Современные технологии получения и переработки полимерных и композиционных материалов. Галыгин В.Е - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

6
Конфигурация и конформация макромолекул. Конфигурация –
пространственное распределение атомов в макромолекуле, определяе-
мое длинами соответствующих связей и значениями валентных углов.
Конфигурация характеризует «химическую структуру» макромолеку-
лы. Она не может быть изменена без хотя бы одной перестановки свя-
зей или углов, т.е. химической реакции.
Конформация представляет собой физическую характеристику
макромолекулы, производную от конфигурации. Конформация – пе-
ременное расположение в пространстве атомов и атомных групп, обра-
зующих макромолекулу. Определённой конфигурации соответствует
набор конформаций макромолекулы, изменяющихся непрерывным или
прерывным образом только за счёт внутреннего теплового движения.
Гибкость макромолекулы – способность обратимо (без разрыва
химических связей) изменять свою форму. Причина гибкости – внут-
римолекулярное вращение по множеству σ-связей в цепной
мaкромолекуле. В зависимости от условий и своего строения цепная
макромолекула может принимать форму клубка, вытянутой цепи, спи-
рали, складчатой ленты и т.п. Геометрическая форма макромолекул
(линейная, разветвлённая или пространственная (сетчатая)) при этом
не изменяется.
Особое свойство полимеров, обусловленное гибкостью макромо-
лекулы, проявляется при его деформировании. В отсутствие внешних
воздействий равновесным состоянием гибкой макромолекулы является
форма рыхлого клубка (максимум энтропии). При деформации поли-
мера макромолекулы распрямляются, а после снятия деформирую-
щей нагрузки, стремясь к равновесному состоянию, они снова свора-
чиваются в клубок за счёт поворотов вокруг σ-связей в результате
теплового движения. Таким образом, гибкость макромолекулы явля-
ется причиной возникновения особого свойства полимеров – их эла-
стичности, т.е. способности полимеров проявлять высокие обратимые
деформации.
Различают термодинамическую и кинетическую гибкость.
Термодинамическая гибкость. Вращение звена вокруг ковалент-
ной связи может быть представлено как его переход из одной потенци-
альной «ямы» в другую с преодолением энергетического барьера. Раз-
ница энергий между потенциальными «ямами» определяет термоди-
намическую гибкость макромолекулы, т.е. вероятность реализации той
или иной конформации. Величина энергетического барьера характери-
зует кинетическую гибкость макромолекулы, т.е. скорость перехода из
одной конформации в другую.
Если разность между минимумами потенциальной энергии
∆Е < kT (kT – тепловая энергия), цепь статистически гибкая. Так как

Страницы