Влияние строения макромолекул на кристаллизацию

Плотность, теплостойкость, прочность и жесткость ПВД связанны с кристалличностью, которая, в свою очередь определяется разветвленностью, причем влияние длинных ответвлений и коротко существенно различаются. Разветвленность молекул влияет на размеры элементарных кристаллических ячеек и плотность кристаллических областей. В кристаллическом ядре содержится мало этильных и бутильных боковых цепей и нет длинных боковых цепей. Большая часть боковых цепей, особенно вторичные разветвления боковых цепей, при кристаллизации из расплава концентрируются в межкристаллических областях. Разветвления тормозят подвижность сегментов в аморфной фазе.

Эти же тенденции характерны для ПНД. В результате введения мосономеров уменьшается кристалличность, и увеличиваются размеры элементарных кристаллических ячеек кристаллов. Интенсивность этих изменений зависит от содержания сомономера и его размеров. Начиная  некоторого критического состава, введение в цепь небольших количеств винилциклогексана, 3-метилбутена-1, 3-метилпентена-1 и 3-этилпентена-1, приводит к разрыхлению кристаллической решетки. Этот эффект не зависит от объема бокового заместителя, но может меняться при изменении его формы. При этом боковые заместители, состоящие из двух достаточно длинных ветвей, в большой мере искажают кристаллическую решетку ПЭ и одновременно вызывают увеличение размера кристаллитов. Увеличение количества «дефектов» относительно малого размера приводит к разрыхлению кристаллической решетки и к потере способности кристаллизоваться все большего числа фрагментов макромолекул вплоть до полного исчезновения кристаллической фазы, начиная с некоторого критического состава. Эти эффекты выражены тем более ярко, чем больше размеры боковых групп, но до определенного кристаллическую решетку практически без искажений последней, не изменяют существенно степень кристалличности наблюдаются в сополимерах, содержащих около 1мол.% дефектных звеньев, при длине ответвлений 2-6 атомов С в боковой цепи.

Степень кристалличности сополимера этилена с пропиленом уменьшается пропорционально содержанию попилена до 8-CH3 групп на 100 атомов углерода. При этом растут размеры элементарной ячейки. Сополимер этилена с пропиленом имеет кристаллическую структуру характерную для ПЭ, но их кристаллы не идентичны. Боковые группы, обуславливающие искажение решетки, могут в зависимости от длины входить в решетку или выталкиваться за ее пределы. В то время как длинные боковые ответвления, типа ответвлений в ПЭВД, приводят к существенному понижению степени кристалличности и к очень большим изменениям механических свойств, короткие боковые группы, такие как СH3, приводят к незначительному изменению кристалличности, но могут существенно влиять на свойства, непосредственно связанные с совершенством кристаллической решетки.

С повышением содержания бутена в сополимере степень кристалличности также снижается. Эта зависимость, как и в случае с пропеном тоже линейна. При введении одинакового с пропеном числа звеньев бутена кристалличность снижается в большей степени. Более крупные, чем этильные ответвления, образованные гексеном, гептеном и октеном, влияют на степень кристалличности незначительно сильнее этильных. Следствием снижения кристалличности при введении высших олефинов являются падение энтальпии плавления, температуры плавления, модуля упругости, прочностных показателей и жесткости вплоть до показателей присущих эластомерам. Особенность сополимеров этилена с октеном – высокая когезионная прочность, нехарактерная для сополимеров с более короткими ответвлениями. 

            Известно определенное и очень значительное влияние молекулярной массы линейного полиэтилена на скорость и предельный уровень кристалличности, который может достигаться в изотермических условиях, а так же на структуру аморфных участков. В сверхвысокомолекулярном ПЭ обнаружены три кристаллические фракции, соответственно связанные с плавлением кристаллов низкомолекулярного Пэ, плавлением свободных кристаллов и существованием связанных кристаллов, образующих молекулярную сетку вместе с аморфной фазой ПЭ. Плавление фракция происходит при большом перегреве и завершается выше 200о С.

            Введение в цепь структурных неоднородностей требует значительной ревизии закономерностей кристаллизации, характерных для гомополимеров. Установлено, что метильная боковая группа входит в кристаллическую решетку, поэтому кристаллизация сополимеров этилена с пропиленом происходит довольно быстро. В ПЭ 60% концевых метильных групп находятся в кристаллических областях.

            Значение кристалличности, измеренные дилатометрически и ДСК, различаются на 5-10%, отражая существование упорядоченного граничного слоя. Аналогичные данные органичном полимерах с ММ 1,5-2х105 доля граничного слоя меньше 5%, а в полимерах с большими ММ – около 10%. Дальнейшие исследования расширили интервал варьирования доли граничного слоя в зависимости от ММ (3-16%). В сополимерах граничные области значительно обширнее и их содержание достигает 20%. Таким образом, высокие ММ не требуются для формирования представительных граничных зон в сополимерах.

Карта проезда


Полезная информация

Купить трубы для водоснабжения в Нижнем Новгороде
Выбор труб для водоснабжения и газоснабжения в Нижнем Новгороде
Фитинги в Нижнем Новгороде
Купить задвижки, Задвижки Ziggiotto
Люки в Нижнем Новгороде, Чугунные люки,Композитные люки,Полимерно-композитные люки
Пожарное оборудование в Нижнем Новгороде
Крепеж, метизы в Нижнем Новгороде
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ в Нижнем Новгороде
СИСТЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ VIKING JOHNSON в Нижнем Новгороде
Запорное оборудование: шаровые краны и вентили (клапаны).
Трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД)
Чугунные задвижки - как выбрать?
Стальные задвижки и их особенности
Трубы полипропиленовые
Полипропилен
Цена на полипропиленовые трубы
Купить полипропиленовые трубы
Трубы пп и соединительные детали
Новое слово в укладке водопровода
ТЕХНИКА ДЛЯ СВАРКИ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ТРУБНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ НА КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПОЛИЭТИЛЕНОВ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБ