Фазовые и агрегатные состояния полимеров Студент группы 7-13 КТ Аминов И.

Понятия «фазовое» и «агрегатное» состояние не совпадают. Так, аморфные полимеры (жидкое фазовое состояние) по агрегатному состоянию могут быть как твердыми (стеклообразными или высокоэластичными), так и жидкими (вязкотекучими).

Фазовое состояние Фаза это совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и по всем химическим и физическим свойствам, не зависящим от количества вещества, отграниченных от других частей системы некоторой поверхностью (поверхностью раздела).

Фазовое состояние бывает двух видов: Аморфным Кристаллическим Каждое из которых характеризуется тем или иным порядком внутри тела. Отнесение полимера к тому или иному фазовому состоянию определяется его внутренним состоянием, т. е. характером расположения макромолекул относительно друг друга структурой полимера. Рис. 1. Рентгенограммы кристаллического (а) и аморфного (б) полимеров

Аморфное состояние (от греч. amorphos - бесформенный), конденсированное состояние вещества, главный признак которого - отсутствие атомной или молекулярной решетки, т.е. трехмерной периодичности структуры, характерной для кристаллического состояния. Аморфные тела изотропны, т.е. их свойства (мех., оптич., электрич. и др.) не зависят от направления. Аморфное состояние обычно устанавливают, во-первых, по небольшому числу максимумов на дифракционной картине (как правило, 2-4) на фоне диффузного гало, для которых характерны большая полуширина и быстрое убывание интенсивности с ростом угла дифракции; во- вторых, по отсутствию в колебательном или электронном спектре расщеплений полос, связанных с симметрией структуры.

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЛИМЕРОВ, характеризуется тем, что звенья макромолекул образуют структуры с трехмерным дальним порядком. Размер этих структур не превышает несколько мкм; обычно их называют кристаллитами. В отличие от низкомолекулярных веществ, полимеры никогда не кристаллизуются нацело, в них наряду с кристаллитами сохраняются аморфные области (с неупорядоченной структурой). Поэтому полимеры в кристаллическом состоянии называются аморфно- кристаллическими или частично кристаллическими.

Агрегатные состояния Для низкомолекулярных тел характерны три агрегатных состояния, различающихся характером движения молекул или атомов и плотностью их упаковки: Газообразное ЖидкоеТвердое

Твердое состояние Для твердого состояния характерна высокая плотность упаковки макромолекул и малые расстояния между ними. Поступательные и вращательные степени свободы макромолекул отсутствуют, и они совершают только колебательные движения с частотой Гц. Такие полимерные тела оказывают значительное сопротивление попытке изменить их форму под действием внешних сил и запасают совершаемую над ними внешнюю работу в виде упругого потенциала.

Жидкое состояние Жидкое агрегатное состояние характеризуется более свободным движением макромолекул, которые обладают кроме колебательной также и поступательной степенью свободы, а по плотности упаковки близки к твердым телам, Обладая значительной подвижностью, молекулы жидкости постепенно перемещаются, поэтому жидкие тела легко меняют свою форму текут уже под действием небольших напряжений.

Понятия «фазовое» и «агрегатное» состояние не совпадают. Так, аморфные полимеры (жидкое фазовое состояние) по агрегатному состоянию могут быть как твердыми (стеклообразными или высокоэластичными), так и жидкими (вязкотекучими). При этом упорядоченность структурных элементов в веществе характеризуют с помощью двух понятий: дальний и ближний порядок

Ближний и дальний порядок молекул Способность макромолекул аморфного полимера (в твердом или жидком состоянии) окружать себя одинаковым числом однотипно расположенных соседних макромолекул и называется ближним порядком, характерным для аморфных полимеров. Дальним называют порядок, при котором строго определенное расположение атомов, атомных группировок или макромолекул как целого соблюдается на расстояниях, во много (сотни и тысячи) раз превышающих собственные размеры этих структурных единиц.