amorfnost i kristaliničnost polimera...prisustvu sumpora na povišenoj temperaturi kaučuk...
TRANSCRIPT
-
Amorfnost i kristaliničnost
polimera
Prirodni
polimeriIvanka Popović
-
Struktura materijala
kristalna
polikristalna amorfna
-
Amorfne i kristalne strukture
polimera
Polimer može da bude potpuno amorfan, ali ne može da bude potpuno kristaliničan
-
Natrijum-hlorid
Mikroskopski
prikaz Makroskopski
prikaz
-
Kristalna
struktura
Milerovi indeksi
Jedinične ćelije
-
Kristalna
struktura
-
Defekti
u kristalima
-
Model amorfno-kristalne
strukture
polimera
Prvi, takozvani model micele, koji pokazuje kristalno-amorfnu strukturu polimera.Naknadno je utvrđeno da se ovaj model ne slaže u potpunosti
sa eksperimentalnim nalazima.
-
Polietilen –
ortorombična kristalna struktura
a) Jedinična ćelija, b) Projekcija jedinične ćelije paralelno u odnosu na pravac lanca
-
Uticaj bočnih grupa na stepen kristaliničnosti PE
sadržaj -olefina (mas. %)
-
Izotaktni i ataktni polipropilen
a) kristalna zona izotaktnog PP, b) amorfna zona ataktnog PP
-
Kristalna faza izotaktnih vinilnih polimera – struktura heliksa
a) pogled sa strane, b) pogled niz heliks
X je
supstituent
koji
nije
H
-
Kristalne faze izotaktnih vinilnih polimera –
struktura heliksa
-
Heliksna
struktura
kristala
mioglobina
-
Vodonične veze u poliamidu-6,6
za PA 6,6 x=6, y=4
-
Kristalna struktura poliamida-6,6
a)
Slojevi vezani H-
vezamab)
oblik
c)
oblik
-
Vodonične veze u celulozi
-
Kristali polietilena iz nastali iz
koncentrovanog rastvora PE u CCl4
na 80°C
-
Sferuliti izotaktnog polistirena iz rastopa pri polarizovanoj svetlosti
-
Sferuliti polipropilena
-
Struktura sferulita
polietilena
-
Sferuliti koji nastaju pod dejstvom podužne sile (šiš
ćevap ili ražnjić
struktura)
-
Kristali
proteina
Kristali proteina pripremljeni u svemiru
-
Temperatura prelaska u staklasto stanjeTemperatura prelaska u staklasto stanje je svojstvo samo amorfnog dela polukristaliničnog materijala. Kristaliničan deo ostaje kristaliničan tokom prelaza u staklasto stanje.
Na nižoj temperaturi amorfni delovi polimera su u staklastom stanju. U tom stanju molekuli su zamrznuti. Mogu malo da vibriraju, ali nema segmentalnog kretanja delova molekula.
U staklastom stanju crveni molekul se ne kreće.
Kada su amorfni delovi polimera u staklastom stanju, polimer će uglavnom biti tvrd, krut i krt.
-
Temperatura prelaska u staklasto stanje
Pri postepenom zagrevanju polimer postepeno dostiže temperaturu prelaska u staklasto stanje. Pri toj
temperaturi delovi molekula počinju da se pokreću ,odnosno mrdaju kao što je prikazano crvenim molekulom na gornjoj slici. Polimer je sada u gumolikom stanju. U gumolikom stanju polimer postaje mekan i savitljiv.
-
Poređenje sa topljenjem
Staklasti prelaz
Svojstvo amorfnih zonaIspod
Tg
: Neuređen amorfni materijal sa nepokretnim
molekulimaIznad
Tg
: Neuređen amorfni materijal u kojem delovi
molekula mogu da se pokrećuTermodinamički prelaz drugog
reda
Topljenje
Svojstvo kristaliničnih zonaIspod
Tm
: Uređen kristaliničan materijal
Iznad
Tm
: Neuređen rastop
Termodinamički prelaz prvog reda
Staklasti prelaz NIJE isto što i topljenje.
-
Termodinamički prelazi
Pri prelazu prvog reda dolazi do prenosa toplote između sistema i
okruženja i dolazi do nagle promene zapremine sistema.Pri prelazu drugog reda, nema prenosa toplote, ali se toplotni kapacitet sistema menja. Zapremina se menja da bi se omogućilo povećano kretanja lanaca molekula, ali se ona ne menja diskontnualno.
-
Tačke ostakljivanjaPolimer Tg
(°C)Polietilen
(LDPE) -100
Polipropilen (ataktni)
(PP) -20
Poli(vinil acetat) (PVAc) 28Poli(etilen tereftalat) (PET) 69
Poli(vinil alkohol) (PVA) 85
Poli(vinil hlorid) (PVC) 80Polipropilen
(izotaktni)
(PP) 100
Polistiren 100Poli(metil metakrilat)
(ataktni)
(PMMA) 105
Tg
zavisi od polarnosti, sternih faktora, taktnosti i mogućnosti stvaranja vodoničnih veza.
-
Tačke topljenja i entalpije topljenja
Polimer Tm
(°C) H (J/mol)
Polietilen 137 3970
Politetrafluoretilen 372 2860
cis-1,4-Poliizopren 28 4400
trans-1,4-Poliizopren 74 12700
Polipropilen 174 10880
Poli(dekametilen tereftalat) 138 46000
-
Tg
i primena polimernih materijala
S K G K S
PVC, PS PE, PP PA, PC, PET
G
G
R R G
Tempe-raturna
oblast primene
G-gumolik, S-staklast, R-rastop, U-umrežen
STg
je mera jačine interakcija između polimernih lanaca.
-
Prirodni kaučuk
cis-1,4-Poliizopren može da ima kristalne zone (ortorombične strukture), ali je kristalizacija materijala nepoželjna. Materijal može da kristališe kada se deformiše.Amorfni prirodni kaučuk je polazni materijal za dobijanje vulkanizovane (umrežene) gume. U prisustvu sumpora na povišenoj temperaturi kaučuk umrežava i nastaje nastaje guma.
-
Vulkanizovani
kaučuk -
guma
Amorfnost i kristaliničnost polimeraStruktura materijalaAmorfne i kristalne strukture polimeraNatrijum-hloridSlide Number 5Slide Number 6Defekti u kristalimaModel amorfno-kristalne strukture polimeraPolietilen – ortorombična kristalna strukturaUticaj bočnih grupa na stepen kristaliničnosti PEIzotaktni i ataktni polipropilenKristalna faza izotaktnih vinilnih polimera – struktura heliksaKristalne faze izotaktnih vinilnih polimera – struktura heliksaHeliksna struktura kristala mioglobinaVodonične veze u poliamidu-6,6Kristalna struktura poliamida-6,6Vodonične veze u celuloziKristali polietilena iz nastali iz koncentrovanog rastvora PE u CCl4 na 80°CSferuliti izotaktnog polistirena iz rastopa pri polarizovanoj svetlostiSferuliti polipropilenaStruktura sferulita polietilenaSferuliti koji nastaju pod dejstvom podužne sile (šiš ćevap ili ražnjić struktura)Kristali proteina Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Slide Number 30Prirodni kaučukVulkanizovani kaučuk - guma