polimeri - fsb online · pdf filenikako zanemariti ploču! ocjene se upisuju u laboratoriju za...
TRANSCRIPT
![Page 1: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/1.jpg)
Polimeri
Predavanja srijedom 14-16, F dvorana Vježbe: ponedjeljkom 14-16
![Page 2: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/2.jpg)
O nama • Grupe? • Tko smo mi? • Tko ste vi? • Ispitivanje:
– 2 kolokvija i zadaća – K1 kvalifikacijska pitanja, K2 kvalifikacijska zadaća
• Konzultacije u sobi 1016
![Page 3: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/3.jpg)
Završni i diplomski?
Učenje – podloge za predavanja i neke vježbe. http://pslc.ws/mactest/level3.htm R.A.L. Jones – Soft Condensed Matter, Oxford Master Series Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva administrativna pitanja – gđa Rožman
Nikako zanemariti ploču!
![Page 4: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/4.jpg)
Macrogalleria – level 3
![Page 5: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/5.jpg)
Načinjeno od PE
![Page 6: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/6.jpg)
PE - wiki Uses: thermoplastics, fibers
Monomer: ethylene
Polymerization: free radical chain polymerization, Ziegler-Natta polymerization, metallocene catalysis polymerization
Morphology: highly crystalline (linear), highly amorphous (branched)
Melting temperature: 120 to 140°C
Glass transition temperature: -130 to -80°C
![Page 7: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/7.jpg)
Neki polietileni • PE-HD malo grananja – jake međumolekularne sile – bolja
mehanička svojstva od PE-LD. Značajno veća razlika u mehaničkim svojstvima, nego u gustoći.
• PE-LD više grananja (na cca 2% C atoma) od PE-HD, zbog nepravilne strukture manji udio kristalne faze
• Kopolimerizacijom PE-LLD uska distribucija molekularne mase u usporedbi s konvencionalnim PE-LD; u kombinaciji s linearnom strukturom značajno različita reološka svojstva
• Ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE, ponekad UHMW), ili PE-HD visokog modula (high-modulus polyethylene (HMPE) ili high-performance polyethylene (HPPE)) – PE-HD molekule imaju između 700 i 1,800 mera u molekuli dok
UHMWPE molekule često imaju 100 000 do 250 000 mera – Primjena: medicina, vojska, sport
![Page 8: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/8.jpg)
Znanost o polimerima
• interdisciplinarni pristup – kemija, fizika i inženjerstvo
![Page 9: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/9.jpg)
Uvod u polimere - što znate? Greek: poli (many) + meros (part) • monomer – jednostavna nezasićena tvar koja se
koristi za sintezu polimera • mer – ponavljajuća jedinica • stupanj polimerizacije – broj monomernih
jedinica u makromolekuli ili u polimeru ili u oligomeru – uzima se prosijek – mijenja se u ovisnosti o parametrima polimerizacije –
utjeće na svojstva • polimolekularnost i polidispreznost
![Page 10: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/11.jpg)
Kako nastaje polimer
Polimeri se dobivaju reakcijama polimerizacije kojima se veliki broj relativno jednostavnih ponavljanih jedinica, mera, povezuje u makromolekulu-polimer
Polymerisation is a process of reacting monomer molecules together in a chemical reaction to form polymer chains or three-dimensional networks
Sirovina?
![Page 12: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/12.jpg)
Kako napraviti polimer?
• nafta, biljke • Adicijska polimerizacija – PE, PP, PVC,
PMMA, PS, PTFE, POM... • Kondenzacijska – PA, PET... • Izbor metode ovisi o vrsti monomera i
željenim svojstvima
![Page 13: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/13.jpg)
PVC – How it’s made
![Page 14: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/14.jpg)
Key word SIZE!!!
• gigantska molekula – makromolekula • možemo li ju vidjeti? • puno ponavljajućih jedinica, međusobno
spojenih kovalentnim vezama u polimerni lanac
• neka zajednička svojstva, npr. lanci ne mogu jedan preko drugog -> entanglement -> specifična svojstva
![Page 15: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/15.jpg)
Prema porijeklu
• sintetski – plastika, ljepila, vlakna i smole • biološki – proteini, nucleinske kiseline (npr.
DNA), polisaharidi (npr. škrob) – celuloza, prirodna guma
Pojavljuju se ne samo kao polimerni materijali, nego i kao kompoziti (GRP, drvo, tkivo)
• living polymers – fizičke veze među jedinicama
![Page 16: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/16.jpg)
Međumolekularne veze • plastomeri • duromeri • elastomeri • između čvorova u potpuno umreženom
duromeru ima oko 20 atoma, a u rahlo umreženom elastomeru oko 1000 atoma
![Page 17: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/17.jpg)
Jedna ili više ponavljanih jedinica
• homopolimer • kopolimer
![Page 18: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/18.jpg)
Povezanost strukture i svojstava
kemijski sastav, pravilnost u rasporedu lanaca makromolekula, vrsta i veličina supstituenata,vrsta i učestalost polarnih grupa, vrsta i broj ogranaka (grana), pojava umrežavanja, prisutnost vodikovih veza, fleksibilnost lanaca, stereopravilnost, molekulna masa, raspodjela molekulnih masa itd.
![Page 19: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/19.jpg)
Kemijska i fizička raznolikost • Svaki polimerni materijal se sastoji od molekula
s određenom distribucijom raznih kemijskih varijacija – molekularna masa (duljina lanaca) – grananje – sterička konfiguracija – međudjelovanje – kemijski defekti
• Fizičke varijacije – organizacija i orijentiranje susjednih lanaca - stupanj
organizacije i veličina organiziranih/neorganiziranih područja
![Page 20: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/20.jpg)
Mehanizmi polimerizacije
• adicijska ili lančana – monomeri koji posjeduju dvostruku kovalentnu vezu vežu se na aktivni kraj lanca – chain growth
• kondenzacijska ili stupnjevita – monomeri, oligomeri i polimerni lanci spajaju se i pri tome eliminiraju male molekule (CO2, H2O...) kako bi se formirali lanci – step growth – svaki monomer – minimalno dvije
funkcionalne grupe – barem dvije vrste monomera
![Page 21: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/21.jpg)
Adicijska ili lančana polimerizacija
Pojednostavljeno: • Inicijacija • Propagacija • Terminacija Lančana polimerizaija vinilnih monomera: R* + CH2 = CHX → R-CH2-C*HX
![Page 22: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/22.jpg)
Kondenzacijska ili stupnjevita
• Različiti funkcionalni monomeri ulaze u kemijsku rekaciju
-H2O PA 66
hexamethylene diamine adipic acid Polyamide 66 (Nylon)
NH2-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH
![Page 23: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/23.jpg)
Stupnjevita p. – simbolični prikaz
![Page 24: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/24.jpg)
Stupnjevita p. fenol formaldehidne smole (PF)
![Page 25: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/25.jpg)
KOPOLIMERIZACIJA: istovremena polimerizacija dva ili više bifunkcionalna sustava od kojih je svaki za sebe sposoban za polimerizaciju
CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n
butadien polibutadien
stiren polistiren
Npr. kopolimer butadien : stiren = 75 : 25 (BUNA S – sintetski kaučuk)
![Page 26: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/26.jpg)
Anorganski polimeri
• Silikoni – polisiloksani (najčešći a.p.)
• Polisilani
![Page 27: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/27.jpg)
Ostali anorganski polimeri
![Page 28: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/28.jpg)
Stereokemija (from Greek τακτικός taktikos "of or relating to arrangement or order"
• Izotaktni (a) • Sindiotaktni (b) • Ataktni (c)
Taktnost određuje sposobnost kristaliziranja: Neuređeni, ataktni polimeri tvore stakla.
Stereoizomeri polipropilena
![Page 29: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/29.jpg)
Meko kondenzirane tvari (eng. Soft condensed matter (soft matter)
• ni obično kapljevito, ni kristalno čvrsto stanje
• koloidne disperzije (submikrometarske čestice čvrste ili kapljevite faze dispergirane u drugoj kapljevini)
• polimeri, p. taljevine, p. otopine (ponašanje je određeno veličinom i povezanošću molekula)
• uglavnom ne kristaliziraju
![Page 30: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/30.jpg)
• duljinska skala – puno aspekata ponašanja polimera ne proizlazi iz određenog kemijskog detalja, nego topoloških implikacija (duljina, fleksibilnost, isprepletenost)
• većina kondenziranih sustava može težiti ravnotežnom stanju (stanje najniže slobodne energije - ekvilibrium)
• vremenska skala
![Page 31: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/31.jpg)
• interakcija među komponentama – razumijevanje na mikroskopskoj razini omogućava razumijevanje na makroskopskoj razini
• provlačenje molekula – (eng. reptation) • umrežavanje (eng. cross-linking) • samoorganizacija (eng. self-assembly) • čvrsto ili kapljevito
![Page 32: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/32.jpg)
• interakcija među komponentama – razumijevanje mikroskopskog – otkriva makroskopski
• reptation • umrežavanje • samoorganizacija
self-assembly of star shaped polymers
![Page 33: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/33.jpg)
Prijelaz iz kapljevitog u čvrsto stanje
• polimerne molekule se mogu organizirati u molekularne i nadmolekularne strukture na različitom stupnju veličine i savršenosti
• organizirani sustavi – pada sloboda kretanja lanaca i segmenata
• taljevine – najniži stupanj uređenosti – niski modul elastičnosti (kretanja na kratkoj duljinskoj
skali), viskozno tečenje (kretanja na dugačkoj duljinskoj skali)
• čvrsti polimeri: gumasto amorfno, staklasto amorfno, kristalasto
![Page 34: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/34.jpg)
Kristal ili staklo • velik dio polimernih molekula se slaže u kristale
– 3D uređena struktura • tek mali dio polimernih sustava postiže potpunu
kristalnu strukturu – kristalasto (eng. semi-crystalline)
• 20 – 60 % sićušnih kristala u amorfnoj matrici • amorfni
– staklasto – npr. PET – gumasto – npr. PE – poput kapljevine, ali umreženo s
malim kristalima
![Page 35: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/35.jpg)
Djelomična kristalnost
• spora kinetika • trajni nered – polimeri mogu imati
neuređenu strukturu već u samoj molekuli – statistički raspoređene bočne skupine (PS) ili statistički raspored mera kod kopolimera
• grananje (PELD-pretežno amorfan i PEHD-pretežno kristalan)
![Page 36: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/36.jpg)
Prijelaz prvog i drugog reda Diskontinuirana i kontinuirana promjena termodinamičke veličine (parametra uređenosti)
(Termodinamičke veličine poput: V, S, H, Cp, µ)
![Page 37: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/37.jpg)
Gibbsova slobodna energija, G
Svi kemijski sustavi teže stanju niže slobodne energije. Da bi proces bio spontan, mora biti negativna promjena G. Talište: G(L)=G(S)
![Page 38: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/38.jpg)
Kristalizacija Dva kriterija • Termodinamički povoljno
∆G=∆H-T∆S promjena Gibbsove slobodne energije, kada je negativna dolazi do kristalizacije entalpija H – međumolekularne sile entropija S – stupanj (ne)uređenosti
• Vrijeme- dovoljno vremena da se segmenti reorganiziraju – viskoznost spriječava mobilnost
Kristaliti – nadmolekularne strukture (segmenti susjednih molekula se slažu u polja)
![Page 39: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/39.jpg)
Kristalna struktura aramidnih vlakana
![Page 40: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/40.jpg)
(a) cik-cak konformacija HDPE-a, slaganje u kristal; (b) savijanje lanaca HDPE u lamele; (c) dimenzije HDPE monokristala (s nekristalnim molekulama)
![Page 41: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/41.jpg)
Kristalit
Amorfna faza
Smjer izvlačenja vlakna
![Page 42: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/43.jpg)
Hijerarhija strukture
• osnovna jedinica polimernog kristala – lamela
• debljina joj je neovisna o Mw, ovisi o hlađenju, cca 10 nm
• lamele razdvojene amorfnim područjima • može se sastojati od jednog ili više lanaca • lamele se organiziraju u više strukture –
sferulite, nekoliko µm • sferuliti rastu iz središnje klice
![Page 44: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/44.jpg)
Sferuliti
![Page 45: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/45.jpg)
Nukleacija – aktivirani proces. Može se dogoditi samo ako fluktuacija poveća lokalnu energiju za ∆G*. Vjerojatnost je proporcionalna exp (-∆G/kBT). Barijera se smanjuje uz prisutnost prašine ili uz stijenke posude – heterogena nukleacija.
reverzibilno ireverzibilno
Kristalizacija
![Page 46: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/46.jpg)
Kristalizacija 1. stvaranje klica (eng. nucleation)
a) homogena (toplinske fluktuacije) • nužan dovoljan broj segmenata za stvaranje stabilne uređene faze • broj potrebnih segmenata pada s temperaturom • brzina nukleacije raste s 1/T
b) heterogena • čestice (contaminants)
– (b) stvara manje sučelje čvrsto/kapljevito nego (a) – manja energetska barijera prema stvaranju stabilne klice
– predebeli kristali rastu sporo – mala vjerojatnost da se spontano toliko istegne lanac
– pretanki nepovoljno energijski zbog prevelike nabrane površine na sučelju č/k
2. rast (eng. growth) • primarna kristalizacija – slaganje na rastuću površinu kristalita ili klice • sekundarna kristalizacija – dalji proces unutar amorfne faze
![Page 47: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/47.jpg)
Stakla prijelaz sličan prijelazu drugog reda
- ovisi o brzini hlađenja
![Page 48: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/48.jpg)
Stakla
• Staklo je materijal po stupnju uređenosti identičan kapljevini – nema uređenih područja na dugoj duljinskoj skali (eng. long range order), a ponaša se kao čvrstina
• konačan smični modul • efektivno beskonačna viskoznost
• kinetički, a ne termodinamički prijelaz
![Page 49: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/49.jpg)
Vrijeme relaksacije, τ • Makroskopski – viskoelastična čvrstina pokazuje
viskozni, odnosno elastični odziv ovisno o vremeskoj skali na kojoj se promatra
• – τ – granica između elastičnog i viskoznog odziva je vrijeme relaksacije
• Atomarni nivo – kretanje molekula, atoma, segmenata... na karakterističnoj vremenskoj skali, određeno je načinom na koji međumolekulne sile utječu na statistička (random) kretanja molekula
• U običnoj kapljevini τ iznosi 10-12 – 10-10 s • Npr. τconfig, τvib
![Page 50: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/50.jpg)
Vrijeme eksperimenta
• Vrijeme potrebno za promatranje promjena u laboratoriju.
• Kod običnih kapljevina vrijeme relaksacije je vrlo malo u usporedbi s laboratorijskom vremenskom skalom.
![Page 51: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/51.jpg)
Stakleni prijelaz • Ako se kapljevina ohladi na dovoljno nisku
temperaturu bez da kristalizira, τ postaje usporediv s vremenom eksperimenta (τconfig,≈τexp vremenska skala karakteristična za reorganizaciju položaja molekula, relativno jedna prema drugoj, translacijsko gibanje nije više moguće – nema ravnotežnog stanja na eksperimentalnoj vremenskoj skali)
• Sustav neće moći postići ekvilibrium – početak eksperimentalnog staklenog prijelaza
• Kada kapljevina prođe stakleni prijelaz, ona postaje staklo
t
![Page 52: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/52.jpg)
Kristalizacija – fazni prijelaz prvog reda Stakleni prijelaz – fazni prijelaz drugog reda - kapljevina nema vremena kristalizirati - trajni nered molekula - nije termodinamički fazni prijelaz – ovisi o brzini hlađenja
![Page 53: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/53.jpg)
Stakla
- ovisi o brzini hlađenja
![Page 54: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/54.jpg)
Glassforming systems • Oxide glasses – elements of groups III, IV and V and
their mixtures with metalic oxides (e.g. ordinary window glass)
• Chalcogenide glasses – group VI - sulphur, selenium, tellurium – known as chalcogenes
• Elements – S, P, Se form glasses in their pure form • Organic molecules – many – solvents, sucrose... e.g.
hard candies • Polymer glasses – almost all – the most common
PMMA, PC, PS • Metallic glasses – some alloys – cooling rate > 106 K/s
![Page 55: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/55.jpg)
Fazni prijelazi • meko kondenzirane tvari – komplicirana
morfologija (na koji su način uređene faze) • duljinska skala između atomske i makroskopske
(blok kopolimeri, samoorganizirane strukture...) • kristali (npr. metali) “nezanimljiva” ravnotežna
faza • mkt – kompleksne ravnotežne faze • fazni prijelazi – struktura s najnižom slobodnom
energijom diskontinuirano mijenja svoj karakter – važan odnos između promjene entropije i entalpije s
temp. T (@ visokim T – neuređene faze stabilnije)
![Page 56: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/56.jpg)
Polimerne mješavine
• promjena svojstava izvornog polimera za specifičnu primjenu
• dva ili više polimera = mješavina (eng. blend)
• termodinamika miješanja i reološko ponašanje pri preradi
• pažljiv izbor komponenata i parametara preradbe
![Page 57: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/57.jpg)
Polimerne mješavine (eng. blends)
• PC – žilav @ niskim T & ne deformira se pod opterećenjem @ visokim T, ali izuzetno osjetljiv na mikropukotine (eng. crazing) i pukotine (eng. cracking) uslijed naprezanja (tenzokorozija)
• ABS – čvrst pri udarnom opterećenju i otporan na atmosferske uvjete, deformira se pri opterećenju @ viskoj T
• 80% PC + 20% ABS daje nabolje od oba materijala
![Page 58: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/58.jpg)
Mješljivost
• mješljive mješavine (miscible blends) – uvjeti miješanja i kemija dopušta miješanje na
molekularnom nivou • nemješljive mješavine (immiscible blends)
– češći slučaj – odvojene faze
A A+B
B
![Page 59: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/59.jpg)
Slobodna energija miješanja
• ∆G=∆H-T∆S • ∆G Gibbsova slobodna energija – kriterij
za spontanost nekog procesa • efekt entalpije ovisi o međumolekulnim
silama (dominantno kod polimera) • entropijski efekt ovisi o stupnju
nesređenosti (dominantno kod Cedevite)
![Page 60: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/60.jpg)
Oba nepolarni ugljikovodični polimeri – hoće li se miješati?
NO! Why?
Polimeri su po sebi vrlo skloni neredu - entropiji. Miješanjem neće porasti entropija.
![Page 61: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/61.jpg)
Hoće li se miješati?
YES! Why?
Jaka interakcija među fenilnim skupinama – entalpijski efekt. Aromatski se prstenovi vole slagati jedan na drugi.
![Page 62: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/62.jpg)
• Mješljive mješavine homopolimera su iznimka! • Kopolimeri
– alternirajući – statistički – blok – cijepljeni
• Interpenetrirajuće mreže – općenito - između čvorova u potpuno umreženom duromeru ima
oko 20 atoma, a u rahlo umreženom elastomeru oko 1000 atoma – mreže su obično homopolimer; ako se preko posebnih
manipulacija uspiju spojiti raznovrsni polimeri – interpenetrirajuće mreže
![Page 63: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/63.jpg)
Kopolimeri
• ponekad se otapanjem poboljšava mješljivost
Atomi fluora su vrlo elektronegativni, i oni vuku elektrone od svih susjednih atoma.
Vodiku iz alkohola fali elektron
H će činiti jake vodikove veze s bilo kojom grupom s djelomično negativnim nabojem.
![Page 64: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/64.jpg)
Vodik će se vezati s bilo kojom grupom s djelomično negativnim nabojem poput PC, PMMA or PVA have.
δ−
δ−
δ− δ−
δ+
PMMA Poli(vinil-acetat)
![Page 65: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/65.jpg)
Mješavine su često osjetljive na temperaturu
mješljivo
nemješljivo
![Page 66: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/66.jpg)
Topl
ina
mije
šanj
a po
lanc
u
Diblok kopolimer
![Page 67: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/67.jpg)
• Različiti blokovi u blok kopolimerima tendiraju da se razdvoje u mikrodomene stvarajući mezofaze. Veličina domena ovisi o veličini lanaca i omjeru blokova, a to određuje međufaznu strukturu.
![Page 68: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/68.jpg)
Triblok kopolimeri
Više morfoloških mogućnosti nego kod diblok kopolimera.
![Page 69: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/69.jpg)
Triblok kopolimeri
![Page 70: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/70.jpg)
Svojstva mješavina
• Mješljive – Svojstva negdje između svojstava pojedinih komponenata. – npr. Tg ovisi o omjeru polimera A i polimera B u mješavini.
Porast je u pravilu linearan.
![Page 71: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/71.jpg)
• Ako se polimeri jače vežu međusobno, nego sami sa sobomTg će biti viši, jer jače veze smanjuju pokretljivost molekula.
U najvećem broju slučajeva polimeri se slabije vežu međusobno nego sa samim sobom, Tg mješavina je nešto niži nego se očekuje.
Vrijedi općenito za sva ostala svojstva. Mehanička, otpornost na kemikalije, zračenje ili toplinu.
![Page 72: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/72.jpg)
Nemješljive mješavine Razdvojene faze – većina polimera
Morfologija faza kod HIPS-a
krhko gumasto
![Page 73: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/73.jpg)
PET + PVA Boce za gazirana pića
lamelarna morfologija
čini bocu jakom
CO2 će sporije difundirati kroz PVA
![Page 74: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/74.jpg)
• puhanje orijentira kuglice u slojeve pri dvoosnom naprezanju
![Page 75: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/75.jpg)
Svojstva nemješljivih mješavina
• dva Tg (može biti znak nemješljivosti) • Mehanička svojstva ovise o glavnoj
komponenti. Obično slabija od svojstava glavne komponente.
• prerada može poboljšati svojstva – poput vlakana
• kompatibilizator poboljšava interakciju među fazama (npr. blok kopolimer, cijepljeni kopolimer)
![Page 76: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/76.jpg)
![Page 77: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/77.jpg)
Veličina domena
• energijski povoljnije smanjiti površinu između faza – velike sfere
• kompatibilizator – snižava energiju na granicama faza – poboljšana mehanička svojstva
![Page 78: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/78.jpg)
Lower and upper crytical solution temperature
![Page 79: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/79.jpg)
Toplina utječe na energiju miješanja
![Page 80: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/80.jpg)
Selforganised systems
![Page 81: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/81.jpg)
Types of intermediate order in soft matter systems: 1. Liquid crystallinity
An equilibrium phase – molecules arranged with a degree of order
intermediate between the complete disorder of a liquid and the long ranged 3D order of a crystal.
2. Partial crystallinity
A non-equilibrium state – kinetics hinders reaching its eq. of full range order
resulting in crystalline + amorphous regions.
![Page 82: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/82.jpg)
• Liquid crystalline phases (LCP) – organic compounds with highly anisotropic
molecular shapes (LCDs) – polymers with rigid backbones or side groups – polymers or aggregates which form rigid rod-
like structures in solution • Partial crystallinity – many flexible
polymers
![Page 83: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/83.jpg)
Nematic phase • the most disordered LCP – nematic phase
– on average oriented about a particular direction – director
The local nematic director, which is also the local optical axis, is given by the spatial and temporal average of the long molecular axes
If only centres of mass were plotted, no difference to an isotropic liquid.
![Page 84: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/84.jpg)
Smectic phase
• molecules arranged in sheets, aligned but no positional order
![Page 85: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/85.jpg)
Nematic
Smectic
LCP
![Page 86: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/86.jpg)
The micrograph show the fan shaped texture from the smectic
Sonja Findeisen-Tandel 'Bright orange SmA-Phase'
![Page 87: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/87.jpg)
The photograph shows the growth of a mesophase composed of liquid crystals in a state which is neither crystalline nor liquid, but something in between.
Sonja Findeisen-Tandel 'Blue spikes'
![Page 88: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/88.jpg)
Banana phase
![Page 89: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/89.jpg)
Microphase separation in a liquid crystalline side chain polymer to give polymer-rich and liquid crystal-rich regions. Blue: polymer backbone (methylsiloxane), white: liquid crystal group, red: flexible spacer groups (alkyl chain).
![Page 90: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/90.jpg)
Nematic (top left), lamellar (top right and middle right for different lengths of rods), gyroid (middle left), micellar (bottom). The bottom left structure show elongated micelles formed from polymer rods.
![Page 91: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/91.jpg)
• mezogeni – osnovna jedinica LC-a, odgovorna za uređenu strukturu
• štapičasti mezogeni (kalamitski) • diskotični mezogeni – aromatske
strukture se slažu jedna na drugu • mezogeni mogu biti u glavnom lancu ili u
bočnim skupinama
![Page 92: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/92.jpg)
Electrical and magnetic properties of liquid crystals
• anisotropic nature • crucial in display technologies • nematic – the most important for practical
applications • permanent dipole • never ferromagnetic • in the absence of an applied field no preferential
orientation • in an electric field – polarisation is induced • reduction of energy
![Page 93: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/93.jpg)
Aramidna vlakna (Kevlar) • exhibit a nematic phase
when dissolved in sulfuric acid, and extrusion in the nematic phase provides the great strength. It is well-known polymer material that is extremely strong and is used in bullet-proof vests in construction.
![Page 94: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/94.jpg)
Polymer LCs
• a subclass of liquid-crystal-forming materials
• important in the processing of advanced high modulus engineering materials like Kevlar
• in nature - occur in solutions of some biopolymers
![Page 95: Polimeri - FSB Online · PDF fileNikako zanemariti ploču! Ocjene se upisuju u Laboratoriju za polimere i kompozite, ne preko indeks porte. Nakon što završe predavanja – sva](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081723/5a794d177f8b9a51548dc463/html5/thumbnails/95.jpg)
Polymer LC
Classes of PLC • thermotropic – the isotropic to LC phase
transition driven by temp. change • lytropic - LC phase formed in solution, the
isotropic to LC phase transition driven by a change in concentration – e.g. poly(p-phenyleneterephtalamide) or PPTA forms
a LC phase in solution; fibers spun from this solution will have a high degree of molecular alignment – good mechanical properties