорондын гинжин хэлхээний орооцолдол ба талстжилтыг багасгах хандлагатай байдаг. Холбогдох архитектур болох дендрит полимер нь төгс салаалсан биш боловч дендримертэй төстэй шинж чанартай байдагөндөр зэрэглэлийн салаалсан учраас.
Полимержих явцад үүсэх бүтцийн нарийн төвөгтэй байдлын зэрэг нь ашигласан мономеруудын үйл ажиллагаанаас шалтгаална. Жишээлбэл, стиролын чөлөөт радикал полимержихэд 2 функцтэй дивинилбензол нэмснээр салаалсан P үүснэ.
Инженерийн полимер
Инженерийн аргаар боловсруулсан полимерт резин, синтетик, хуванцар, эластомер зэрэг байгалийн материалууд орно. Тэдгээр нь маш ашигтай түүхий эд юм, учир нь тэдгээрийн бүтцийг өөрчилж, материал үйлдвэрлэхэд тохируулж болно:
- олон төрлийн механик шинж чанартай;
- Өргөн сонголттой;
- өөр ил тод байдлын шинж чанартай.
Полимерийн молекулын бүтэц
Полимер нь мономер (M) гэж нэрлэгддэг бүтцийн нэгжүүдийг давтдаг олон энгийн молекулуудаас бүрддэг. Энэ бодисын нэг молекул нь хэдэн зуугаас хэдэн сая М-ээс бүрдэх ба шугаман, салаалсан эсвэл сүлжээний бүтэцтэй байж болно. Ковалентын холбоо нь атомуудыг хооронд нь холбож, хоёрдогч холбоо нь полимер гинжний бүлгүүдийг нэгтгэж, полиматериал үүсгэдэг. Сополимерууд нь хоёр ба түүнээс дээш өөр төрлийн M-ээс бүрдэх энэ бодисын төрөл юм.
Полимер нь органик материал бөгөөд ийм төрлийн бодисын үндэс нь нүүрстөрөгчийн атомын гинж юм. Нүүрстөрөгчийн атом нь гаднах бүрхүүлд дөрвөн электронтой байдаг. Эдгээр валентын электрон бүр нь ковалент үүсгэж болноөөр нүүрстөрөгчийн атом эсвэл харийн атомтай холбоо. Полимерийн бүтцийг ойлгох гол зүйл бол нүүрстөрөгчийн хоёр атом нь гурван хүртэлх нийтлэг холбоо байж, бусад атомуудтай холбогддог. Энэхүү химийн нэгдлээс хамгийн их олддог элементүүд ба тэдгээрийн валентын тоо нь: 1 валентийн электронтой H, F, Cl, Bf ба I; 2 валентийн электронтой O ба S; 3 валентын электронтой n, 4 валентийн электронтой C ба Si.
Полиэтиленийн жишээ
Молекулуудын урт гинж үүсгэх чадвар нь полимер хийхэд амин чухал юм. Этан хий, C2H6-аас хийсэн полиэтилен материалыг авч үзье. Этан хий нь гинжин хэлхээнд хоёр нүүрстөрөгчийн атомтай бөгөөд тус бүр нь нөгөөтэйгөө хоёр валентийн электронтой байдаг. Хэрэв этан хоёр молекул хоорондоо холбогдвол молекул бүрийн нэг нүүрстөрөгчийн холбоо тасарч, хоёр молекул нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбоогоор холбогдож болно. Хоёр тоолуурыг холбосны дараа бусад тоолуур эсвэл P хэлхээг холбохын тулд гинжин хэлхээний төгсгөлд дахин хоёр чөлөөт валентийн электрон үлддэг. Уг процесс нь молекулын төгсгөл бүрт байгаа холбоосыг дүүргэх өөр химийн бодис (терминатор) нэмснээр зогсох хүртэл илүү олон тоолуур болон полимерүүдийг хооронд нь холбох боломжтой. Үүнийг шугаман полимер гэж нэрлэдэг бөгөөд термопластик нэгдлүүдийн барилгын материал юм.
Полимер гинжийг ихэвчлэн хоёр хэмжээстээр харуулсан боловч тэдгээр нь гурван хэмжээст полимер бүтэцтэй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Холбоос бүр нь 109 ° өнцгөөр байрладагДараа нь, улмаар нүүрстөрөгчийн нуруу нь TinkerToys-ийн мушгирсан гинж шиг сансар огторгуйд дамждаг. Хүчдэл өгөх үед эдгээр гинж сунадаг ба P суналт нь талст бүтэцтэй харьцуулахад хэдэн мянга дахин их байж болно. Эдгээр нь полимерүүдийн бүтцийн онцлог юм.
