Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 34 стр.

нениях типа Х-СН2-СН2-Х, такие как 1,2-дихлорэтан, н-                Кун, Г. Марк и Е. Гут). В макромолекуле происходит сво-
бутан, янтарная кислота и т. д. (рис. 8).                            бодное вращение звеньев цепи относительно друг друга. Од-
                                                                     нако надо иметь в виду, что на энергию активации вращения
                                                                     поворот частей молекулы полимера вокруг определенной
                                                                     связи требует больших энергий вследствие огромных разме-
                                                                     ров самих макромолекул. Исходя из этого видно, что пово-
                                                                     рот вокруг какой-нибудь одной связи в макромолекуле вы-
                                                                     зывает пространственные перемещения значительного числа
                                                                     близлежащих атомов. Эти перемещения в той или иной сте-
                                                                     пени будут влиять на величину потенциального барьера
                                                                     вращения. Изменение потенциального барьера макромолекул
       Рис. 9. Изменение потенциальной энергии при внутреннем вра-   зависит от угла поворота ϕ, как показано на рис 10.
щении 1,2-дихлорэтана. Внизу – проекции молекулы, соответствующие
                      разным углам поворота

     Наличие двух электроотрицательных и взаимоотталки-
вающих атомов хлора в 1,2-дихлорэтане или –СООН- груп-
пы в случае янтарной кислоты, а также объемных СН3 –
групп в н-бутане и др. значительно увеличивает потенци-
альную энергию цис-формы по сравнению с этаном. Изме-
нение внутренней энергии молекулы при повороте группы
СН2Cl относительно друг друга происходит более сложной
                                                                            Рис. 10. Энергия активации вращения полимерной цепи в зави-
зависимости (рис. 9). На этом рисунке приведены проекции
                                                                                        симости от угла поворота звена
молекулы дихлорэтана на плоскость, перпендикулярную
оси вращения. Молекулы дихлорэтана в проекциях с углом                    Если одно положение звена цепи характеризуется по-
поворота 0; 120; 240; 360° и т. д. наиболее устойчивы, а пе-         тенциальной энергией U1, а другое положение, которое при-
реход через положение 180° наиболее затруднен. Смесь мо-             обретает в результате теплового движения, энергией U2, то
лекул дихлорэтана с разными углами поворота в наиболее               энергия перехода из одного положения в другое равна разно-
устойчивых положениях являются поворотными изоме-                    сти ∆U = U2- - U1. Эту разность между значениями энергии
рами. Переход от одного поворотного изомера в другой                 начального и конечного состояний называют термодинами-
происходит за счет энергии теплового, механического или              ческой гибкостью макромолекулярной цепи. ∆U характери-
другого внешнего воздействия на молекулу, или называют               зует гибкость цепи полимера. Величину потенциальной
такое изменение конформационным превращением.                        энергии U0, необходимой для преодоления энергии меж- или
     Такое же представление о внутреннем вращении моле-              внутримолекулярного взаимодействия химически не связан-
кул можно предположить для полимерных соединений (В.                 ных боковых групп, называют кинетической гибкостью .