Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
Процесс формования изделий совмещен с процессом окончательного формирования сетчатого полимера, который протекает в трудно контролируемых условиях. Поэтому молекулярная структура реактопластов трудно воспроизводима.
К термопластам относятся полимеры, которые с повышением температуры претерпевают фазовые изменения, переходя из твердого состояния в вязкотекучее. Если при этом температура не превысила того предела, за которым начинается термическое разложение полимера с выделением паро- или газообразных продуктов (мономеров или их составляющих), то при охлаждении термопласт снова переходит в твердое состояние. Такие фазовые переходы с термопластами можно осуществлять многократно. Эта особенность является важнейшим преимуществом термопластов перед реактопластами и обусловливает их широкое применение в упаковочной промышленности.
63
Формирование молекулярной структуры терпомластов осуществляется на стадии синтеза в строго контролируемых условиях. Благодаря этому возможно получение полимеров с определенной и воспроизводимой молекулярной структурой.
4.1.1. Классификация по химической структуре
Изменение химической структуры, молекулярных характеристик в решающей степени определяет комплекс свойств макромолекул (межмолекулярное взаимодействие, растворимость, термодинамическая и кинетическая гибкость макромолекул, поляризуемость, способность кристаллизоваться и т. д.), от которого зависят свойства полимера. Молекулярные характеристики полимеров, состоящих из линейных или разветвленных макромолекул, определяются химической структурой звеньев, образующих основную цепь, регулярностью построения (пространственной упорядоченностью чередования звеньев и разветвленностью цепи), средним молекулярным весом и полидисперсностью макромолекул.
По химической структуре звеньев макромолекул различают карбоиепные и гегпероцепные полимеры.
Карбоцепными называют полимеры, основная цепь макромолекул которых содержит только атомы углерода. К ним относятся преимущественно полимеры непредельных углеводородов этиленового ряда с различными боковыми заместителями. Свойства этих полимеров закономерно изменяются в зависимости от природы боковых заместителей в мономере. Среди карбоцепных полимеров наибольшее распространение получили полиолефины (полиэтилен, полипропилен, полибутен, полиизобутилен). галогенопро из водные полиолефинов (поли-винилхлорид, политетрафторэтилен, политрифторхлорэти-лен), а также полистирол, насыщенные полиакрилаты и различные сополимеры.
К гетероцепным относятся полимеры, в основной молекулярной цепи которых помимо углерода содержатся атомы других элементов. Наиболее часто такими атомами являются атомы кислорода (простые и сложные полиэфиры), азота (поли-
64
амиды, полиуретаны, аминоальдегидные смолы, полиимиды
и др.)і серы (полисульфоны), кремния (кремнийорганические смолы) и некоторые другие,
4.1-2. Классификация по методам синтеза
Полимерные материалы получают различными методами синтеза — полимеризацией, поликонденсацией.
Полимеризацией называют процесс получения высокомолекулярных веществ, при котором макромолекула образуется путем последовательного присоединения молекул одного или нескольких низко молекулярных веществ (мономеров) к растущему активному центру.
По числу участвующих в синтезе мономеров различают го-мопо лимериэ ацию (один мономер) и с о полимеризацию (два и более).
Полимеризация протекает без выделения побочных соединений.
В зависимости от природы активного центра и механизма роста цепи различают радикальную и ионную полимеризацию.
При радикальной полимеризации активным центром является свободный радикал, а рост цепи является гомолитичес-кой реакцией, сопровождающейся разрывом ненасыщенных связей у одинаковых атомов. Получаемые полимеры характеризуются обычно разветвленной структурой макромолекул с высокой полидисперностью.
При ионной полимеризации активным центром являются ионы или поляризованные молекулы, а раскрытие двойной связи (или цикла) происходит гетеролитически, по местам ге-тероатомов (кислорода, азота, серы). Получаемые ионной полимеризацией на твердых катализаторах полимеры отличаются неразветвленной стереорегулярной структурой с малой по лидис перностью.
Поликонденсацией называют процесс синтеза полимеров из би- или поли функциональных соединений, в котором рост макромолекул происходит путем химического взаимодействия молекул мономеров друг с другом и с промежуточными продук-
65
тами синтеза. Поликонденсация, как правило, сопровождается выделением побочного низкомолекулярного вещества (воды, спирта, галогеноводорода и др.). Получаемые поликонденсацией гетероцепные полимеры обладают неразветвлен-ной линейной структурой макромолекул с довольно высокой полидисперсностью.
Молекулярная масса макромолекул определяется числом повторяющихся звеньев п, которое называется степенью полимеризации. Однако синтетические полимеры нельзя характеризовать одним определенным значением п или молекулярной массы. Практически любой полимер в реальности представляет собой набор макромолекул с различной степенью полимеризации (полимергомологов). Это свойство называется полидисперсностью или полимолекулярностью.
