Proprietatile polimerilor

2x puncte

categorie: Chimie

nota: 8.31

nivel: Liceu

Starea lichid – cristalină sau mezomorfă ocupă o poziție intermediară între stările de fază lichidă și solidă. Ordinea asociată acestei structuri este inferioară solidelor cristaline, dar superioară lichidelor.

Cristalele lichide se grupează, în general, în două clase: termotrope și liotrope. Prima se subdivide la rândul ei în tipurile enantitropic și monotropic.

[...]
DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Proprietatile polimerilor

Starea lichid – cristalină sau mezomorfă ocupă o poziție intermediară între stările de fază lichidă și solidă. Ordinea asociată acestei structuri este inferioară solidelor cristaline, dar superioară lichidelor.

Cristalele lichide se grupează, în general, în două clase: termotrope și liotrope. Prima se subdivide la rândul ei în tipurile enantitropic și monotropic.

...

Proprietățile termice ale polimerilor

1. Capacitatea calorică

Capacitatea calorică(C) definește cantitatea de căldură ce trebuie adusă unui corp în vederea ridicării temperaturii sale cu un grad. Dacă se ia ca unitate de măsură un mol de substanță, mărimea definită reprezintă capacitatea calorică molară.

Aceasta oglindește legătura dintre însușirile macroscopice ale materialelor și natura lor microscopică. La polimeri, ea depinde de structura și specificul proceselor molecular-cinetice care au loc la nivel molecular sau supramolecular, purtând un caracter relaxațional.

Teoria clasică a capacității calorice se bazează pe următoarele ipoteze: 1) într-un corp solid energia este distribuită uniform pe toate gradele de libertate ale pariculelor constituiente și 2) interacțiunea dintre particule nu schimbă numărul gradelor lor de libertate.

Energia legăturilor de valență din materiale polimere dezvăluie faptul că frecvențele vibrațiilor de valență și deformație, proprii atomilor și moleculelor, sunt suficient de mari încât aduc un aport însemnat căldurii calorice doar la temperaturi înalte. La temperaturi joase capacitatea calorică va fi deteminată de bariera energetică de potențial a diferitelor grupări ale căror frecvențe de vibrație sunt neînsemnate.

2. Conductibilitatea termică

Conductibilitatea termică reprezintă capacitatea polimerilor de a transmite căldura din zonele mai calde către cele mai reci; în urma unui astfel de proces se produce egalizarea temperaturii.

Teoriile care explică conductibilitatea termică a polimerilor se pot împărți în două grupe: a) cele care se bazează pe teoria stării lichide și tratează transferul de energie între unitățile structurale prin intermediul legăturilor chimice, primare sau secundare, ca fenomen individual necolerat și b) formularea care utilizează conceptele teoriei stării solide, luând în considerare mișcarea cooperativă a unităților structurale și fenomenele de difuzie ale fononilor care limitează regiunea energiilor de transfer.

În analiza teoretică a conductibilității termice a polimerilor se pleacă de la premizele prelucrate la dielectricii solizi. Conform acestor ipoteze, conductibilitatea termică este determinată de dispersia și difuzia undelor elastice (fononilor) generate de vibrațiile termice ale particulelor constituente. La temperaturi joase, când drumul liber al fononilor este mic în comparație cu distanța medie dintre atomi și molecule, conductibilitatea termică va fi determinată de interacțiunile fonon-fonon și fonon-defecte.

Odată cu creșterea temperaturii, drumul mediu al fononilor devine comparabil cu distanța dintre atomi și molecule. Conductibilitatea termică a polimerilor sticloși sau topiturilor se calculează în acest caz pe baza teoriei semiempirice a conductibilității termice a lichidelor în care se are în vedere transferul de energie între atomi sau moleculele vecine, prin intermediul legăturilor chimice sau contactelor fizice.

3. Dilatarea termică a polimerilor

Dilatarea sau deformarea polimerilor sub acțiunea căldurii reprezintă schimbarea dimensiunilor și formei acestor corpuri sub acțiunea schimbului de temperatură. Ca și în cazul conductibilității termice, fenomenul este determinat de vibrațiile nearmonice ale particulelor ce alcătuiesc corpul, respeciv de forțele ce acționeaza intre acestea.

Coeficienții de dilatare termică α (în volum) și β (liniară) pentru polimerii amorfi și cristalini sunt practic identici sub temperatura de vitrifiere; la produsele aflate în stare înaltelastică, aceștia sunt întotdeauna mai mari decât cei corespunzători stărilor cristalină sau vitrioasă.

O modificare mai pronunțată a acestor coeficienți se produce la temperatura de vitrifiere. Adeseori se admite că polimerii au doi coeficienți de expansiune volumică, unul independent de temperatura de vitrifiere și unul ușor dependent de temperatură ( T >Tv) și mai mare decât primul.

Dilatarea termică a cristalelor este anizotropă și se caracterizează prin trei coeficienți de dilatare liniară, βx, βy, βz.Relația dintre ei este determinată de simetria cristalinului. La polimerii orientați, valorile β în lungul și perpendicular pe direcția de orientare diferă, multe cristale orientate axial sunt caracterizate de valori negative ale lui β deasupra Tv datorită structurii lor fibrilare.

4. Comportarea la temperaturi înalte și joase

Performanțele termice ale polimerilor au în vedere, printre altele, rezistența și stabilitatea termica. Prima se referă la capacitatea materialelor de a se păstra nealterate dimensiunile la creșterea temperaturii. Rezistența termică a polimerilor amorf-sticloși este determinată de temperatura de vitrifiere. Cea a polimerilor cristalini este caracterizată prin păstrarea stării cristaline și depinde de gradul și condițiile de cristalizare, care influențează procesul de topire.

Stabilitatea termică relevă condițiile în care se modifică structura lor chimică cu consecințe asupra proprietăților fizico-mecanice.Pentru caracterizara stabilității termice sefolosește temperatura la care devin termodinamic nestabile cele mai slabe legături chimice din lantul macromolecular. Practic, această proprietate se apreciază prin schimbarea masei polimerului în funcție de temperatura sau durata de incălzire.

Solubilitatea polimerilor

Dizolvarea sau solubilitatea reprezintă un caz particular de dispersare reciprocă a două sau mai multe componente. In funcție de gradul de dispersie, sistemele rezultate pot constitui soluții adevărate sau coloidale. La polimeri este posibilă obținerea ambelor tipuri de soluții, în funcție de natura lichidului in care se dispersează polimerul. Dacă acesta este liofil față de lichidul ales, moleculele lor interferează spontan iar dispersarea se produce pâna la nivel molecular, formând o soluție adevărată; dacă este liofob, dispersarea se produce limitat, soluția fiind de tip coloidal.

Dizolvarea polimerilor se deosebește esențial de cea a compușilor micromoleculari, atât prin viteza cu care decurge, cât si prin complexitatea procesului. Capacitatea unui produs macromolecular de a se dizolva este dependentă atât de structura sa, cât și de masa moleculară, gradul de ramificare sau reticulare, tacticitate, cristalinitate, configurație sferică etc. Trecerea macromoleculelor in soluție se face foarte lent iar fenomenul ca atare comportă mai multe etape.
DOWNLOAD REFERAT
« mai multe referate din Chimie

CAUTA REFERAT


TRIMITE REFERAT CERE REFERAT
Referatele si lucrarile oferite de E-referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.