Bevezetés a polimerfizikába

Kiadó: Műszaki Könyvkiadó Kiadás helye: Budapest Kiadás éve: 1989 Kötés típusa: Fűzött kemény papírkötés Oldalszám: 253 oldal Sorozatcím: Kötetszám: Nyelv: Magyar Méret: 24 cm x 17 cm ISBN: 963-10-7224-x Megjegyzés: Tankönyvi szám: 61 391. Fekete-fehér ábrákkal illusztrálva. ELŐSZÓ Polimereknek vagy más néven makromolekuláknak azokat a vegyületeket nevezzük, amelyeknek láncszerű molekuláit (vagy molekularészeit) nagyszámú, sokszor ismétlődő, viszonylag egyszerű szerkezetű egység (monomer) építi fel kovalens kötéssel. Ha a polimer- és a kismolekulájú vegyületek közé határt akarunk vonni, akkor általában azokat az anyagokat nevezzük makromolekuláknak, amelyeknek relatív molekulatömege 10 000 felett van, tehát molekuláik ezer vagy még ennél is jóval több atomból épülnek fel. Bár éles határról nem beszélhetünk, mégis azt mondhatjuk, hogy körülbelül ettől a molekulamérettől kezdődően lépnek fel azok a jellemző tulajdonságok, amelyek indokolják, hogy a makromolekulák fizikájáról és fizikai kémiájáról mint önálló tudományágakról beszéljünk. A makromolekulák szerkezete ugyanazoknak az elemi kölcsönhatásoknak, az atommagok és az elektronfelhők között működő vonzó- és taszítóerőknek a működése révén alakul ki, mint amelyek a kismolekulájú anyagok molekuláiban is hatnak. A polimerek különleges sajátosságait az igen nagy számú atom közt ható együttműködő (kooperatív) kölcsönhatások együttes érvényre jutása eredményezi. Vissza TARTALOM Jelölésjegyzék 9 Bevezetés 11 Általános irodalom 12 A polimerfizika fejlődésének rövid áttekintése 14 Irodalom 16 A polimerek szerkezete 17 A makromolekulák kémiai szerkezete 17 Polimerek térszerkezete 27 Az n-bután térszerkezete és konformációs energiája 30 Az n-pentán térszerkezete és konformációs energiája 32 Szabályos (rendezett) térszerkezetek 34 A makromolekulák hajlékonysága 38 A statisztikus gombolyag 44 Az ideális makromolekula 46 A szegmensmodell 46 A vegyértékszögek hatása 47 A rotációs energiagát hatása 47 A monomer egységek kooperativitásának hatása 48 A rövid távú kölcsönhatások és a statisztikus láncvégtávolság 49 Irodalom 52 A polimerrendszerek fizikai kémiai tulajdonságai 53 A kizárttérfogat-hatás 53 A gumirugalmasság alapjai 56 Polimeroldatok töménység szerinti felosztása 60 A statisztikus gombolyag híg polimeroldatban 61 Hosszú távú kölcsönhatások az ideális makromolekula gombolyagában 61 A reális lánc statisztikus tulajdonságai a jóoldószer-tartományban 64 Univerzalitás 69 Átmenet a jóoldószer-tartományból a rosszoldószer-tartományba 72 A statisztikus gombolyag a mérsékelten tömény polimeroldatban 77 Polimeroldatok jellegzetes tartományai 79 Polimeroldatok fizikai kémiai tulajdonságai 80 Polimeroldatok gőznyomása, ozmózisnyomása és kémiai potenciálja 80 Polimeroldatok elegyedési entrópiája és entalpiája Flory és Huggins szerint 83 A térfogati kontrakció hatása a fizikai kémiai sajátságokra 89 A Huggins-féle kölcsönhatási paraméter a megfelelő állapotok tétele alapján 92 Polimerek oldhatósága és a polimeroldat termodinamikai stabilitása 93 A híg és a mérsékelten tömény polimeroldat ozmózisnyomása a jóoldószer-tartományban 100 Polimergélek 103 Gélek egyensúlyi összetétele 104 Szilárd polimerek 106 Kristályos polimerek szerkezete 107 Kristályos polimerek olvadáspontja 108 Amorf polimerek fizikai állapotai 111 Polimerek összeférhetősége 114 Az oldhatósági paraméter 116 Polimerelegyek termodinamikai stabilitása 119 A lágyítóhatás 120 Molekuláris lágyítás 121 Polimerek szerkezeti lágyítása 123 Töltő- és erősítőanyagot tartalmazó rendszerek 124 Irodalom 126 Polimerrendszerek viselkedése mechanikai terhelsé alatt 128 Bevezetés 128 A reológia tárgyköre 128 A polimerrendszerek jellemzői 129 Polimerek alakváltozási tulajdonságainak szerkezeti okai 130 A feszültség és az alakváltozás 133 A feszültség 133 Alakváltozás és alakváltozási sebesség 135 Polimerrendszerek jellegzetes viselkedéstípusai 139 Szilárd polimerek vizsgálata 139 Folyékony polimerrendszerek vizsgálata 141 Analóg modellek 146 A rugalmas elem 147 A viszkózus elem 148 Kételemes modellek 148 Általánosított Maxwell- és Voigt-Kelvin-modellek 152 A lineáris viszkoelaszticitást jellemző függvények átszámítása 156 Szilárd polimerrendszerek viselkedése mechanikai terhelés alatt 159 Alapvető szerkezeti megfontolások 159 Polimerek térfogati reológiai állapotegyenletei 167 Térhálós polimerek mechanikai tulajdonságai 170 Lineáris polimerek mechanikai tulajdonságai 183 Polimerkeverékek és adalékolt polimerrendszerek reológiai jellemzői 192 A polimerek szilárdsága 196 Folyékony polimerrendszerek reológiai jellemzése 200 A folyékony polimerek molekuláris elméletinek általános szerkezete 201 Híg oldatok egyszerű modelljei 201 Koncentrált oldatok és ömledékek reológiai viselkedése 210 Irodalom 221 Polimerek hőtani tulajdonságai 223 Polimerek fajhője 223 Általános jellemzők 223 A fajhő megváltozása az üvegesedésnél 226 Polimerek hővezetése 230 Amorf polimerek hővezetése 231 Kristályos polimerek hővezetése 232 Az orientáció és a töltőanyagok hatása 233 Polimerek hőtágulása 234 A hőtágulási tényező értelmezése szilárdtestfizikai alapon 234 A hőtágulási tényező nyomásfüggése 235 A hőtágulási tényező meghatározása a megfelelő állapotok tétele alapján 235 A töltőanyag-tartalom hatása 237 Irodalom 238 Függelék 240 Termodinamikai alapfogalmak 240 Az ideális makromolekula láncvégvektorának valószínűségsűrűség-függvénye (A Brown-mozgás mint a hajlékony polimerlánc térszerkezetének modellje) 242 A kritikus jelenségek általános vonásai és a kizárttérfogat-probléma mint kritikus jelenség 244 A polimeroldatok elegyedési entrópiája Flory és Huggins szerint 246 Tárgymutató 248