МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (РОСБИОТЕХ)»

Кафедра: «Промышленный дизайн, технология

упаковки и экспертиза»

Реферат

«Надмолекулярные структуры в полимерах»

(по дисциплине «Физика и химия полимеров»)

Выполнила: ст. группы 22-ХТ-1

Шелковникова Полина Вячеславовна

Проверила:

Филинская Юлия Александровна

Москва, 2024

Оглавление

Введение………………………………………………………………………3

Методы исследования структуры полимеров………………………………4

Световая микроскопия………………………………………………...4

Электронная микроскопия……………………………………………6

Рентгеноструктурный анализ…………………………………………7

Электронография……………………………………………………...9

Нейтронография……………………………………………………...10

Рассеяние поляризованного света под малыми углами……………10

Основные представления о структуре полимеров………………………..11

Кристаллические полимеры…………………………………………11

Кристаллографические ячейки……………………………………...12

Монокристаллы………………………………………………………13

Сферолиты……………………………………………………………15

Ориентированное состояние полимеров…………………………...16

Аморфные полимеры………………………………………………...18

Регулирование характера надмолекулярных образований в полимерах……………………………………………………………………20

Литература..…………………………………………………………………21

Введение

Надмолекулярные структуры – это структуры, возникающие в результате той или иной укладки макромолекул. Для полимеров характерна многоуровневая надмолекулярная организация. Простейшие формы надмолекулярных структур –глобулярные или пачечные агрегаты макромолекул. Молекулярное строение полимерного вещества (химическая структура), т. е. его химический состав и способ соединения атомов в молекуле, не определяет однозначно поведение материала, построенного из этих макромолекул. Свойства такого материала зависят также от его надмолекулярной (физической) структуры. Под этим термином понимают способ упаковки макромолекул в пространственно выделяемых элементах, размеры и форму таких элементов и их взаимное расположение в пространстве. Представления о надмолекулярном строении вещества возникли на заре современной технологии металлов в связи с обнаружением зависимости их свойств от режима термической обработки и затем непрерывно развивались и распространялись на другие классы материалов, в том числе и на высокомолекулярные соединения. Первые чисто умозрительные построения и модели, сделанные на основании прямых экспериментов и измерений, сменялись более реалистическими, которые в настоящее время благодаря прежде всего трудам Картина и его школы, а также ряда зарубежных ученых (Келлер. Фишер и др.) сложились в четкую концепцию о многообразии форм надмолекулярной структуры полимеров и ее определяющем влиянии на свойства высокомолекулярных соединений.

Исследование структурных процессов, развивающихся в различных материалах, установление формы, размеров и относительного расположения элементов надмолекулярной структуры стало возможным только с развитием прямых физических методов наблюдения.

синтеза и переработки. Надмолекулярная структура полимеров определяет комплекс физических свойств, скорость и механизм химических и физико химических процессов в полимерах. Влияние надмолекулярных структур на формирование свойств можно проследить на примере алмаза, графита и графена.

Алмаз – пространственный алифатический полимер из атомов углерода кристаллического

строения. Каждый атом углерода связан четырьмя ковалентными связями с четырьмя другими атомами в трех направлениях. Длина связи равна длине обычной простой связи С–С, то есть 0,154нм. Образованные из атомов углерода, лежащих в одной плоскости, циклогексановые циклы имеют конформацию «кресла». Алмаз обладает очень высокой прочностью, твердостью и стойкостью к агрессивным средам.

Графит имеет плоскосетчатое строение. Каждый слой представляет собой сетку гексагональных циклов, в вершинах которых расположены атомы углерода. Каждый атом связан с тремя другими ковалентными связями длиной 0,142 нм. У всех атомов углерода четвертые валентные электроны не локализованы. Они образуют электронный газ и могут перемещаться

внутри плоскости, обеспечивая хорошую электропроводимость. Слои расположены друг от друга на расстоянии 0,34 нм и связаны слабыми межмоле-кулярными силами. Это обуславливает низкую прочность графита.

Графен – двумерный кристалл, состоящий из одиночного слоя атомов углерода, собранных в гексагональную решетку. Расстояние между соседними атомами углерода составляет 0,142 нм. Эффективная масса электронов и дырок в графене вблизи точки соприкосновения зон равна нулю и их называют фермионами и они заряжены. По степени упорядоченности элементов надмолекулярных структур их можно разделить на две группы: аморфные и кристаллические. В кристаллических структурах существует трехмерный дальний порядок расположения звеньев и цепей, аморфные полимеры характеризуются ближним порядком лишь в расположении звеньев.