21.3 Поликонденсационные полимеры

Поликонденсация – реакция образования полимера за счет отщепления от молекул мономеров низкомолекулярных веществ.

Фенолоформальдегидные смолы – это высокомолекулярные соединения, об­разующиеся в результате взаимодействия фенола (С₆Н₅ОН) с формальдегидом (Н₂С=0). Образование фенолоформальдегидных смол происхо­дит согласно схеме:

Полиэфирные смолы. Примером таких смол может служить полиэтилентерефталат – продукт поликон­денсации двухосновной ароматической терефталевой кислоты с двухатомным спиртом этиленгликолем:

В нашей стране эту смолу выпускают под названием лавсан (за рубежом – терилен, дакрон). Из нее готовят волокно, напоминающее шерсть, но значительно более прочное, дающее несминаемые ткани. Лавсан обладает высокой термо-, влаго- и светостойкостью, устойчив к действию щелочей, кислот и окислителей.

Полиамидные смолы являются синтетическими ана­логами белков. Полиамиды выдерживают нагрузки, близкие для цветных металлов. Применяются в качестве кордовых нитей автомобиль­ных шин и для др. изделий.

21.4 Структура и состояние полимеров

Первичная структура определяется составом и последовательностью соединения элементарных звеньев, входящих в состав макромолекулы.

Вторичная структура определяется определенной конформацией в пространстве макромолекулы.

Третичная структура определяется объединением макромолекул в более сложные агрегаты.

По отношению к нагреванию полимеры делятся на термопластичные и термореактивные.

Термопластичны­е могут много­кратно при нагревании размягчаться, а при охлаждении затвердеть без существен­ного изменения своих свойств. К термо­пластичным полимерам относятся полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, фторопласт и другие полимеры линейного строения. Изделия из термопластичных полимеров можно­ изготовить обычным методом литья, а также сваривать нагреванием.

Термореактивные – при нагревании вначале размягчаются и реагируют с образованием пространственного полимера, который при последующем нагревании утрачивает способность размягчаться. Полимеры, у которых макромолекулы имеют пространственную сшитую стру­ктуру, не могут обратимо размягчаться и затвердевать, так как для этого требуется разрыв химических связей. Если же такой полимер нагреть до такой температуры, когда имеющиеся химические связи начнут разрывать­ся, то сначала он приобретет некоторую подвижность, но затем начнется реакция с образованием более сложной пространственной структуры или его разложение. К ним относятся фенолформальдегидная, мочевиноформальдегидная и др. смолы.

Для полимеров такие агрегатные состояния, как кристаллическое, жидкое и газообразное, присущие низкомолекулярным веществам, не могут существовать из-за большой молекулярной массы.

При нагревании линейного термопластичного аморфно­го полимера до температуры разложения он будет последовательно приобретать следующие состояния:

1) стеклообразное; 2) высокоэластичное; 3) вязкотекучее.

Стеклообразное – по своей структуре подобно стеклу и в таком состоянии между макромолекулами полимера соблюдается только ближний порядок. Упругая де­формация полимера в таком состоянии не превышает не­скольких процентов. При снятии нагруз­ки полимер восстанавливается в своих размерах.

Высокоэластичное – полимер ведет себя как эластичное тело. Нагрузка вызывает деформацию полимера до 500÷800 %. При этом скрученные макромолекулы вытягиваются, но при снятии нагрузки макромолекулы полимера возвращаются в исходное состояние.

Вязкотекучее – под действием нагрузки возникает течение полимера, так как макромолекулы могут смещаться относительно друг друга. При снятии

нагрузки вяз­кая жидкость сохраняет полученную форму.

Переходы между различными состояниями носят плавный характер, так как полимер состоит из макромолекул с различной степенью полимеризации.