Galleria mappe mentale La struttura dei polimeri chimici
Riepilogo per la stampa dell'industria chimica del capitolo 7 di Chimica e fisica dei polimeri, comprese cristallinità e proprietà fisiche, struttura a lungo raggio, La struttura cristallina dei polimeri, ecc.
Modificato alle 2023-11-27 16:29:37Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
Este é um mapa mental sobre uma breve história do tempo. "Uma Breve História do Tempo" é um trabalho científico popular com influência de longo alcance. Ele não apenas introduz os conceitos básicos da cosmologia e da relatividade, mas também discute os buracos negros e a expansão. Do universo. questões científicas de ponta, como inflação e teoria das cordas.
Microbiologia medica, Infezioni batteriche e immunità riassume e organizza i punti di conoscenza per aiutare gli studenti a comprendere e ricordare. Studia in modo più efficiente!
La teoria cinetica dei gas rivela la natura microscopica dei fenomeni termici macroscopici e le leggi dei gas trovando la relazione tra quantità macroscopiche e quantità microscopiche. Dal punto di vista del movimento molecolare, vengono utilizzati metodi statistici per studiare le proprietà macroscopiche e modificare i modelli di movimento termico delle molecole di gas.
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struttura polimerica
struttura a corto raggio
componenti chimici
polimero a catena di carbonio
legame covalente
Buona plasticità, proprietà chimiche stabili, non facile da idrolizzare, ma resistenza meccanica media, bassa energia di legame carbonio-idrogeno e scarsa resistenza al calore
Polimero eterocatena
La resistenza al calore e la forza sono superiori a quelle dei polimeri a catena di carbonio, ma le proprietà chimiche sono instabili a causa dell'introduzione di gruppi funzionali.
Polimeri organici elementari
Nessun atomo di carbonio nella catena principale
Buona plasticità ed elasticità
Eccellente stabilità termica
Meno intenso
Metodo di codifica delle unità strutturali
Sequenza di unità strutturali dell'omopolimero (testa a coda, testa a testa, casuale)
Geometria delle catene polimeriche
1.Polimero lineare
Morbido ed elastico, può essere sciolto in un solvente appropriato, può essere filato in fili, può essere formato in pellicole e può essere termoformato in prodotti di varie forme. Di solito è chiamato polimero termoplastico.
2. Polimeri ramificati
Prodotto sciolto, bassa densità, bassa cristallinità, forte permeabilità all'aria
3. Polimeri reticolati
Macromolecole di rete, buona resistenza al calore, elevata resistenza, forte resistenza ai solventi, forma stabile
struttura della sequenza
Senza regole
alternativamente
bloccare
corruzione
struttura
Isomeria ottica
La configurazione RS è formata nello spazio dell'atomo di C da quattro diversi sostituenti.
Stereoconfigurazione
Isomorfismo totale
sindiomorfismo
configurazione casuale
I polimeri isotattici e sindiotattici sono polimeri stereoregolari
isomeri geometrici
Causato da diverse configurazioni di sostituenti sui doppi legami o sulle strutture ad anello nelle molecole polimeriche
Proprietà dei polimeri stereoregolari
Il polimero ha una buona stereoregolarità e una disposizione ordinata delle molecole, che favorisce la cristallinità. L'elevata cristallinità porta a un punto di ebollizione elevato, un punto di fusione elevato, un'elevata resistenza ed un'elevata resistenza ai solventi.
struttura remota
conformazione di rotazione interna
Conformazione: a causa della rotazione interna dei singoli legami, le molecole hanno forme diverse nello spazio e sono instabili. Il movimento termico delle molecole può causare cambiamenti conformazionali.
Configurazione: la disposizione e la stabilità degli atomi fissati da legami chimici nello spazio. La riorganizzazione della configurazione deve passare attraverso la rottura e la riorganizzazione dei legami chimici.
Rotazione interna delle catene polimeriche
La capacità di una macromolecola di cambiare la sua conformazione attraverso la rotazione interna è chiamata flessibilità della catena macromolecolare. Quante più conformazioni può formare una catena macromolecolare tanto maggiore è la sua flessibilità.
Flessibilità delle catene polimeriche
Maggiore è il numero di legami singoli, maggiore è il numero di conformazioni che possono essere generate e più flessibile è il polimero.
segmento di catena
Un segmento di catena è l'unità più piccola in una catena polimerica che può ruotare liberamente.
Maggiore è il numero di unità strutturali contenute in ciascun segmento di catena, minore è la flessibilità.
Fattori che influenzano la flessibilità delle catene polimeriche
Struttura della catena principale
C-O C-N Si-O può aumentare la flessibilità
Anello benzenico o doppio legame coniugato,
La nuvola di elettroni π del doppio legame coniugato si sovrappone e non può ruotare internamente, quindi la flessibilità è scarsa e la catena è rigida.
doppio legame isolato
Discutere caso per caso
I doppi legami non possono ruotare internamente
Riduzione degli atomi non leganti, rendendo più facile la rotazione interna dei singoli legami adiacenti
sostituente
Quanto più polare è il sostituente, tanto meno flessibile sarà la catena polimerica.
Il sostituente è rigido. Maggiore è l'ingombro sterico, minore è la flessibilità.
Il sostituente è flessibile. Maggiore è la distanza tra le catene molecolari, maggiore è la flessibilità.
I sostituenti simmetrici possono aumentare la distanza tra le catene molecolari, indebolire le interazioni e aumentare la flessibilità.
Il legame idrogeno aumenta notevolmente la rigidità della catena molecolare e riduce la flessibilità. L'impatto è più significativo della polarità.
La reticolazione riduce la flessibilità
Distanza finale media del quadrato (una rappresentazione della flessibilità)
Distanza terminale: la distanza in linea retta da un'estremità all'altra della catena polimerica, quadrato medio
Algoritmo geometrico per la distanza finale media del quadrato
catena a maglie libere
Indipendentemente dai limiti dell’angolo di legame e dai potenziali ostacoli di barriera, ciascuna catena polimerica è composta da molti legami chimici liberamente collegati e ciascun legame ha la stessa possibilità di essere orientato in qualsiasi direzione.
catena a rotazione libera
Ciascun legame è libero di ruotare nella direzione consentita dall'angolo di legame, ma non viene considerato l'effetto dell'impedimento sterico sulla rotazione.
algoritmo statistico
catena a maglie libere
Coerente con i risultati dell'algoritmo geometrico
Catena di connessione libera equivalente
z b
La vera catena polimerica non è una catena liberamente connessa o una catena che ruota liberamente. Un legame originariamente composto da n legami con una lunghezza di legame pari a l e un angolo di legame fisso di θ e legami non ruotabili è in realtà una catena di connessione libera equivalente composta da segmenti di catena Z di lunghezza b.
Parametri di impedimento sterico
La potenza 0,5 del rapporto tra la distanza media dell'estremità quadrata indisturbata misurata e la distanza media dell'estremità quadrata in rotazione libera. Minore è il valore, migliore è la flessibilità della catena.
Rapporto di funzionalità
Il rapporto tra la distanza media del quadrato finale di una catena indisturbata e di una catena liberamente connessa
Lunghezza del segmento di catena
Maggiore è la lunghezza del segmento di catena, meno flessibile è.
dimensione discreta
Forze intermolecolari e stato di aggregazione dei polimeri
Struttura aggregata: la disposizione e la struttura di impilamento tra catene polimeriche, detta anche struttura supramolecolare
La struttura aggregata influisce sulle proprietà del materiale
Forza di interazione tra polimeri
forza elettrostatica
incentivo
forza di dispersione
legame idrogeno
densità di energia coesiva
Indica l'entità della forza tra i polimeri
L'energia necessaria per superare le forze intermolecolari e spostare una mole di molecole liquide o solide oltre la loro attrazione gravitazionale.
Densità di energia coesiva: energia di coesione per unità di volume
struttura cristallina del polimero
cristallo singolo
sferulite
Quando la temperatura è elevata le sferuliti sono compatte e resistenti; quando la temperatura è bassa avviene il contrario.
L'aggiunta di agenti nucleanti può generare sferuliti piccole e uniformi, che possono migliorare la trasparenza e la resistenza agli urti.
filo di cristallo
dendriti
Cristallinità e proprietà fisiche dei polimeri
Cristallinità e metodi di prova
Cristallinità
La scorciatoia per i polimeri non è al 100%
Può essere espresso come percentuale in peso e percentuale in volume
Determinazione
metodo della densità
Diffrazione di raggi X
calorimetria differenziale a scansione
Spettroscopia ad infrarossi
Effetto della cristallizzazione sulle proprietà dei polimeri
Maggiore è la cristallinità, maggiore è la resistenza e minori sono l'elasticità, l'allungamento e la resistenza agli urti.
Minore è la dimensione della sferulite, maggiore è la resistenza e la tenacità.
La densità aumenta con l'aumentare della cristallinità
Maggiore è la cristallinità, peggiore è la trasparenza
Maggiore è la cristallinità, migliore è la resistenza al calore
Maggiore è la cristallinità, peggiore è la traspirabilità e la solubilità.
processo di cristallizzazione del polimero
capacità di cristallizzazione
I polimeri con buona simmetria sono facili da cristallizzare
I polimeri stereoregolari hanno una migliore capacità di cristallizzazione
Il copolimero distrugge la regolarità e la simmetria e ha scarsa capacità di cristallizzazione.
Buona flessibilità e forte capacità di cristallizzazione
Ramificazione: la regolarità del polimero è ridotta e la capacità di cristallizzazione è ridotta.
La reticolazione ha scarso effetto
I polimeri con interazione forte sono difficili da cristallizzare, ma una volta cristallizzati, la struttura cristallina è stabile.
Cinetica di cristallizzazione
Il volume di un polimero diminuisce man mano che cristallizza
Equazione di Avrami
metà del tempo di cristallizzazione
Effetto della temperatura sulla velocità di cristallizzazione
Zona di temperatura sensibile alla cristallizzazione
Tmax≈0,85Tm
Il tasso di cristallizzazione del polimero è la somma del tasso di crescita della nucleazione dei cristalli e del tasso di crescita dei grani.
Altri fattori che influenzano la velocità di cristallizzazione
struttura della catena molecolare
Più semplice è la struttura, maggiore è la simmetria, minore è l'ingombro sterico dei sostituenti, migliore è la stereoregolarità e maggiore è la velocità di cristallizzazione.
peso molecolare
Basso peso molecolare e cristallizzazione rapida
fatica
Impurità
Struttura di orientamento del polimero
Classificazione
orientamento della catena molecolare
Orientamento del grano
I polimeri non orientati sono isotropi mentre i polimeri orientati sono anisotropi.
Meccanismo di orientamento
La deformazione avviene al di sopra della temperatura Tg, mentre il movimento della catena molecolare e del segmento si blocca al di sotto della temperatura Tg.
struttura a cristalli liquidi
Ha sia ordine statico che fluidità liquida.
Classificazione LCD
condizioni di formazione
cristallizzazione termotropica
Cristallizzazione liotropica
Disposizione
smettico
Nematico
colesterico