Зависимость свойств полимеров от топологии макромолекул

Различают три основные структурные формы макромолекул:

-        линейные (однотяжные, квазиоднотяжные, двухтяжные);

-        разветвленные (звезды, гребнеобразные, статистически разветвленные, дендримеры);

-          пространственные (сетчатые, трехмерные).

Линейные. В отличие от линейных однотяжных макромолекул, линейные квазиоднотяжные и линейные двухтяжные макромолекулы представляют собой жесткие структуры с отсутствием свободного вращения вокруг связей. Полимеры, образованные такими макромолекулами, часто разлагаются без плавления.

Основные отличительные свойства линейных полимеров:

-          растворимость в соответствующих растворителях;

-          высокие физико-механические показатели;

-          большинство способно плавиться без разложения.

При оценке степени полидисперсности (разброса по молекулярным массам) линейных макромолекул учитывается только длина цепей.

Разветвленные. Свойства зависят:

-         от длины боковых заместителей;

-         частоты и регулярности расположения заместителей по цепи;

-         химического строения основной и боковых цепей.

Боковые ответвления препятствуют сближению макромолекул, снижают плотность упаковки, что ослабляет межмолекулярное взаимодействие, поэтому разветвленные полимеры по сравнению с линейными (с той же химической природой и молекулярной массой) обладают большей хладотекучестью, большей пластичностью, большей растворимостью, меньшей прочностью, меньшей вязкостью растворов и расплавов.

При оценке степени полидисперсности разветвленных полимеров необходимо учитывать:

-         длину основной цепи;

-         степень разветвленности;

-         длину боковых ответвлений;

-         состав звеньев основной цепи и боковых ответвлений.

Пространственные. Сетчатые полимеры имеют химические и физические сшивки (узлы зацепления макромолекул). В отличие от химических сшивок, физические сшивки при нагреве и набухании в растворителе могут разрушаться. Свойства зависят от частоты сшивок (табл. 1).

Отличительные свойства пространственных полимеров:

1) не плавятся без разложения;

2) не растворяются;

3) физико-химические свойства и физико-механические показатели зависят от частоты сшивок и их регулярности по цепи.

Таблица  SEQ Таблица * ARABIC 1. Зависимость физических свойств пространственного полимера от частоты сшивок