Фрактальная модель структурной стабилизации полимерных расплавов

• Автор: Долбин, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
стр.

Общая характеристика работы

Глава I

Литеразурный обзор

1.1. Основы фрактального анализа полимеров

1.2. Фрактальная физикахимия разбавленных полимерных растворов

1.3. Структурная стабилизация полимеров

Глава II

Экспериментальная часть

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы приготовления образцов
2.3. Методика определения характеристической вязкости
2.4. Расчет молекулярной массы
2.5. Расчет размеров макромолекулярного клубка в растворе
2.6. Расчет параметра взаимодействия ФлориХаггинса
2.7. Методика физическог о старения
2.8. Методика термоокислительной деструкции
2.9. Определение числа разрывов цепей
2 Термогравиметрический анализ
2 Статистическая обработка экспериментальных данных
Структурный анализ молекул низ ко молекул яркого растворителя в полимерных растворах
Глава IV
Методики расчета фрактальной размерности макромолекулярного клубка в разбавленных растворах
Глава V
Расчет фрактальных характеристик полимерных расплавов
Глава VI
Структурный критерий изменения типа кинетических кривых в процессе термоокислительной деструкции
Глава VII
Методы структурной стабилизации полимерных расплавов
Выводы
Литература


Различие заключается в том, что из термодинамически неравновесного состояния ниже Тс полимер переходит в квазиравновесное состояние выше Тс. В рамках фрактального анализа это означает, что структура полимера при ТГС перестает быть фракталом и становится евклидовым телом или, по крайней мере, достаточно близким приближением к нему. Как указал Флори , способность выдерживать большие деформации с последующим полным восстановлением характеристик при смятии напряжения является свойством, которое проявляют при соответствующих условиях фактически все полимеры, состоящие из длинных цепных макромолекул. Данное свойство в той или иной степени проявляется и за пределами температурной области явления каучуковой высокоэластичности. Иначе говоря, макромолекулярная сущность полимера превалирует над состоянием, в котором он находится. Поэтому ожидается, что использование в соотношениях, полученных для каучуков . Вовторых, известно , что полимеры обладают многоуровневой структурой молекулярный, топологический, надсегментальный, флокулярный или блочный уровни, элементы которой взаимосвязаны. Кроме того, в результате воздействия на полимер могут быть образованы новые вторичные структурные элементы трещины, поверхности разрушения, зоны пластической деформации и т. Указанные первичные и вторичные структурные элементы, а также формирующие их процессы характеризуются разнородными параметрами, поэтому до сих пор между ними были получены в лучшем случае только эмпирические корреляции. Если каждый из указанных элементов процессов охарактеризовать однородным параметром, например фрактальной размерностью, то можно получить связывающие их аналитические соотношения, не содержащие подгоночных параметров. Это очень важно для компьютерного сии теза структуры и прогнозирования свойств и поведения высокомолекулярных соединений в процессе эксплуатации . Отмстим, что фрактальный анализ успешно применен для описания таких явлений, как каучуковая высокоэластичность 1, , текучесть и разрушение полимеров. Втретьих, для корректного использования рассмотренных методов необходимо применение физически обоснованного числа параметров, описывающих структуру полимера. В этом смысле евклидовы и фрактальные объекты принципиально отличаются для первых требуется только одна размерность пространства евклидова, а фрактальным объектам пространствам не менее трех размерностей . Сложность структуры полимеров отражена в значительном числе размерностей, которыми можно ее охарактеризовать. Александер и Орбах предложили использовать спектральную или фрактальную размерность сч для описания плотности состояний на фрактале. Необходимость введения сI, объясняется тем, ч то фрактальная размерность, определяемая уравнением 1, не отражает указанный параметр. Спектральная размерность 7, является истинным свойством фрактала и определяется только ею связностью. Она отличается от показателя скейлинга массы см. Зависимость л и б ог с, описывается уравнением 3. Для отдельной линейной полимерной цепи Александер и Орбах получили с1 1. Для критического иерколяционного кластера величина не зависит от с и составляет 43 . Размерности линейной макромолекулы в различных состояниях рассмотрены в работе . Как известно , , наиболее характерными состояниями являются следующие I компактная глобула, 2 клубок в 0точке, 3 непротекаемый клубок в хорошем растворителе, 4 протекаемый клубок состояние, характерное для жесткоцепных макромолекул, 5 полностью развернутая палочкообразная макромолекула. Баранов и др. ММ
Из уравнений I и 4 вытекает соотношение
v
Флори , для хороших растворителей
6
Величина г отражает размерность подрешетки, в которой располагается макромолекула, т. Значения V, и с для трехмерного пространства и рассмотренных состояний макромолекулы приведены в табл. Состояние 1 реализуется в г лобулярных белках или при осаждении ниже 0точки линейных макромолекул из очень разбавленных растворов . Конформация 5 характерна для некоторых белков или для линейных цепей при определенных внешних воздействиях конформации 24 более тривиальны и достаточно хорошо изучены . Из анализа данных габл. Таблица 1. Протекаемый клубок 23 32 2.