Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 20 стр.

UptoLike

Рубрика: 

1.4.2. Межмолекулярное взаимодействие по-
лимеров
По мере увеличения молекулярной массы понижается
давление паров высокомолекулярных соединений и падает
практически до нуля. Это связано с большим значением сил
межмолекулярного взаимодействия макромолекулярных
цепей полимера. Вследствие этого при нагревании высоко-
молекулярных соединений не наблюдается заметной лету-
чести, а при достижении определенной температуры проис-
ходит деструкция макромолекулы, не достигнув температу-
ры агрегатного перехода. Поэтому высокомолекулярные
соединения нелетучи, неспособны переходить в газообраз-
ное состояние. Поэтому они находятся в двух агрегатных
состояниях: твердое и жидкое.
Межмолекулярные силы полимеров, также как у хи-
мически связанных атомов в цепи, имеют электрический
характер. В отличие от валентных сил они не обладают
свойством насыщаемости и не связаны с переходом или
смещениями электронов.
Межмолекулярные силы полярных макромолекул обу-
славливаются ориентационным эффектом, т.е. взаимо-
действием жестких диполей соседних молекул. Макромоле-
кулы, имеющие постоянные дипольные моменты, могут
притягивать неполярные молекулы, индуцируя диполи в
них. Такой эффект характеризуется как индукционный. Он
не велик. В молекулах также могут возникать дисперси-
онный
эффект притяжения за счет взаимодействия мгно-
венных диполей, которые появляются в результате того, что
электрон находится на некотором расстоянии от ядра.
Вследствие постоянного движения электронов направление
мгновенного дипольного момента непрерывно меняется, и
при любом взаимном расположении ядер и электронов в
атоме возникают противоположно заряженные полюса, ко-
торые обуславливают межмолекулярное притяжение.
Дисперсионные эффекты в отличие от ориентационных
не зависят от температуры. Действие их усиливается при
увеличении количества электронов, особенно валентных, а
также при уменьшении связи электронов с атомными ядра-
ми, что определяется большими значениями константы ио-
низации и поляризуемости молекул.
Ориентационные эффекты с повышением температуры
значительно ослабевают за счет дезориентации над влиянием
усиливающегося теплового движения молекул. В целом дей-
ствие межмолекулярных сил быстро уменьшается по мере
удаления молекул друг от друга.
Межмолекулярные силы во много раз меньше валент-
ных (химических). При возрастании молекулярной массы
вещества суммарный эффект межмолекулярных сил может
стать весьма ощутимым, так как каждый атом является их
источником. Поэтому у высокомолекулярных соединений,
имеющих большие макромолекулы и огромное число ато-
мов, суммарный эффект межмолекулярных сил может даже
превосходить величину валентных сил. Такая возрастающая
роль межмолекулярных сил у полимеров является одной из
важнейших особенностей высокомолекулярных соединений,
что качественно отличает их от низкомолекулярных веществ.
Многие специфические свойства высокомолекулярных со-
единений: нелетучесть, растворимость с набуханием, высо-
кая вязкость растворов, механические свойства, способность
к образованию волокон и др. связаны с большой величиной
энергии межмолекулярного взаимодействия. Величину этих
сил судят по энергии когезии. Энергия когезии представ-
ляет собой полную энергию, необходимую для удаления мо-
лекулы из жидкого или твердого состояния. Она приблизи-
тельно равна теплоте испарения или сублимации при посто-
янном объеме и определяется на основе термодинамических
данных. Энергия когезии увеличивается по мере возрастания
молекулярной массы, когда она превышает энергию химиче-
     1.4.2. Межмолекулярное взаимодействие по-                   Дисперсионные эффекты в отличие от ориентационных
лимеров                                                     не зависят от температуры. Действие их усиливается при
     По мере увеличения молекулярной массы понижается       увеличении количества электронов, особенно валентных, а
давление паров высокомолекулярных соединений и падает       также при уменьшении связи электронов с атомными ядра-
практически до нуля. Это связано с большим значением сил    ми, что определяется большими значениями константы ио-
межмолекулярного взаимодействия макромолекулярных           низации и поляризуемости молекул.
цепей полимера. Вследствие этого при нагревании высоко-          Ориентационные эффекты с повышением температуры
молекулярных соединений не наблюдается заметной лету-       значительно ослабевают за счет дезориентации над влиянием
чести, а при достижении определенной температуры проис-     усиливающегося теплового движения молекул. В целом дей-
ходит деструкция макромолекулы, не достигнув температу-     ствие межмолекулярных сил быстро уменьшается по мере
ры агрегатного перехода. Поэтому высокомолекулярные         удаления молекул друг от друга.
соединения нелетучи, неспособны переходить в газообраз-          Межмолекулярные силы во много раз меньше валент-
ное состояние. Поэтому они находятся в двух агрегатных      ных (химических). При возрастании молекулярной массы
состояниях: твердое и жидкое.                               вещества суммарный эффект межмолекулярных сил может
     Межмолекулярные силы полимеров, также как у хи-        стать весьма ощутимым, так как каждый атом является их
мически связанных атомов в цепи, имеют электрический        источником. Поэтому у высокомолекулярных соединений,
характер. В отличие от валентных сил они не обладают        имеющих большие макромолекулы и огромное число ато-
свойством насыщаемости и не связаны с переходом или         мов, суммарный эффект межмолекулярных сил может даже
смещениями электронов.                                      превосходить величину валентных сил. Такая возрастающая
     Межмолекулярные силы полярных макромолекул обу-        роль межмолекулярных сил у полимеров является одной из
славливаются ориентационным эффектом, т.е. взаимо-          важнейших особенностей высокомолекулярных соединений,
действием жестких диполей соседних молекул. Макромоле-      что качественно отличает их от низкомолекулярных веществ.
кулы, имеющие постоянные дипольные моменты, могут           Многие специфические свойства высокомолекулярных со-
притягивать неполярные молекулы, индуцируя диполи в         единений: нелетучесть, растворимость с набуханием, высо-
них. Такой эффект характеризуется как индукционный . Он     кая вязкость растворов, механические свойства, способность
не велик. В молекулах также могут возникать дисперси-       к образованию волокон и др. связаны с большой величиной
онный эффект притяжения за счет взаимодействия мгно-        энергии межмолекулярного взаимодействия. Величину этих
венных диполей, которые появляются в результате того, что   сил судят по энергии когезии . Энергия когезии представ-
электрон находится на некотором расстоянии от ядра.         ляет собой полную энергию, необходимую для удаления мо-
Вследствие постоянного движения электронов направление      лекулы из жидкого или твердого состояния. Она приблизи-
мгновенного дипольного момента непрерывно меняется, и       тельно равна теплоте испарения или сублимации при посто-
при любом взаимном расположении ядер и электронов в         янном объеме и определяется на основе термодинамических
атоме возникают противоположно заряженные полюса, ко-       данных. Энергия когезии увеличивается по мере возрастания
торые обуславливают межмолекулярное притяжение.             молекулярной массы, когда она превышает энергию химиче-