img353

220

9.3. STRUKTURA POLIMERÓW

W przeciwieństwie do kryształów metali, których struktura jest regularna, powtarzalna i symetryczna, struktura polimerów jest znacznie bardziej urozmaicona. Niektóre polimery posiadają wprawdzie przynajmniej częściowo strukturę krystaliczną, jednak większość z nich ma strukturę amorficzną, w której długie cząsteczki pozwijane są w sposób nieuporządkowany.

Polimery o liniowej strukturze cząsteczek (termoplastyczne) wraz ze wzrostem temperatury miękną, a następnie się topią. Płynięcie plastyczne zachodzące podczas rozciągania takich polimerów powoduje prostowanie się cząsteczek i orientowanie ich w kierunku równoległym do kierunku płynięcia plastycznego materiału. Ze względu na to, że wiązania w cząsteczce są kowalencyjne, a między cząsteczkami występują wiązania van der Waalsa, właściwości rozciąganych polimerów są bardzo mocno anizotropowe.

Polimery usieciowane (termoutwardzalne) są amorficzne i kruche, zatem nie mogą być odkształcane plastycznie.

W przypadku polimerów o cząsteczkach liniowych wraz ze wzrostem długości cząsteczek rośnie temperatura topnienia i następuje poprawa właściwości mechanicznych (rys. 9.2).

Rys. 9.2. Zależność: a) temperatury mięknięcia, b) wytrzymałości na rozciąganie od wielkości cząsteczek polietylenu. Miarą wielkości cząsteczek jest średni stopień polimeryzacji DP, tj. średnia liczba merów w cząsteczce polimeru

Jedną z częściej stosowanych miar długości cząsteczek polimerów jest liczba merów w cząsteczce nazywana stopniem polimeryzacji, oznaczana jako DP. Liczba merów w cząsteczkach polimeru jest zmienną losową charakteryzowaną przez wartość średnią. Do określenia stopnia polimeryzacji wykorzystuje się zwykle pomiary lepkości lub rozpraszania światła. W typowych polimerach stopień polimeryzacji wynosi zwykle od 1000 do 100 000. Na przykład: etylen jest gazem. Polimeryzowa-