Перспективные полимеры. Достижения в области синтеза и переработки полимеров, страница 3

РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ПОЛ ИМЕРОВ представлены основной структурной единицей — мономером, повторяющимся сотни или тысячи раз в полимерной цепи. В таблице приведены температуры плавления и стеклования (в градусах Цельсия). Полимеры, для которых дана только температура стеклования, являются аморфными, или стеклообразными•, они твердые ниже этой температуры и высоковяз-

кие выше нее. Для Фастично кристаллических полимеров приведены как температура плавления, при которой кристаллические области становятся жидкими, так и температура стеклования, которая относится к аморфным участкам, окружающим кристаллические области. Многие перспективные полимеры представляют собой смеси материалов, приведенных в таблице.

Если вдоль полимерной цепи расположены более полярные мономеры (с менее симметричным распределением заряда), то в межмолекулярное взаимодействие будет давать вклад и электростатическое притяжение. Например, неполярные стирольные фрагменты можно чередовать с полярными акрилонитрильными звеньями, что приводит к увеличению сил когезии между макромолекулами и, следовательно, повышению стойкости получаемого материала к действию растворителей. Сополимеризация стирола и акрилонитрила обычный в настоящее время процесс; многие другие выпускаемые ПРОМЫШленностью полимеры состоят также из двух или более различных мономерных структурных блоков.

В некоторых макромолекулах мономерные фрагменты расположены вдоль цепи не хаотично, как в случае сополимеров стирола и акрилонитрила, а сгруппированы в блоки, где мономерное звено одного вида повторяется без включений другого. Когда различные состоящие из блоков полимеры не смешиваются (вообще несовместимы, как вода и масло), блоки, принадлежащие разным макромолекулам, но составленные из одного и того же мономерного фрагмента, имеют склонность к коалесценции. Масса полимера оказывается разделенной на небольшие области, представленные разными полимерами; изменяя длину блоков, можно регулировать размеры и конфигурацию этих областей. Наиболее известный представитель такого блочного сополимера состоит из чередующихся стирольных и бутадиеновых блоков. В полимерной форме бутадиен — эластомер (синтетический каучук). Если в бутадиен-стирольном сополимере преобладает стирол, то материал в целом сохраняет в значительной степени жесткость полистирола, но в то же время проявляет упругие свойства благодаря каучуковым частицам, диспергированным в сплошной матрице полистирола.

ОНФИГУРАЦИЯ (форма) полимерной молекулы, как и ее химический состав, оказывает влияние на свойства получаемого материала. Во многих полимерах углерод или другие атомы , составляющие основную цепь, имеют боковые группы, например ароматическое (бензольное) кольцо в полистироле и метильную группу (атом углерода с тремя атомами водорода), связанную с каждым вторым атомом углерода главной цепи, в полипропилене. Около 30 лет назад ученые обнаружили, что при введении специфических катализаторов мономерный пропилен может быть соеди-

ТАКТИЧНОСТЬЮ, или упорядоченным расположением боковых групп, могут обладать химически идентичные полимеры. Три полипропиленовые цепи, показанные на рисунке, различаются только тем, что две верхние содержат боковые метильные группы, которые имеют определенную ориентацию: они или расположены по одну сторону (вверху), или чередуются на противоположных сторонах цепи (в середине). Такая трехмерная регулярная структура придает тактическому полимеру частично кристаллический характер. Напротив, атактический полимер, у которого расположение метильных групп хаотичное (вниЗУ), аморфен. Поскольку в кристаллических областях полимерные цепи упакованы более плотно, тактические формы полипропилена тверже и более теплостойки. На схеме представлена упрощенная конфигурация тактических полипропиленовых цепей, которые в действительности образуют спираль.