Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Полимер (значения) .

Внешний вид реальных линейных полимерных цепей, зарегистрированный с помощью атомно-силового микроскопа на поверхности в жидкой среде. Контурная длина цепи для этого полимера составляет ~ 204 нм; толщина составляет ~ 0,4 нм. [1]
Определение ИЮПАК
Полимер - это вещество, состоящее из макромолекул. [2] Макромолекула - это молекула с высокой относительной молекулярной массой, структура которой по существу включает многократное повторение единиц, фактически или концептуально полученных из молекул с низкой относительной молекулярной массой. [3]

Полимер ( / р ɒ л ɪ м ər / ; [4] [5] греческий поли , «много» + -mer , «часть») представляет собой вещество или материал , состоящий из очень крупных молекул , или макромолекул , состоящий из много повторяющихся субъединиц . [6] Благодаря широкому спектру свойств [7] как синтетические, так и натуральные полимеры играют важную и повсеместную роль в повседневной жизни. [8] Полимеры - это известные синтетические пластмассы.от полистирола до природных биополимеров, таких как ДНК и белки, которые имеют фундаментальное значение для биологической структуры и функции. Полимеры, как природные, так и синтетические, создаются путем полимеризации множества небольших молекул, известных как мономеры . Следовательно, их большая молекулярная масса по сравнению с низкомолекулярными соединениями обеспечивает уникальные физические свойства, включая ударную вязкость , высокую эластичность , вязкоупругость и склонность к образованию аморфных и полукристаллических форм.структуры, а не кристаллы .

Термин «полимер» происходит от греческих слов πολύς ( полус , что означает «много, много») и μέρος ( мерос , что означает «часть»), и относится к большим молекулам , структура которых состоит из нескольких повторяющихся единиц, из которых происходит характеристика высокой относительной молекулярной массы и сопутствующих свойств. [3] Компоненты, из которых состоят полимеры, происходят, фактически или концептуально, от молекул с низкой относительной молекулярной массой. [3] Термин был придуман в 1833 году Йенсом Якобом Берцелиусом , хотя и с определением, отличным от современного определения ИЮПАК . [9] [10]Была предложена современная концепция полимеров в качестве ковалентно связанных макромолекулярных структур в 1920 году Штаудингер , [11] , который провел следующее десятилетие найти экспериментальные доказательства этой гипотезы. [12]

Полимеры изучаются в области полимерной науки (которая включает в себя полимерную химию и физики полимеров ), биофизики и материаловедения и инженерии . Исторически продукты, возникающие в результате связывания повторяющихся звеньев ковалентными химическими связями , были в центре внимания науки о полимерах . Возникающая важная область в настоящее время сосредоточена на супрамолекулярных полимерах, образованных нековалентными связями. Полиизопрен из латексной резины является примером натурального полимера, а полистирол из пенополистирола.представляет собой пример синтетического полимера. В биологическом контексте практически все биологические макромолекулы - например, белки (полиамиды), нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды) и полисахариды - являются чисто полимерными или в значительной степени состоят из полимерных компонентов.

Схема мультфильм полимерных молекул

Общие примеры

См. Также: Классы полимеров
Структура стирол-бутадиеновой цепи на основе молекулярного моделирования.

Полимеры бывают двух типов: встречающиеся в природе и синтетические или созданные человеком .

Натуральные полимерные материалы, такие как конопля , шеллак , янтарь , шерсть , шелк и натуральный каучук , использовались веками. Существует множество других природных полимеров, таких как целлюлоза , которая является основным компонентом древесины и бумаги.

Перечень синтетических полимеров , примерно в порядке мирового спроса, включает в себя полиэтилен , полипропилен , полистирол , поливинилхлорид , синтетический каучук , фенол формальдегидной смолы (или бакелит ), неопрен , нейлон , полиакрилонитрил , ПВБ , силикон , и многое другое. Ежегодно (2015 г.) производится более 330 миллионов тонн этих полимеров. [13]

Чаще всего непрерывно связанная основная цепь полимера, используемого для изготовления пластмасс, состоит в основном из атомов углерода . Простым примером является полиэтилен («полиэтилен» на британском английском языке), повторяющееся звено которого основано на мономере этилена . Есть много других структур; например, такие элементы, как силикон, образуют знакомые материалы, такие как силиконы, примерами которых являются Silly Putty и водостойкий герметик для сантехники. Кислород также обычно присутствует в основных цепях полимеров, таких как полиэтиленгликоль , полисахариды (в гликозидных связях ) и ДНК (в фосфодиэфирных связях ).

История

См. Также: Наука о полимерах

Полимеры были важными компонентами товаров с первых дней существования человечества. Использование шерсти ( кератина ), хлопка и льняных волокон ( целлюлозы ) для изготовления одежды, тростника ( целлюлозы ) для бумаги - лишь несколько примеров того, как наши предки использовали полимерсодержащее сырье для получения артефактов. Латексный сок деревьев «каучук» ( натуральный каучук ) попал в Европу в 16 веке из Южной Америки намного позже ольмеков , майя и ацтеков.начал использовать его в качестве материала для изготовления мячей, водонепроницаемых тканей и контейнеров. [14]

Химические манипуляции с полимерами относятся к 19 веку, хотя в то время природа этих видов не была изучена. Поведение полимеров первоначально было рационализировано в соответствии с теорией, предложенной Томасом Грэхемом, который рассматривал их как коллоидные агрегаты небольших молекул, удерживаемых вместе неизвестными силами.

Несмотря на отсутствие теоретических знаний, потенциал полимеров по созданию инновационных, доступных и дешевых материалов был немедленно использован. Работа осуществляется Braconnot , Parkes , Людерсдорф, Hayard и многими другими на модификации природных полимеров определяет много значительных достижений в этой области. [15] Их вклад привел к открытию таких материалов, как целлулоид , галалит , парксин , вискоза , вулканизированный каучук и, позднее, бакелит : все материалы, которые быстро вошли в промышленные производственные процессы и достигли домашних хозяйств в качестве компонентов одежды ( например,, ткани, пуговицы), посуда и предметы декора.

В 1920 году Герман Штаудингер опубликовал свою основополагающую работу «Убер-полимеризация» [16], в которой предположил, что полимеры на самом деле представляют собой длинные цепочки атомов, связанных ковалентными связями. Его работа долго обсуждалась, но в конечном итоге была принята научным сообществом. За эту работу Штаудингер был удостоен Нобелевской премии в 1953 г. [17]

После 1930-х годов полимеры вступили в золотой век, в течение которого были открыты новые типы и быстро получили коммерческое применение, заменив материалы из естественных источников. Эта разработка была вызвана промышленным сектором с сильным экономическим стимулом, и это было поддержано широким академическим сообществом, которое способствовало инновационному синтезу мономеров из более дешевого сырья, более эффективным процессам полимеризации, улучшенным методам определения характеристик полимеров и расширенному теоретическому пониманию полимеров. . [15]

С 1953 г. было присуждено шесть Нобелевских премий в области науки о полимерах, не считая премий за исследования биологических макромолекул . Это еще раз свидетельствует о его влиянии на современную науку и технологии. Как резюмировал лорд Тодд в 1980 году: «Я склонен думать, что развитие полимеризации, возможно, является самым большим достижением химии и оказало наибольшее влияние на повседневную жизнь». [19]

Синтез

Основная статья: Полимеризация
Классификация реакций полимеризации

Полимеризация - это процесс объединения множества небольших молекул, известных как мономеры, в ковалентно связанную цепь или сеть. В процессе полимеризации некоторые химические группы могут быть потеряны в каждом мономере. Это происходит при полимеризации полиэфира ПЭТ . Мономеры представляют собой терефталевую кислоту (HOOC-C 6 H 4 -COOH) и этиленгликоль (HO-CH 2 -CH 2 -OH), но повторяющееся звено -OC-C 6 H 4 -COO-CH 2 -CH 2.-O-, что соответствует комбинации двух мономеров с потерей двух молекул воды. Отдельная часть каждого мономера, включенная в полимер, известна как повторяющаяся единица или остаток мономера.

Синтетические методы обычно делятся на две категории: ступенчатая полимеризация и цепная полимеризация . [20] Существенное различие между ними заключается в том, что при цепной полимеризации мономеры добавляются к цепи только по одному, [21] например, в полистироле , тогда как при ступенчатой ​​полимеризации цепи мономеров могут напрямую соединяться друг с другом. , [22] например, из полиэстера . Ступенчатую полимеризацию можно разделить на поликонденсацию , при которой побочный продукт с низкой молярной массой образуется на каждой стадии реакции, и полиприсоединение .

Пример цепной полимеризации: радикальная полимеризация стирола, R - инициирующий радикал, P. - другой радикал полимерной цепи, обрывающий образованную цепь путем радикальной рекомбинации.

Новые методы, такие как плазменная полимеризация , не подходят ни к одной категории. Реакции синтетической полимеризации можно проводить с катализатором или без него . Лабораторный синтез биополимеров, особенно белков , - область интенсивных исследований.

Биологический синтез

Основная статья: Биополимер
Микроструктура части биополимера двойной спирали ДНК

Существует три основных класса биополимеров: полисахариды , полипептиды и полинуклеотиды . В живых клетках они могут быть синтезированы ферментно-опосредованными процессами, такими как образование ДНК, катализируемое ДНК-полимеразой . Синтез белков включает в себя множество процессов фермент-опосредованной к транскрибировать генетической информации от ДНК к РНК , а затем перевести эту информацию , чтобы синтезировать указанный белок из аминокислот . Белок можно дополнительно модифицировать.следующий перевод, чтобы обеспечить соответствующую структуру и функционирование. Есть и другие биополимеры, такие как каучук , суберин , меланин и лигнин .

Модификация природных полимеров

Встречающиеся в природе полимеры, такие как хлопок, крахмал и каучук, были знакомыми материалами в течение многих лет, прежде чем на рынке появились синтетические полимеры, такие как полиэтилен и плексиглас . Многие коммерчески важные полимеры синтезируются путем химической модификации природных полимеров. Яркие примеры включают реакцию азотной кислоты и целлюлозы с образованием нитроцеллюлозы и образование вулканизированного каучука путем нагревания натурального каучука в присутствии серы . Способы, которыми могут быть модифицированы полимеры, включают окисление , сшивание и блокирование концов .


Структура

Структура полимерного материала может быть описана на разных масштабах длины, от субнометровой шкалы до макроскопической. Фактически существует иерархия структур, в которой каждый этап закладывает основу для следующего. [23] Отправной точкой для описания структуры полимера является идентичность составляющих его мономеров. Далее, микроструктура по существу описывает расположение этих мономеров внутри полимера в масштабе одной цепи. Микроструктура определяет возможность полимера образовывать фазы с различным расположением, например, посредством кристаллизации , стеклования или микрофазового разделения . [24]Эти особенности играют важную роль в определении физических и химических свойств полимера.

Мономеры и повторяющиеся единицы

Идентичность повторяющихся единиц (остатков мономера, также известных как «меры»), составляющих полимер, является его первым и наиболее важным признаком. Номенклатура полимера обычно основана на типе мономерных остатков, составляющих полимер. Полимер, который содержит только один тип повторяющихся единиц , известен как гомополимер , в то время как полимер, содержащий два или более типов повторяющихся единиц, известен как сополимер . [25] терполимер представляет собой сополимер , который содержит три типа повторяющихся единиц. [26]

Полистирол состоит только из повторяющихся звеньев на основе стирола и классифицируется как гомополимер. Полиэтилентерефталат , даже если он получен из двух разных мономеров ( этиленгликоля и терефталевой кислоты ), обычно рассматривается как гомополимер, поскольку образуется только один тип повторяющейся единицы. Этилен-винилацетат содержит более одной разновидности повторяющихся звеньев и является сополимером. Некоторые биологические полимеры состоят из множества различных, но структурно связанных мономерных остатков; например, полинуклеотиды, такие как ДНК, состоят из четырех типов нуклеотидных субъединиц.

Гомополимеры и сополимеры (примеры)
Гомополимерный полистиролГомополимер полидиметилсилоксана , силикон . Основная цепь образована атомами кремния и кислорода.Гомополимерный полиэтилентерефталат имеет только одно повторяющееся звено .Сополимерный стирол-бутадиеновый каучук : повторяющиеся звенья на основе стирола и 1,3-бутадиена образуют два повторяющихся звена, которые могут чередоваться в любом порядке в макромолекуле, что делает полимер, таким образом, статистическим сополимером.

Молекула полимера, содержащая ионизируемые субъединицы, известна как полиэлектролит или иономер .

Микроструктура

Основная статья: Микроструктура

Микроструктура полимера (иногда называемая конфигурацией) связана с физическим расположением мономерных остатков вдоль основной цепи цепи. [27] Это элементы структуры полимера, для изменения которых требуется разрыв ковалентной связи. В зависимости от мономеров и условий реакции могут быть получены различные полимерные структуры. Полимер может состоять из линейных макромолекул, каждая из которых содержит только одну неразветвленную цепь. В случае неразветвленного полиэтилена эта цепь представляет собой длинноцепочечный н- алкан. Линейные полимеры могут складываться в различные формы с разной топологией цепи . Существуют также разветвленные макромолекулы с основной цепью и боковыми цепями, в случае полиэтилена боковые цепи будуталкильные группы . В частности, неразветвленные макромолекулы могут находиться в твердом состоянии полукристаллических участков кристаллической цепи, выделенных красным на рисунке ниже.

В то время как разветвленные и неразветвленные полимеры обычно являются термопластами, многие эластомеры имеют поперечные связи с широкими ячейками между «основными цепями». С другой стороны, мелкоячеистая сшивка приводит к термореактивным материалам . Перекрестные ссылки и ответвления показаны на рисунках красными точками. Сильноразветвленные полимеры аморфны, и молекулы в твердом веществе взаимодействуют случайным образом.


линейная неразветвленная макромолекула
разветвленная макромолекула
полукристаллическая структура неразветвленного полимера
слегка сшитый полимер ( эластомер )
сильно сшитый полимер ( термореактивный )

Полимерная архитектура

Основная статья: Полимерная архитектура
Точка разветвления в полимере

Важной микроструктурной особенностью полимера является его архитектура и форма, которые связаны с тем, как точки разветвления приводят к отклонению от простой линейной цепи. [28] разветвленный полимер , молекула состоит из основной цепи с одним или несколькими заместителями боковых цепей или ветвей. Типы разветвленных полимеров включают звездообразные полимеры , гребенчатые полимеры , полимерные щетки , дендронизированные полимеры , лестничные полимеры и дендримеры . [28] Существуют также двумерные полимеры.(2DP), которые состоят из топологически плоских повторяющихся единиц. Архитектура полимера , влияет на многие из его физических свойств , включая вязкость раствора, вязкость расплава, растворимость в различных растворителях, стеклования температуру и размер отдельных полимерных клубков в растворе. Для синтеза полимерного материала с множеством архитектур, например живой полимеризацией, можно использовать множество методов .

Длина цепочки

Распространенным средством выражения длины цепи является степень полимеризации , которая определяет количество мономеров, включенных в цепь. [29] [30] Как и в случае с другими молекулами, размер полимера также может быть выражен в единицах молекулярной массы . Поскольку методы синтетической полимеризации обычно дают статистическое распределение длин цепей, молекулярная масса выражается в виде средневзвешенных значений. Среднечисловая молекулярная масса ( М п ) и среднемассовая молекулярная масса ( М ж ) наиболее часто сообщалось. [31] [32] Отношение этих двух величин ( Mж / М н ) является дисперсность ( Đ ), который обычно используется , чтобы выразить ширину распределения молекулярной массы. [33]

Физические свойства [34] полимера сильно зависят от длины (или, что эквивалентно, молекулярной массы) полимерной цепи. [35] Одним из важных примеров физических последствий молекулярной массы является изменение вязкости (сопротивления текучести) расплава. [36] Влияние средневзвешенной молекулярной массы ( ) на вязкость расплава ( ) зависит от того, находится ли полимер выше или ниже начала зацепления . Под перепутыванием молекулярной массы [ необходимы разъяснения ] , , в то время как выше запутанности молекулярного веса,. В последнем случае увеличение длины полимерной цепи в 10 раз приведет к увеличению вязкости более чем в 1000 раз. [37] [ необходима страница ] Увеличение длины цепи, кроме того, имеет тенденцию к снижению подвижности цепи, увеличению прочности и ударной вязкости, а также к увеличению температуры стеклования (T g ). [38] Это результат увеличения цепных взаимодействий, таких как притяжение Ван-дер-Ваальса и запутывание, которое сопровождается увеличением длины цепи. [39] [40] Эти взаимодействия имеют тенденцию более прочно фиксировать отдельные цепи в положении и сопротивляться деформациям и разрушению матрицы как при более высоких напряжениях, так и при более высоких температурах.

Расположение мономеров в сополимерах

Основная статья: сополимер

Сополимеры классифицируются как статистические сополимеры, чередующиеся сополимеры, блок-сополимеры, привитые сополимеры или градиентные сополимеры. На схематическом рисунке , приведенном ниже, Ⓐ и Ⓑ символизируют два повторяющихся единиц .


статистический сополимер
градиентный сополимер
привитой сополимер

чередующийся сополимер
блок-сополимер
  • Чередующиеся сополимеры содержат два регулярно чередующихся мономерных остатка: [41] [AB] n . Примером является эквимолярный сополимер стирола и малеинового ангидрида, образованный радикальной полимеризацией с ростом цепи. [42] Сополимер ступенчатого роста, такой как нейлон 66, также можно рассматривать как строго чередующийся сополимер диаминовых и двухосновных остатков, но часто описывается как гомополимер с димерным остатком одного амина и одной кислоты как повторяющейся единицы. [43]
  • Периодические сополимеры имеют более двух видов мономерных звеньев в регулярной последовательности. [44]
  • Статистические сополимеры имеют остатки мономеров, расположенные согласно статистическому правилу. Статистический сополимер, в котором вероятность обнаружения определенного типа мономерного остатка в конкретной точке цепи не зависит от типов окружающего мономерного остатка, может называться действительно статистическим сополимером . [45] [46] Например, сополимер винилхлорида и винилацетата с ростовой цепью является статистическим. [42]
  • Блок-сополимеры имеют длинные последовательности различных мономерных звеньев. [42] [43] Полимеры с двумя или тремя блоками двух различных химических соединений (например, A и B) называются диблок-сополимерами и триблок-сополимерами соответственно. Полимеры с тремя блоками, каждый из которых относится к разным химическим соединениям (например, A, B и C), называют тройными терполимерами.
  • Привитые или привитые сополимеры содержат боковые цепи или ответвления, повторяющиеся звенья которых имеют другой состав или конфигурацию, чем основная цепь. [43] Разветвления добавляются к предварительно сформированной макромолекуле основной цепи. [42]

Мономеры в сополимере могут быть организованы вдоль основной цепи множеством способов. Сополимер, содержащий контролируемое расположение мономеров, называется полимером с регулируемой последовательностью . [47] Чередующиеся, периодические и блок-сополимеры являются простыми примерами полимеров с контролируемой последовательностью .

Тактичность

Основная статья: Тактичность

Тактичность описывает относительную стереохимию из хиральных центров в соседних структурных единиц в пределах макромолекулы. Существует три типа тактики: изотактическая (все заместители на одной стороне), атактическая (случайное размещение заместителей) и синдиотактическая (чередование заместителей).


изотактический
синдиотактический
атактический (т.е. случайный)

Морфология

Морфология полимера обычно описывает расположение и микромасштабное упорядочение полимерных цепей в пространстве. Макроскопические физические свойства полимера связаны с взаимодействиями между полимерными цепями.


Случайно ориентированный полимер
Сцепление нескольких полимеров
  • Неупорядоченные полимеры: в твердом состоянии атактические полимеры, полимеры с высокой степенью разветвления и статистические сополимеры образуют аморфные (т.е. стеклообразные структуры). [48] В расплаве и растворе полимеры, как правило, образуют постоянно меняющийся «статистический кластер», см. Модель со свободно соединенными цепями . В твердом состоянии соответствующие конформации молекул заморожены. Зацепление и запутывание цепных молекул приводит к «механической связи» между цепями. Межмолекулярныйи внутримолекулярные силы притяжения возникают только в тех местах, где сегменты молекул достаточно близки друг к другу. Неправильная структура молекул препятствует более узкому расположению.

полиэтилен: зигзагообразная конформация молекул в плотноупакованных цепях
ламели со связующими молекулами
сферулит

полипропиленовая спираль
p -Арамид , красный пунктир: водородные связи
  • Линейные полимеры с периодической структурой, низкой степенью разветвления и стереорегулярностью (например, не атактические) имеют полукристаллическую структуру в твердом состоянии. [48] В простых полимерах (таких как полиэтилен) цепи присутствуют в кристалле в зигзагообразной конформации. Несколько зигзагообразных конформаций образуют плотные цепочки, называемые кристаллитами или ламелями. Пластинки намного тоньше, чем полимеры, длинные (часто около 10 нм). [49]Они образованы более или менее регулярным складыванием одной или нескольких молекулярных цепей. Между ламелями существуют аморфные структуры. Отдельные молекулы могут приводить к запутыванию между ламелями, а также могут участвовать в образовании двух (или более) ламелей (цепочек, которые называются связующими молекулами). Несколько ламелей образуют надстройку в виде сферолита , часто диаметром от 0,05 до 1 мм. [49]
Тип и расположение (функциональных) остатков повторяющихся звеньев влияет или определяет кристалличность и прочность вторичных валентных связей. В изотактическом полипропилене молекулы образуют спираль. Подобно зигзагообразной конформации, такие спирали допускают плотную упаковку цепи. Особенно сильные межмолекулярные взаимодействия происходят, когда остатки повторяющихся звеньев допускают образование водородных связей , как в случае п -арамида . Кристалличность и сверхструктура всегда зависят от условий их образования, см. Также: кристаллизация полимеров . По сравнению с аморфными структурами полукристаллические структуры приводят к более высокой жесткости, плотности, температуре плавления и более высокому сопротивлению полимера.
  • Сшитые полимеры: сшитые полимеры с широкими ячейками являются эластомерами и не могут быть расплавлены (в отличие от термопластов ); нагревание сшитых полимеров приводит только к разложению . С другой стороны, термопластичные эластомеры обратимо «физически сшиты» и могут быть расплавлены. Блок-сополимеры, в которых твердый сегмент полимера имеет тенденцию к кристаллизации, а мягкий сегмент имеет аморфную структуру, являются одним типом термопластичных эластомеров: твердые сегменты обеспечивают физическое сшивание с широкими ячейками.

сетчатый полимер с широкими сетками (эластомер)

сетчатый полимер (эластомер) с широкими ячейками при растяжении
кристаллиты как «центры сшивки»: один тип термопластичного эластомера

полукристаллический термопластический эластомер при растяжении

Кристалличность

Применительно к полимерам термин « кристаллический» имеет несколько неоднозначное значение. В некоторых случаях термин « кристаллический» используется так же, как и в традиционной кристаллографии . Например, структура кристаллического белка или полинуклеотида, такого как образец, приготовленный для рентгеновской кристаллографии , может быть определена в терминах обычной элементарной ячейки, состоящей из одной или нескольких полимерных молекул с размерами ячейки в сотни ангстрем.или больше. Синтетический полимер можно в общих чертах описать как кристаллический, если он содержит области трехмерного упорядочения на атомных (а не макромолекулярных) масштабах длины, обычно возникающие в результате внутримолекулярного сворачивания или укладки соседних цепей. Синтетические полимеры могут состоять как из кристаллических, так и из аморфных областей; степень кристалличности может быть выражена через массовую долю или объемную долю кристаллического материала. Некоторые синтетические полимеры полностью кристаллические. [50]Кристалличность полимеров характеризуется степенью кристалличности в диапазоне от нуля для полностью некристаллического полимера до единицы для теоретического полностью кристаллического полимера. Полимеры с микрокристаллическими областями обычно более жесткие (их можно больше сгибать без разрушения) и более устойчивы к ударам, чем полностью аморфные полимеры. [51] Полимеры со степенью кристалличности, приближающейся к нулю или единице, будут иметь тенденцию быть прозрачными, в то время как полимеры с промежуточной степенью кристалличности будут иметь тенденцию быть непрозрачными из-за рассеяния света кристаллическими или стеклообразными областями. Для многих полимеров пониженная кристалличность также может быть связана с повышенной прозрачностью.

Соответствие цепи

Пространство, занимаемое молекулой полимера, обычно выражается в терминах радиуса вращения , который представляет собой среднее расстояние от центра масс цепи до самой цепи. В качестве альтернативы, это может быть выражено в терминах заполненного объема , который представляет собой объем, охватываемый полимерной цепью, и масштабируется с кубом радиуса вращения. [52] Простейшие теоретические модели полимеров в расплавленном аморфном состоянии представляют собой идеальные цепи .

Характеристики

Свойства полимеров зависят от их структуры, и они делятся на классы в соответствии с их физическим основанием. Многие физические и химические свойства описывают поведение полимера как сплошного макроскопического материала. Они классифицируются как объемные свойства или интенсивные свойства в соответствии с термодинамикой .

Механические свойства

Образец полиэтилена, согнувшийся при растяжении.

Объемные свойства полимера чаще всего представляют интерес для конечного использования. Это свойства, которые определяют, как полимер на самом деле ведет себя в макроскопическом масштабе.

Предел прочности

Прочность на разрыв в материале квантифицирует сколько удлиняя стресс материал будет терпеть до отказа. [53] [54] Это очень важно в приложениях, которые зависят от физической прочности или долговечности полимера. Например, резинка с более высоким пределом прочности на разрыв будет выдерживать больший вес перед разрывом. Как правило, прочность на разрыв увеличивается с увеличением длины полимерной цепи и сшивания полимерных цепей.

Модуль упругости Юнга

Модуль Юнга количественно определяет эластичность полимера. Для малых деформаций он определяется как отношение скорости изменения напряжения к деформации. Как и предел прочности при растяжении, это очень важно для полимеров, включая физические свойства полимеров, таких как резиновые ленты. Модуль сильно зависит от температуры. Вязкоупругость описывает сложную зависящую от времени упругую реакцию, которая будет проявлять гистерезис на кривой зависимости напряжения от деформации при снятии нагрузки. Динамический механический анализ или прямой доступ к памяти измеряет этот комплексный модуль путем колебания нагрузки и измерения результирующей деформации как функции времени.

Транспортные свойства

Транспортные свойства, такие как коэффициент диффузии, описывают, насколько быстро молекулы перемещаются через полимерную матрицу. Это очень важно во многих областях применения полимеров для пленок и мембран.

Движение отдельных макромолекул происходит за счет процесса, называемого рептацией, в котором каждая цепная молекула вынуждена за счет зацепления с соседними цепями перемещаться внутри виртуальной трубки. Теория рептации может объяснить динамику молекул полимера и вязкоупругость . [55]

Фазовое поведение

Кристаллизация и плавление

Тепловые переходы в аморфных (A) и полукристаллических (B) полимерах, представленные в виде следов от дифференциальной сканирующей калориметрии . При повышении температуры как аморфные, так и полукристаллические полимеры переходят в стеклообразное состояние ( T g ). Аморфные полимеры (A) не демонстрируют других фазовых переходов, хотя полукристаллические полимеры (B) подвергаются кристаллизации и плавлению (при температурах T c и T m соответственно).

В зависимости от их химической структуры полимеры могут быть полукристаллическими или аморфными. Полукристаллические полимеры могут претерпевать переходы кристаллизации и плавления , тогда как аморфные полимеры этого не делают. В полимерах кристаллизация и плавление не предполагают фазовых переходов твердое тело-жидкость, как в случае воды или других молекулярных жидкостей. Вместо этого кристаллизация и плавление относятся к фазовым переходам между двумя твердыми состояниями ( т.е. полукристаллическим и аморфным). Кристаллизация происходит выше температуры стеклования ( T g ) и ниже температуры плавления ( T m ).

Стеклование

Все полимеры (аморфные или полукристаллические) переходят в стеклообразное состояние . Температура стеклования ( T g ) является решающим физическим параметром для производства, обработки и использования полимеров. Ниже T g молекулярные движения заморожены, а полимеры хрупкие и стеклообразные. Выше T g активируются молекулярные движения, и полимеры становятся эластичными и вязкими. Температуру стеклования можно регулировать, изменяя степень разветвления или сшивания в полимере или добавляя пластификаторы . [56]

В то время как кристаллизация и плавление являются фазовыми переходами первого рода , стеклование - нет. [57] Стеклование имеет общие черты с фазовыми переходами второго рода (например, неоднородность теплоемкости, как показано на рисунке), но обычно не считается термодинамическим переходом между состояниями равновесия.

Смешивание поведения

Фазовая диаграмма типичного поведения при перемешивании растворов слабовзаимодействующих полимеров, показывающая спинодальные кривые и бинодальные кривые сосуществования.

В целом полимерные смеси смешиваются гораздо хуже, чем смеси низкомолекулярных материалов. Этот эффект возникает из-за того, что движущей силой перемешивания обычно является энтропия., а не энергия взаимодействия. Другими словами, смешивающиеся материалы обычно образуют раствор не потому, что их взаимодействие друг с другом более выгодно, чем их самовзаимодействие, а из-за увеличения энтропии и, следовательно, свободной энергии, связанной с увеличением объема, доступного для каждого компонента. Это увеличение энтропии зависит от количества смешиваемых частиц (или молей). Поскольку полимерные молекулы намного больше и, следовательно, обычно имеют гораздо более высокие удельные объемы, чем небольшие молекулы, количество молекул, участвующих в полимерной смеси, намного меньше, чем количество в смеси малых молекул равного объема. С другой стороны, энергетика смешения сравнима в расчете на объем для смесей полимеров и низкомолекулярных смесей.Это имеет тенденцию к увеличению свободной энергии смешения растворов полимеров и тем самым делает сольватацию менее благоприятной и, таким образом, делает доступность концентрированных растворов полимеров гораздо реже, чем растворов малых молекул.

Кроме того, фазовое поведение растворов и смесей полимеров более сложное, чем у смесей малых молекул. В то время как большинство растворов с небольшими молекулами демонстрируют только фазовый переход при верхней критической температуре раствора (UCST), при котором фазовое разделение происходит при охлаждении, полимерные смеси обычно демонстрируют фазовый переход при более низкой критической температуре раствора (LCST), при котором фазовое разделение происходит при нагревании.

В разбавленных растворах свойства полимера характеризуются взаимодействием между растворителем и полимером. В хорошем растворителе полимер набухает и занимает большой объем. В этом сценарии межмолекулярные силы между субъединицами растворителя и мономера преобладают над внутримолекулярными взаимодействиями. В плохом растворителе или плохом растворителе преобладают внутримолекулярные силы и цепь сжимается. В тета-растворителе или состоянии раствора полимера, в котором значение второго вириального коэффициента становится равным 0, межмолекулярное отталкивание полимер-растворитель точно уравновешивает внутримолекулярное притяжение мономер-мономер. При условии тета (также называемого условием Флори ) полимер ведет себя как идеальная случайная катушка.. Переход между состояниями известен как переход клубок – глобула .

Включение пластификаторов

Включение пластификаторов приводит к снижению T g и увеличению гибкости полимера. Добавление пластификатора также изменит зависимость температуры стеклования T g от скорости охлаждения. [58]Подвижность цепи может еще больше измениться, если молекулы пластификатора вызывают образование водородных связей. Пластификаторы обычно представляют собой небольшие молекулы, которые химически похожи на полимер и создают промежутки между полимерными цепями для большей подвижности и уменьшения межцепочечных взаимодействий. Хороший пример действия пластификаторов связан с поливинилхлоридами или ПВХ. НПВХ или непластифицированный поливинилхлорид используется для таких вещей, как трубы. В трубе нет пластификаторов, потому что она должна оставаться прочной и термостойкой. Пластифицированный ПВХ используется в одежде для обеспечения гибкости. Пластификаторы также добавляют в некоторые виды пищевой пленки, чтобы сделать полимер более гибким.

Химические свойства

Силы притяжения между полимерными цепями играют большую роль в определении свойств полимера. Поскольку полимерные цепи очень длинные, они имеют много таких межцепочечных взаимодействий на молекулу, усиливая влияние этих взаимодействий на свойства полимера по сравнению с притяжением между обычными молекулами. Различные боковые группы на полимере могут придавать полимеру ионную связь или водородную связь между его собственными цепями. Эти более сильные силы обычно приводят к более высокой прочности на разрыв и более высоким температурам плавления кристаллов.

На межмолекулярные силы в полимерах могут влиять диполи в мономерных звеньях. Полимеры, содержащие амидные или карбонильные группы, могут образовывать водородные связи между соседними цепями; частично положительно заряженные атомы водорода в группах NH одной цепи сильно притягиваются к частично отрицательно заряженным атомам кислорода в группах C = O другой. Эти прочные водородные связи, например, приводят к высокой прочности на разрыв и температуре плавления полимеров, содержащих уретановые или мочевинные связи. Полиэфиры имеют диполь-дипольные связимежду атомами кислорода в группах C = O и атомами водорода в группах HC. Дипольное соединение не такое прочное, как водородное связывание, поэтому температура плавления и прочность полиэфира ниже, чем у кевлара ( Twaron ), но полиэфиры обладают большей гибкостью. Полимеры с неполярными звеньями, такие как полиэтилен, взаимодействуют только через слабые силы Ван-дер-Ваальса . В результате они обычно имеют более низкие температуры плавления, чем другие полимеры.

Когда полимер диспергирован или растворен в жидкости, например, в коммерческих продуктах, таких как краски и клеи, химические свойства и молекулярные взаимодействия влияют на то, как раствор течет, и даже могут привести к самосборке полимера в сложные структуры. Когда полимер применяется в качестве покрытия, химические свойства будут влиять на адгезию покрытия и то, как оно взаимодействует с внешними материалами, такими как покрытия из супергидрофобных полимеров, что приводит к водостойкости. В целом химические свойства полимера являются важными элементами для разработки новых продуктов из полимерных материалов.

Оптические свойства

Полимеры, такие как PMMA и HEMA: MMA используются в качестве матриц в усиливающей среде твердотельных лазеров на красителях , также известных как твердотельные полимерные лазеры, легированные красителями. Эти полимеры имеют высокое качество поверхности, а также обладают высокой прозрачностью, поэтому в лазерных свойствах доминирует лазерный краситель, используемый для легирования полимерной матрицы. Известно , что этот тип лазеров, которые также относятся к классу органических лазеров , дают очень узкую ширину линии, что полезно для спектроскопии и аналитических приложений. [59]Важным оптическим параметром полимера, используемого в лазерных приложениях, является изменение показателя преломления с температурой, также известное как dn / dT. Для упомянутых здесь полимеров (dn / dT) ~ -1,4 × 10 -4 в единицах K -1 в диапазоне 297 ≤ T ≤ 337 К. [60]

Электрические свойства

Большинство обычных полимеров, таких как политилен, являются электрическими изоляторами , но разработка полимеров, содержащих π-сопряженные связи , привела к появлению большого количества полупроводников на основе полимеров , таких как политиофены . Это привело к появлению множества приложений в области органической электроники .

Приложения

В настоящее время синтетические полимеры используются практически во всех сферах жизни. Без них современное общество выглядело бы совсем иначе. Распространение использования полимеров связано с их уникальными свойствами: низкой плотностью, низкой стоимостью, хорошими тепло / электроизоляционными свойствами, высокой устойчивостью к коррозии, низким энергозатратным производством полимеров и простой переработкой в ​​конечные продукты. Для конкретного применения свойства полимера могут быть настроены или улучшены за счет комбинации с другими материалами, как в композитах.. Их применение позволяет экономить энергию (легкие автомобили и самолеты, теплоизолированные здания), защищать продукты питания и питьевую воду (упаковка), экономить землю и сокращать использование удобрений (синтетических волокон), сохранять другие материалы (покрытия), защищать и спасать жизни ( гигиена, медицинские приложения). Ниже приводится репрезентативный неполный список заявок.

  • Одежда, спортивная одежда и аксессуары: одежда из полиэстера и ПВХ , спандекс , спортивная обувь , гидрокостюмы , футбольные и бильярдные шары , лыжи и сноуборды , ракетки , парашюты , паруса , палатки и укрытия .
  • Электронные и фотонные технологии: органические полевые транзисторы (OFET), светоизлучающие диоды (OLED) и солнечные элементы , телевизионные компоненты , компакт-диски (CD), фоторезисты , голография .
  • Упаковка и тара: пленки , бутылки , пищевая упаковка , бочки .
  • Изоляция: электроизоляция и теплоизоляция , аэрозольная пена .
  • Применение в строительстве и строительстве: садовая мебель , окна ПВХ , полы, уплотнения , трубы .
  • Краски, клеи и смазки: лаки , клеи , диспергаторы , анти-граффити покрытие , предохраняющее от обрастания покрытия , антипригарные поверхности , смазочные материалы .
  • Запчасти для автомобилей: шины , бамперы , ветровые стекла , стеклоочистители , топливные баки , автокресла .
  • Предметы домашнего обихода: ведра , посуда , игрушки (например, конструкторы и кубик Рубика ).
  • Применение в медицине: мешок для крови , шприцы , резиновые перчатки , хирургический шов , контактные линзы , протезы , контролируемая доставка и высвобождение лекарств , матрицы для роста клеток .
  • Личная гигиена и здравоохранение: подгузники из сверхабсорбирующих полимеров , зубные щетки , косметика , шампунь , презервативы .
  • Безопасность: средства индивидуальной защиты , бронежилеты , скафандры , веревки .
  • Технологии разделения: синтетические мембраны , мембраны топливных элементов , фильтрация , ионообменные смолы .
  • Деньги: полимерные банкноты и платежные карты .
  • 3D-печать .

Стандартизированная номенклатура

Существует несколько соглашений для наименования полимерных веществ. Многие широко используемые полимеры, например те, которые используются в потребительских товарах, имеют общее или банальное название. Тривиальное имя присваивается на основе исторического прецедента или популярного использования, а не стандартизированного соглашения об именах. И Американское химическое общество (ACS) [61], и IUPAC [62] предложили стандартизированные соглашения об именах; соглашения ACS и IUPAC похожи, но не идентичны. [63] Примеры различий между различными соглашениями об именах приведены в таблице ниже:

Распространенное имяИмя ACSНазвание ИЮПАК
Поли (этиленоксид) или ПЭОПоли (оксиэтилен)Поли (оксиэтилен)
Поли (этилентерефталат) или ПЭТПоли (окси-1,2-этандиилоксикарбонил-1,4-фениленкарбонил)Поли (оксиэтиленокситерефталоил)
Нейлон 6 или полиамид 6Поли [имино (1-оксо-1,6-гександиил)]Поли [азандиил (1-оксогексан-1,6-диил)]

В обоих стандартизованных соглашениях названия полимеров предназначены для отражения мономера (ов), из которого они синтезированы (номенклатура на основе источника), а не для точной природы повторяющейся субъединицы. Например, полимер, синтезированный из простого алкен- этена , называется полиэтиленом, с сохранением суффикса -ен, даже если двойная связь удаляется в процессе полимеризации:

→
Тем не менее, на основе ИЮПАК структуры номенклатура основана на именования предпочтительного конституционного повторяющегося звена ,. [64]

Характеристика

Основная статья: Характеристика полимеров

Характеристика полимеров включает множество методов определения химического состава, молекулярно-массового распределения и физических свойств. Выберите распространенные техники, включая следующие:

  • Эксклюзионная хроматография (также называемая гель-проникающей хроматографией ), иногда в сочетании со статическим светорассеянием , может использоваться для определения среднечисловой молекулярной массы, средневесовой молекулярной массы и дисперсности .
  • Методы рассеяния, такие как статическое рассеяние света и малоугловое рассеяние нейтронов , используются для определения размеров ( радиуса вращения ) макромолекул в растворе или в расплаве. Эти методы также используются для характеристики трехмерной структуры микрофазно-разделенных блок-полимеров , полимерных мицелл и других материалов.
  • Широкоугольное рассеяние рентгеновских лучей (также называемое широкоугольной дифракцией рентгеновских лучей) используется для определения кристаллической структуры полимеров (или ее отсутствия).
  • Спектроскопия методы, в том числе ИК-Фурье - спектроскопии , спектроскопии комбинационного рассеяния и спектроскопии ядерного магнитного резонанса , может быть использован для определения химического состава.
  • Дифференциальная сканирующая калориметрия используется для характеристики термических свойств полимеров, таких как температура стеклования, температура кристаллизации и температура плавления. Температуру стеклования можно также определить с помощью динамического механического анализа .
  • Термогравиметрия - это полезный метод оценки термической стабильности полимера.
  • Реология используется для характеристики текучести и деформации. Его можно использовать для определения вязкости , модуля и других реологических свойств. Реология также часто используется для определения молекулярной архитектуры (молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, разветвления) и для понимания того, как полимер может быть переработан.

Деградация

Основная статья: деградация полимера
Пластиковый предмет, выдержавший тридцать лет воздействия тепла и холода, тормозной жидкости и солнечного света. Обратите внимание на обесцвечивание, набухание и растрескивание материала.

Деградация полимера - это изменение свойств - прочности на разрыв, цвета , формы или молекулярной массы - полимера или продукта на основе полимера под влиянием одного или нескольких факторов окружающей среды, таких как тепло , свет и присутствие определенных химикатов. , кислород и ферменты . Это изменение свойств часто является результатом разрыва связи в основной цепи полимера (разрыв цепи ), который может происходить на концах цепи или в случайных положениях в цепи.

Хотя такие изменения часто нежелательны, в некоторых случаях, например, при биоразложении и переработке , они могут быть предназначены для предотвращения загрязнения окружающей среды . Разложение также может быть полезно в биомедицинских условиях. Например, сополимер полимолочной кислоты и полигликолевой кислоты используется в гидролизуемых швах, которые медленно разрушаются после наложения на рану.

Подверженность полимера разрушению зависит от его структуры. Эпоксидные смолы и цепи, содержащие ароматические функциональные группы, особенно чувствительны к УФ-разрушению, в то время как полиэфиры подвержены деградации в результате гидролиза . Полимеры с ненасыщенной основной цепью разлагаются под действием озонового крекинга . Полимеры на основе углерода более подвержены термическому разложению, чем неорганические полимеры, такие как полидиметилсилоксан, и поэтому не идеальны для большинства высокотемпературных применений.

Разложение полиэтилена происходит за счет случайного разрыва - случайного разрыва связей, удерживающих атомы полимера вместе. При нагревании выше 450 ° C полиэтилен разлагается с образованием смеси углеводородов. В случае расщепления на конце цепи мономеры высвобождаются, и этот процесс называется распаковкой или деполимеризацией . Механизм доминирования будет зависеть от типа полимера и температуры; в общем, полимеры без заместителя или с одним небольшим заместителем в повторяющейся единице будут разлагаться посредством разрыва случайной цепи.

Сортировке полимерных отходов для целей вторичной переработки можно облегчить использование кодов идентификации смол, разработанных Обществом пластмассовой промышленности для определения типа пластмассы.

Сбой продукта

Воздействие хлора на сантехнические соединения из ацеталевой смолы

Отказ критически важных для безопасности полимерных компонентов может вызвать серьезные аварии, такие как пожар в случае треснувших и деградированных полимерных топливопроводов . Вызванное хлором растрескивание сантехнических соединений из ацеталевой смолы и полибутиленовых труб вызвало множество серьезных наводнений в жилищном строительстве, особенно в США в 1990-х годах. Следы хлора в водопроводе повреждают полимеры, присутствующие в водопроводе, и эта проблема возникает быстрее, если какая-либо из частей плохо экструдирована или отлита под давлением . Атака ацетального соединения произошла из-за неправильной формовки, что привело к растрескиванию резьбы фитинга в местах концентрации напряжений..

Растрескивание труб из натурального каучука, вызванное озоном

Окисление полимеров привело к несчастным случаям с медицинскими приборами . Одним из старейших известных видов отказа является озоновое растрескивание, вызванное разрывом цепи, когда газ озон воздействует на чувствительные эластомеры , такие как натуральный каучук и нитрильный каучук . Они содержат двойные связи в повторяющихся звеньях, которые расщепляются во время озонолиза . Трещины в топливопроводах могут проникнуть в отверстие трубки и вызвать утечку топлива. Если в моторном отсеке происходит растрескивание, электрические искры могут воспламенить бензин и вызвать серьезный пожар. При использовании в медицине деградация полимеров может привести к изменению физических и химических характеристик имплантируемых устройств. [65]

Нейлон 66 подвержен кислотному гидролизу , и в одной аварии разрыв топливопровода привел к утечке дизельного топлива на дорогу. Если дизельное топливо вытечет на дорогу, причиной аварии следующих автомобилей может быть скользкий характер отложений, которые похожи на гололед . Кроме того, асфальтобетонное дорожное покрытие будет повреждено в результате растворения дизельным топливом асфальтенов из композитного материала, что приведет к ухудшению качества асфальтового покрытия и структурной целостности дороги.

Смотрите также

  • Биополимер
  • Идеальная цепочка
  • Неорганический полимер
  • Важные публикации по химии полимеров
  • Полимерная адсорбция
  • Полимерные классы
  • Полимерная инженерия
  • Полимеризация
  • Полимерия (ботаника)
  • Реактивная совместимость
  • Полимер с контролируемой последовательностью
  • Полимер с памятью формы
  • Золь – гель процесс
  • Супрамолекулярный полимер
  • Термопластик
  • Термореактивный полимер

Рекомендации

  1. ^ Roiter, Y .; Минько, С. (2005). "Эксперименты с одиночными молекулами АСМ на границе твердое тело-жидкость: In situ конформация адсорбированных гибких полиэлектролитных цепей". Журнал Американского химического общества . 127 (45): 15688–15689. DOI : 10.1021 / ja0558239 . PMID  16277495 .
  2. ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « полимер ». DOI : 10,1351 / goldbook.P04735
  3. ^ a b c ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « макромолекула (молекула полимера) ». DOI : 10,1351 / goldbook.M03667
  4. ^ «Полимер - Определение полимера» . Бесплатный словарь . Проверено 23 июля 2013 года .
  5. ^ "Определить полимер" . Справочник по словарю . Проверено 23 июля 2013 года .
  6. ^ "Полимер на Британнике" .
  7. ^ Художник, Пол С .; Коулман, Майкл М. (1997). Основы науки о полимерах: вводный текст . Ланкастер, Пенсильвания: Technomic Pub. Co. p. 1. ISBN 978-1-56676-559-6.
  8. ^ МакКрам, Нью-Джерси; Бакли, CP; Бакнэлл, CB (1997). Принципы полимерной инженерии . Оксфорд; Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 1. ISBN 978-0-19-856526-0.
  9. ^ Если два вещества имели такие молекулярные формулы, что одно было целым числом, кратным другому - например, ацетилен (C 2 H 2 ) и бензол (C 6 H 6 ), - Берцелиус назвал множественную формулу «полимерной». См .: Йенс Якоб Берцелиус (1833) « Isomerie , Unterscheidung von damit analogen Verhältnissen» ( Изомерический , отличие от отношений, аналогичных ему), Jahres-Bericht über die Fortschitte der physischen Wissenschaften… , 12 : 63–67. Со страницы 64 : "Um diese Art von Gleichheit in der Zusammensetzung, bei Ungleichheit in den Eigenschaften, bezeichnen zu können, möchte ich für diese Körper die Benennungполимерище (von πολυς mehrere) vorschlagen. »(Чтобы иметь возможность обозначить этот тип сходства в составе [который сопровождается] различиями в свойствах, я хотел бы предложить обозначение« полимерный »(от πολυς , несколько) для эти вещества.)
    Первоначально опубликовано в 1832 году на шведском языке как: Jöns Jacob Berzelius (1832) «Isomeri, dess distinktion from dermed analoga förhållanden», Årsberättelse om Framstegen i Fysik och Kemi , страницы 65–70; слово «полимериска» появляется на странице 66 .
  10. ^ Дженсен, Уильям Б. (2008). «Спросите историка: происхождение концепции полимера» (PDF) . Журнал химического образования . 85 (5): 624–625. Bibcode : 2008JChEd..85..624J . DOI : 10.1021 / ed085p624 . Архивировано 18.06.2018 из оригинального (PDF) . Проверено 4 марта 2013 .
  11. Перейти ↑ Staudinger, H (1920). «Убер-полимеризация» [О полимеризации]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком языке). 53 (6): 1073–1085. DOI : 10.1002 / cber.19200530627 .
  12. ^ Allcock, Гарри R .; Лампе, Фредерик У .; Марк, Джеймс Э. (2003). Современная химия полимеров (3-е изд.). Pearson Education. п. 21. ISBN 978-0-13-065056-6.
  13. ^ Мировое производство пластмасс
  14. ↑ Херли, Пол Э. (май 1981). «История натурального каучука». Журнал макромолекулярной науки: Часть A - Химия . 15 (7): 1279–1287. DOI : 10.1080 / 00222338108056785 . ISSN 0022-233X . 
  15. ^ a b Фельдман, Дорел (январь 2008 г.). «История полимеров». Разработаны мономеры и полимеры . 11 (1): 1–15. DOI : 10.1163 / 156855508X292383 . ISSN 1568-5551 . S2CID 219539020 .  
  16. ^ Штаудингер, Х. (1920-06-12). «Убер-полимеризация» . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (серии A и B) . 53 (6): 1073–1085. DOI : 10.1002 / cber.19200530627 . ISSN 0365-9488 . 
  17. ^ "Нобелевская премия по химии 1953" . NobelPrize.org . Проверено 25 июня 2020 .
  18. ^ Фельдман, Dorel (2008-01-01). «История полимеров». Разработаны мономеры и полимеры . 11 (1): 1–15. DOI : 10.1163 / 156855508X292383 . S2CID 219539020 . 
  19. ^ «Лорд Тодд: состояние химии». Архив новостей химии и машиностроения . 58 (40): 28–33. 1980-10-06. DOI : 10.1021 / СЕН-v058n040.p028 . ISSN 0009-2347 . 
  20. ^ Сперлинг, LH (Лесли Ховард) (2006). Введение в физическую науку о полимерах . Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. п. 10. ISBN 978-0-471-70606-9.
  21. ^ Сперлинг, стр. 11
  22. ^ Сперлинг, стр. 15
  23. ^ Сперлинг, стр. 29
  24. ↑ Бауэр, Дэвид I. (2002). Введение в физику полимеров . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780511801280.
  25. ↑ Рудин, стр.17
  26. ^ Cowie, стр.4
  27. ^ Сперлинг, стр. 30
  28. ^ а б Рубинштейн, Майкл; Колби, Ральф Х. (2003). Физика полимеров . Оксфорд; Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 6 . ISBN 978-0-19-852059-7.
  29. ^ МакКрам, стр. 30
  30. ^ Рубинштейн, стр. 3
  31. ^ МакКрам, стр. 33
  32. Перейти ↑ Rubinstein, pp. 23-24
  33. ^ Художник, стр. 22
  34. ^ Де Жен, Пьер Жиль (1979). Концепции масштабирования в физике полимеров . Итака, Нью-Йорк: Издательство Корнельского университета. ISBN 978-0-8014-1203-5.
  35. ^ Рубинштейн, стр. 5
  36. ^ МакКрам, стр. 37
  37. ^ Введение в полимерную науку и химию: подход к решению проблем Манас Чанда
  38. ^ O'Driscoll, K .; Амин Санаи, Р. (июль 1991 г.). «Зависимость температуры стеклования от длины цепи». Макромолекулы . 24 (15): 4479–4480. Bibcode : 1991MaMol..24.4479O . DOI : 10.1021 / ma00015a038 .
  39. ↑ Покровский, В.Н. (2010). Мезоскопическая теория динамики полимеров . Серия Спрингера по химической физике. 95 . Bibcode : 2010mtpd.book ..... P . DOI : 10.1007 / 978-90-481-2231-8 . ISBN 978-90-481-2230-1.
  40. ^ Эдвардс, SF (1967). «Статистическая механика полимеризованного материала» (PDF) . Труды физического общества . 92 (1): 9–16. Bibcode : 1967PPS .... 92 .... 9E . DOI : 10.1088 / 0370-1328 / 92/1/303 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  41. ^ Художник, стр. 14
  42. ^ a b c d Рудин с.18-20
  43. ^ a b c Коуи стр.104
  44. ^ "Периодический сополимер" . Сборник химической терминологии ИЮПАК, 2-е изд. («Золотая книга») . Международный союз чистой и прикладной химии . Проверено 9 апреля 2020 .
  45. ^ Художник, стр. 15
  46. ^ Сперлинг, стр. 47
  47. ^ Лутц, Жан-Франсуа; Оучи, Макото; Лю, Дэвид Р .; Савамото, Мицуо (9 августа 2013 г.). «Полимеры с контролируемой последовательностью». Наука . 341 (6146): 1238149. DOI : 10.1126 / science.1238149 . ISSN 0036-8075 . PMID 23929982 . S2CID 206549042 .   
  48. ^ a b Бернд Тике: Makromolekulare Chemie. 3. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2014, S. 295f (на немецком языке).
  49. ^ a b Вольфганг Кайзер : Kunststoffchemie für Ingenieure. 3. Auflage, Carl Hanser, München 2011, S. 84.
  50. ↑ Сайед, Абу (август 2014 г.). «Типы полимера: Требования к волокнообразующему полимеру» . Текстиль Apex .
  51. ^ Allcock, Гарри R .; Лампе, Фредерик У .; Марк, Джеймс Э. (2003). Современная химия полимеров (3-е изд.). Pearson Education. п. 546. ISBN. 978-0-13-065056-6.
  52. ^ Рубинштейн, стр. 13
  53. ^ Эшби, Майкл ; Джонс, Дэвид (1996). Технические материалы (2-е изд.). Баттерворт-Хайнерманн. стр.  191 -195. ISBN 978-0-7506-2766-5.
  54. ^ Мейерс, Массачусетс; Чавла, К.К. (1999). Механическое поведение материалов . Издательство Кембриджского университета. п. 41. ISBN 978-0-521-86675-0. Архивировано из оригинала на 2013-11-02 . Проверено 31 декабря 2018 .
  55. ^ Фрид, Джоэл Р. (2003). Наука и технология полимеров (2-е изд.). Прентис Холл. С. 155–6. ISBN 0-13-018168-4.
  56. ^ Brandrup, J .; Immergut, EH; Грульке, EA (1999). Справочник по полимерам (4-е изд.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-47936-9.
  57. ^ Meille, S .; Allegra, G .; Geil, P .; и другие. (2011). «Определения терминов, относящихся к кристаллическим полимерам (Рекомендации ИЮПАК 2011 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 83 (10): 1831–1871. DOI : 10.1351 / PAC-REC-10-11-13 . S2CID 98823962 . Проверено 31 декабря 2018 .  
  58. ^ Capponi, S .; Альварес, Ф .; Рако, Д. (2020), «Свободный объем в растворе полимера ПВМЭ – вода», Макромолекулы , XXX (XXX): XXX – XXX, doi : 10.1021 / acs.macromol.0c00472
  59. Перейти ↑ Duarte, FJ (1999). "Генератор твердотельного лазера на красителях с несколькими призматическими решетками: оптимизированная архитектура". Прикладная оптика . 38 (30): 6347–6349. Bibcode : 1999ApOpt..38.6347D . DOI : 10,1364 / AO.38.006347 . PMID 18324163 . 
  60. Перейти ↑ Duarte, FJ (2003). Настраиваемая лазерная оптика . Нью-Йорк: Elsevier Academic. ISBN 978-0122226960.
  61. ↑ CAS: Указатель, Приложение IV ((c) 1998)
  62. Перейти ↑ IUPAC (1976). «Номенклатура регулярных однонитевых органических полимеров». Pure Appl. Chem . 48 (3): 373–385. DOI : 10,1351 / pac197648030373 .
  63. ^ Wilks, ES "Примечание № 18 по номенклатуре макромолекул" . Архивировано из оригинального 25 сентября 2003 года.
  64. ^ Hiorns, RC; Boucher, RJ; Духлев, Р .; Хеллвич, Карл-Хайнц; Ходж, Филипп; Дженкинс, Обри Д .; Джонс, Ричард Дж .; Каховец, Ярослав; Моад, Грэм; Обер, СК; Смит, DW (2012-10-03). «Краткое руководство по номенклатуре полимеров (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 84 (10): 2167–2169. DOI : 10.1351 / PAC-REP-12-03-05 . ISSN 0033-4545 . S2CID 95629051 .  
  65. ^ Яковлев, В .; Guelcher, S .; Бендавид Р. (28 августа 2015 г.). «Разложение полипропилена in vivo: микроскопический анализ сеток, эксплантированных от пациентов». Журнал исследований биомедицинских материалов, часть B: прикладные биоматериалы . 105 (2): 237–248. DOI : 10.1002 / jbm.b.33502 . PMID 26315946 . 

Библиография

  • Коуи, JMG (Джон Маккензи Грант) (1991). Полимеры: химия и физика современных материалов . Глазго: Блэки. ISBN 978-0-412-03121-2.
  • Холл, Кристофер (1989). Полимерные материалы (2-е изд.). Лондон; Нью-Йорк: Макмиллан. ISBN 978-0-333-46379-6.
  • Рудин, Альфред (1982). Элементы полимерной науки и техники . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-601680-2.
  • Райт, Дэвид С. (2001). Растрескивание пластмасс под воздействием окружающей среды . РАПРА. ISBN 978-1-85957-064-7.

внешняя ссылка

  • Как анализировать полимеры с помощью дифракции рентгеновских лучей
  • Polymer Chemistry Hypertext, Образовательный ресурс
  • Макрогаллерия
  • Введение в полимеры
  • Глоссарий сокращений полимеров