Galeria de mapas mentais A estrutura dos polímeros químicos
Resumo da Imprensa da Indústria Química do Capítulo 7 de Química e Física de Polímeros, incluindo cristalinidade e propriedades físicas, estrutura de longo alcance, A estrutura cristalina dos polímeros, etc.
Editado em 2023-11-27 16:29:37Il s'agit d'une carte mentale sur les anévrismes intracrâniens, avec le contenu principal, notamment: le congé, l'évaluation d'admission, les mesures infirmières, les mesures de traitement, les examens auxiliaires, les manifestations cliniques et les définitions.
Il s'agit d'une carte mentale sur l'entretien de comptabilité des coûts, le principal contenu comprend: 5. Liste des questions d'entrevue recommandées, 4. Compétences de base pour améliorer le taux de réussite, 3. Questions professionnelles, 2. Questions et réponses de simulation de scénarios, 1. Questions et réponses de capacité professionnelle.
Il s'agit d'une carte mentale sur les méthodes de recherche de la littérature, et son contenu principal comprend: 5. Méthode complète, 4. Méthode de traçabilité, 3. Méthode de vérification des points, 2. Méthode de recherche inversée, 1. Méthode de recherche durable.
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estrutura polimérica
estrutura de curto alcance
componentes químicos
polímero de cadeia de carbono
ligação covalente
Boa plasticidade, propriedades químicas estáveis, não é fácil de hidrolisar, mas resistência mecânica média, baixa energia de ligação carbono-hidrogênio e baixa resistência ao calor
Polímero heterochain
A resistência ao calor e a resistência são superiores às dos polímeros de cadeia de carbono, mas as propriedades químicas são instáveis devido à introdução de grupos funcionais.
Polímeros orgânicos elementares
Não há átomos de carbono na cadeia principal
Boa plasticidade e elasticidade
Excelente estabilidade térmica
Menos intenso
Método de codificação de unidade estrutural
Sequência de unidade estrutural do homopolímero (cabeça-com-cauda, cabeça-com-cabeça, aleatória)
Geometria das cadeias poliméricas
1. Polímero linear
Macio e elástico, pode ser dissolvido em um solvente apropriado, pode ser fiado em fios, pode ser transformado em filmes e pode ser termoformado em produtos de vários formatos. Geralmente é chamado de polímero termoplástico.
2. Polímeros ramificados
Fracamente embalado, baixa densidade, baixa cristalinidade, forte permeabilidade ao ar
3. Polímeros reticulados
Macromoléculas de rede, boa resistência ao calor, alta resistência, forte resistência a solventes, forma estável
estrutura de sequência
Sem regras
alternadamente
bloquear
enxerto
estrutura
Isomeria óptica
A configuração RS é formada no espaço do átomo C de quatro substituintes diferentes.
Configuração estéreo
Isomorfismo total
sindiomorfismo
configuração aleatória
Polímeros isotáticos e sindiotáticos são polímeros estereorregulares
isômeros geométricos
Causada por diferentes configurações de substituintes em ligações duplas ou estruturas em anel em moléculas de polímero
Propriedades de polímeros estereorregulares
O polímero tem boa estereregularidade e arranjo ordenado de moléculas, o que conduz à cristalinidade. Alta cristalinidade leva a alto ponto de ebulição, alto ponto de fusão, alta resistência e alta resistência a solventes.
estrutura remota
conformação de rotação interna
Conformação: Devido à rotação interna das ligações simples, as moléculas têm formas diferentes no espaço e são instáveis. O movimento térmico das moléculas pode causar mudanças conformacionais.
Configuração: O arranjo e a estabilidade dos átomos fixados por ligações químicas no espaço devem passar pela quebra e reorganização das ligações químicas.
Rotação interna de cadeias poliméricas
A capacidade de uma macromolécula de alterar sua conformação por meio da rotação interna é chamada de flexibilidade da cadeia macromolecular. Quanto mais conformações uma cadeia macromolecular puder formar, maior será sua flexibilidade.
Flexibilidade das cadeias poliméricas
Quanto mais ligações simples, mais conformações podem ser geradas e mais flexível é o polímero.
segmento de cadeia
Um segmento de cadeia é a menor unidade em uma cadeia polimérica que pode girar livremente.
Quanto mais unidades estruturais cada segmento da cadeia contiver, menor será a flexibilidade.
Fatores que afetam a flexibilidade das cadeias poliméricas
Estrutura da cadeia principal
C-O C-N Si-O pode aumentar a flexibilidade
Anel de benzeno ou ligação dupla conjugada,
A nuvem de elétrons π da ligação dupla conjugada se sobrepõe e não pode girar internamente, portanto a flexibilidade é fraca e a cadeia é rígida.
ligação dupla isolada
Discuta caso a caso
As ligações duplas não podem girar internamente
Átomos não-ligantes reduzidos, tornando mais fácil que ligações simples adjacentes sofram rotação interna
substituinte
Quanto mais polar for o substituinte, menos flexível será a cadeia polimérica.
O substituinte é rígido. Quanto maior o impedimento estérico, menor a flexibilidade.
O substituinte é flexível. Quanto maior a distância entre as cadeias moleculares, maior a flexibilidade.
Substituintes simétricos podem aumentar a distância entre as cadeias moleculares, enfraquecer as interações e aumentar a flexibilidade.
A ligação de hidrogênio aumenta muito a rigidez da cadeia molecular e reduz a flexibilidade. O impacto é mais significativo do que a polaridade.
A ligação cruzada reduz a flexibilidade
Distância média quadrada final (uma representação de flexibilidade)
Distância terminal: a distância em linha reta de uma extremidade da cadeia polimérica à outra extremidade, quadrado médio
Algoritmo geométrico para distância média quadrada final
corrente de elos grátis
Independentemente das restrições do ângulo de ligação e dos potenciais obstáculos de barreira, cada cadeia polimérica é composta por muitas ligações químicas livremente ligadas, e cada ligação tem igual chance de ser orientada em qualquer direção.
corrente giratória livre
Cada ligação é livre para girar na direção permitida pelo ângulo de ligação, mas o efeito do impedimento estérico na rotação não é considerado.
algoritmo estatístico
corrente de elos grátis
Consistente com os resultados do algoritmo geométrico
Cadeia de conexão livre equivalente
z b
A cadeia polimérica real não é uma cadeia livremente conectada ou uma cadeia que gira livremente. Uma ligação originalmente composta por n ligações com um comprimento de ligação le um ângulo de ligação fixo de θ e ligações não rotativas é na verdade uma cadeia de conexão livre equivalente composta por Z segmentos de cadeia de comprimento b.
Parâmetros de impedimento estérico
A 0,5ª potência da razão entre a distância final quadrada média não perturbada medida e a distância final quadrada média de rotação livre. Quanto menor o valor, melhor será a flexibilidade da cadeia.
Proporção de recursos
A razão entre a distância média quadrada da extremidade de uma cadeia não perturbada e uma cadeia livremente conectada
Comprimento do segmento de cadeia
Quanto maior o comprimento do segmento da cadeia, menos flexível ele é.
tamanho discreto
Forças intermoleculares e estado de agregação de polímeros
Estrutura agregada: o arranjo e estrutura de empilhamento entre cadeias poliméricas, também chamada de estrutura supramolecular
A estrutura agregada afeta as propriedades do material
Força de interação entre polímeros
forca eletrostatica
incentivo
força de dispersão
ligação de hidrogênio
densidade de energia coesa
Indica a magnitude da força entre os polímeros
A energia necessária para superar as forças intermoleculares e mover um mol de moléculas líquidas ou sólidas além de sua atração gravitacional.
Densidade de energia coesiva: energia coesiva por unidade de volume
estrutura cristalina do polímero
único cristal
esferulita
Quando a temperatura é alta, as esferulitas são compactas e fortes; quando a temperatura é baixa, o oposto é verdadeiro.
A adição de agentes nucleantes pode gerar esferulitas pequenas e uniformes, o que pode melhorar a transparência e a resistência ao impacto.
cristal de corda
dendritos
Cristalinidade e propriedades físicas de polímeros
Cristalinidade e métodos de teste
Cristalinidade
O atalho para polímeros não é 100%
Pode ser expresso como porcentagem de peso e porcentagem de volume
Determinação
método de densidade
difração de raios X
calorimetria de varrimento diferencial
Espectroscopia infravermelha
Efeito da cristalização nas propriedades do polímero
Quanto maior a cristalinidade, maior a resistência e menor a elasticidade, alongamento e resistência ao impacto.
Quanto menor o tamanho da esferulita, maior será a resistência e tenacidade.
A densidade aumenta com o aumento da cristalinidade
Quanto maior a cristalinidade, pior a transparência
Quanto maior a cristalinidade, melhor será a resistência ao calor
Quanto maior a cristalinidade, pior a respirabilidade e a solubilidade.
processo de cristalização de polímero
capacidade de cristalização
Polímeros com boa simetria são fáceis de cristalizar
Polímeros estereorregulares têm melhor capacidade de cristalização
O copolímero destrói a regularidade e a simetria e tem baixa capacidade de cristalização.
Boa flexibilidade e forte capacidade de cristalização
Ramificação: A regularidade do polímero é reduzida e a capacidade de cristalização é reduzida.
A ligação cruzada tem pouco efeito
Polímeros com forte interação são difíceis de cristalizar, mas uma vez cristalizados, a estrutura cristalina é estável.
Cinética de cristalização
O volume de um polímero diminui à medida que ele cristaliza
Equação de Avrami
tempo de meia cristalização
Efeito da temperatura na taxa de cristalização
Zona de temperatura sensível à cristalização
Tmáx≈0,85Tm
A taxa de cristalização do polímero é a soma da taxa de crescimento da nucleação do cristal e da taxa de crescimento do grão.
Outros fatores que afetam a taxa de cristalização
estrutura da cadeia molecular
Quanto mais simples a estrutura, maior a simetria, menor o impedimento estérico dos substituintes, melhor a estereregularidade e mais rápida a taxa de cristalização.
peso molecular
Baixo peso molecular e cristalização rápida
estresse
Impurezas
Estrutura de orientação do polímero
Classificação
orientação da cadeia molecular
Orientação de grãos
Os polímeros não orientados são isotrópicos e os polímeros orientados são anisotrópicos.
Mecanismo de orientação
A deformação ocorre acima da temperatura Tg, enquanto o movimento da cadeia molecular e do segmento congela abaixo da temperatura Tg.
estrutura de cristal líquido
Possui ordem estática e fluidez líquida.
Classificação LCD
condições de formação
cristalização termotrópica
Cristalização liotrópica
Arranjo
esmético
Nemático
colestérico