Химия - Физика полимеров

01 марта 2011


Оглавление:
1. Физика полимеров
2. Статистическая физика полимеров
3. Практическое применение физики и физхимии полимеров

раздел физики, изучающий строение и физические свойства полимеров, термодинамику последних и их растворов, макромолекул и полимерных сеток, релаксационные явления.

Важные понятия

• Полимер
• Макромолекула
• Глобула
• Эффект Керра
• Сегмент Куна
• Вязкоупругость
• Температура стеклования

История

В XIX веке ученые все еще придерживались мнения, что полимеры — сравнительно простые по своей структуре соединения, объясняя их свойства изомеризмом.

В 1858 году Карл Вильгельм фон Негели предложил мицеллярную теорию полимеров, согласно которой большие молекулы есть совокупность малых молекул, удерживаемых вместе слабыми межмолекулярными силами. Физики и химики того времени, были строго уверенны в том, что очень большое соединения должно уменьшать молекулярную организацию и подлежит самораспаду.

В 1920 год Штаудингер создал целостную макромолекулярную теорию строения полимеров — длинно-цепочечных молекул, состоящих из небольшого числа десятки и сотни раз повторяющихся соединений . Он утверждал, что молекула натурального каучука — это настоящая устойчивая молекула, состоящая из цепи звеньев, удерживаемых вместе с помощью простых связей, и содержащая тысячи атомов.

Придерживаясь того мнения, что макромолекулы — жесткие стержни, Штаудингер раскритиковал экспериментальные доказательства, собранные Германом Фрэнсисом Марком и Ф. Эйрихом, которые указывали на то, что полимеры могу существовать в виде гибких цепей, так и в виде мицелоподобных связок. После Г. Ф. Марк и Курт Майер ввели концепцию гибких цепей.

Первым ученым, применившим метод статистической механики для полимеров, стал швейцарский физик Вернер Кун, а вскоре его применили Герман Фрэнсис Марк и Юджин Гут русск. в Вене. Они исследовали явление высокоэластичности. Оказалось, что высокоэластичность имеет энтропийную природу: при растяжении полимерного образца составляющие его цепные макромолекулы распрямляются — энтропия при этом уменьшается, тем самым свободная энергия образца возрастает.

Позже П. Флори обнаружил, что если конфигурация малых молекул в растворе может быть точно описана с помощью вероятностно-статистичекого подхода, то при большом размере полимерных молекул этот подход становиться ненадежным. Ситуация полностью меняется, когда температура раствора понижается до определенного значения, которое варьируется в зависимости от типа полимера. При таких значения температуры раствор имеет свойства «идеального» раствора. Флори назвал такое значение температуры  θ-точкой.

Просмотров: 3846

<<< Унирем

Глобула (полимеры) >>>