Макет страницы
связей молекулярной цепи. Угол поворота (он может быть небольшим) соседних атомов складывается при их совместном движении в одну сторону, и, если цепь достаточно длинна, то в ней найдутся такие атомы, на которых суммарный поворот окажется кратным 360°, т. е. полному повороту. Часть цепи, в которой в результате суммарного вращения атомов совершается полный оборот, называется сегментом. Чем меньше длина сегмента, тем больше гибкость цепи. К наиболее гибким относятся макромолекулы каучука, а наиболее жестким — молекулы целлюлозы (соответственно 15—20 и несколько сотен мономерных звеньев).
Полимеры с гибкими макромолекулами, например каучук, способны обратимо деформироваться на несколько сотен процентов, и при этом объем полимера остается практически неизменным. Обычные кристаллические тела деформируются всего на несколько процентов, а объем их при растяжении увеличивается. При растяжении полимеров происходит упорядочивание их структуры, следовательно, уменьшение энтропии и выделение теплоты.
Растворение высокомолекулярных соединений. Набухание. Вследствие большой разницы в скорости диффузии высокомолекулярного соединения и низкомолекулярного растворителя часто первой стадией процесса растворения является проникновение маленьких молекул растворителя в пространство между звеньями полимерной цепи. Происходит увеличение объема полимерного образца. Это явление называется набуханием, которое переходит в собственное растворение (неограниченное набухание) в том случае, если между макромолекулярными цепями, которые раздвигают молекулы растворителя, отсутствуют поперечные химические связи. Отделяемые друг от друга цепи приобретают возможность распределяться по объему растворителя. В полимерных материалах, имеющих сетчатую структуру, растворение невозможно, и процесс оканчивается набуханием (ограниченное набухание).
Количественной характеристикой ограниченного набухания является степень набухания а. Ее определяют гравиметрическим способом: взвешивают образец до и после набухания и вычисляют по формуле
«- = 2^. (XM)
где т — навеска набухшего образца; т0 — навеска исходного образца. Определяют а также объемным методом, изме-
