Лабораторный практикум. Полимеры могут находиться в двух фазовых состояниях - кристалличе­ском и жидком

Полимеры могут находиться в двух фазовых состояниях - кристалличе­ском и жидком.

Кристаллическое фазовое состояние характеризуется наличием трехмер­ного дальнего порядка в расположении атомов или молекул, т.е. порядка, на­блюдающегося на расстояниях, превышающих размеры молекул в сотни и ты­сячи раз. Порядок может существовать в одном, двух или трех измерениях.

Жидкое фазовое состояние характеризуется отсутствием кристалличе­ской решетки, его называют часто аморфным.

Аморфное состояние характеризуется наличием ближнего порядка, т.е. такого, который наблюдается на расстояниях, соизмеримых с размерами моле­кул.

В жидком фазовом состоянии находятся вещества при температурах вы­ше их температуры плавления и все твердые аморфные вещества (например, силикатное стекло, канифоль и др.). Поскольку силикатное стекло не имеет кристаллической решетки, принято все твердые аморфные вещества называть стеклообразными или стеклами. Аморфному (жидкому) фазовому состоянию могут отвечать два агрегатных состояния: твердое (стеклообразное) и жидкое (выше температуры плавления).

Полимеры могут существовать в четырех физических состояниях: кри­сталлическом и трех аморфных (стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем). Это по существу различные релаксационные состояния, ограни­ченные определенными пределами времен релаксации и связанные движением кинетических единиц различных размеров. Осуществляемые в результате из­менения температуры перехода из одного состояния в другое не являются фа­зовыми переходами. Полимер все время остается аморфным, т.е. находится в одном и том же жидком фазовом состоянии.

В результате перехода из одного релаксационного состояния в другое по­лимер не изменяет своей структуры. В этом отличие такого перехода от любо­го фазового превращения, которое принципиально связано с изменением структуры. При этом следует помнить, что кристаллические полимеры в дейст­вительности кристалло-аморфны, т.е. никогда полностью не закристаллизова­ны, и содержат часть некристаллической (аморфной) фазы. С каждым из фи­зических состояний связан определенный комплекс физических свойств и каж­дому состоянию соответствует своя область технического применения. Физи­ческие состояния и границы их существования чаще всего определяют по из­менению механических свойств полимеров, которые очень чувствительны к структурным изменениям и релаксационным переходам.