Введение к работе
Актуальность исследования. Современные предстапления о структуре полимеров все больше отходят от традиционного рассмотрения полимеров как двухфазной системы, включающей два структурных состояния: кристаллическое и аморфное. Для целого ряда гибкодегашх полимеров, не содержании в составе макромолекул классических мезогенных групп, обнаружено существование так называемых мезоморфных состояний или мезофаз, являющихся промежуточными между истинно кристаллическим и аморфным состояними. Такие мезоморфные состояния могут сосуществовать наряду с другими фазами в частичнокристаллическом полимере. По возможно и существование однофазного состояния полимера в виде термо-троиной мезофазы, образующейся в определенном иіггерпале тем- » ператур и давлений. Упаковка макромолекул в таком мезоморфном состоянии отличается от трехмерного кристаллического дальнего порядка потерей упорядоченности в определенной степени.
Полимеры с термотропными мезофазами привлекли внимание сравнительно недавно, когда было обнаружено, что параллельная ориентация молекул и высокий уровень раенрямленности молекул легко достигаются в этом состоянии, что приводит к высоким модулю и прочности на разрыл полимерного материала.
Исследование мезоморфных состояний в гибкоцепиых полимерах, не содержащих в составе макромолекул классических мезогенных групп, является одной из наиболее актуальных проблем в физике высокомолекулярных соединений. К настоящему ' времени накоплен достаточно большой обьем
информации по структуре и свойствам жидко-кристаллических полимерных систем при атмосферном давлении. Но информация по поведению таких систем под давлением изучена только для малого количества таких систем. Выяснение влияния высокого давления на такие системы и является основной задачей данной исследовательской работы.
Поскольку речь идет о новом физическом состоянии полимерного вещества, научная значимость данного исследовательского направления представляется довольно очевидной. Для практики значение работы также достаточно велико, поскольку именно подобные полимерные системы, способные образовывать термо-тропные мезофазы, могут обладать рядом уникальных эксплуатациошпга свойств, позволяющих использовать такие полимеры для производства высокопрочных высокомодульных волокон, газоразделительных мембран, изделий биомедицинского назначения.
Цель исследования. Исследование влияния высокого гидростатического давления на формирование мезофазы и на фазовые переходы в полимерах с мезоморфными состояниями на примере полиэтилена (ПЭ) и полисилоксанов: полидиэтилсилоксана (ПДЭС) и полидипропилсилоксана (ПДПС).
Научная новизна работы. Исследование влияния высокого гидростатического давления на фазовые переходы в ПЭ, ПДЭС и ПДПС позволило:
1. определить области существования мезофазы в ПЭ, ПДЭС и ПДПС под давлением и установить, что кристаллизация из мезоморфного состояния приводит к формированию более термодинамически стабильных кристаллов;
-
установить, что образование больших^кртсталлоп (БК) приближающихся по своим свойствам к кристаллам с выпрямленными цепями (КВЦ) в ПЭ ниже давления тройной точки происходит без участия пысокобзрической фазы (ВБФ), а определяется давлением и друшми условиями кристаллизации; участие ВБФ в образовании КВЦ приводит к увеличению температуры плавления КВЦ по сравнению с БК при атмосферном давлении (АД), что может быть объяснено напряженностью проходных молекул;
-
установить существование в ПДПС, также как и в ПДЭС, двух кристаллических модификаций при ЛД; выдвшгуть предположение о появлении третьей кристашпіческои модификации в ПДЭС при воздействии давления.и 6 существовании в ПДЭС и ПДПС по крайней мере двух модификаций мезофазы, отличающихся различным уровнем организации мезофазы.
Практнчесісая_значимость_работн. Результаты проведенной работы позволяют предсказать влияние высокого давления на структуру и на основные термодинамические параметры ПЭ и иолненлоксанов, кристаллизующихся из расплавов при повышенных давлениях и могут быть использованы при получении полимерных изделий с заданными свойствами и структурой.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и
обсуждены на следующих конференциях и симпозиумах:
-
Ежегодной конференции НИФХИ им.Л.Я.Карпова, СССР, Москва, 1988г.
-
Международной школе-семинаре "Современные проблемы физнко-химии макромолекул", Пущино, 1991г.
-
28 Еврофизической конференции по макромолекулярной физике "Переходы в олигомерах и полимерных системах", Германия, Ульм, 1993г.
-
SFB-Polymer-KoUoquium, Германия, Ульм, Университет Ульма, 1993г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных трудов в отечествешшх и зарубежных изданиях.
Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав, и приложешія. В главе 1 приведена совокупность литературных данных по термотропным мезофазам в полимерах. Глава 2 -эксперименталыго-методическая. В главах 3 и 4 рассмотрено влияние давления на образование мезофазы в ПЭ. и поли-силоксанах, влияние мезофазы на кристаллизацию этих полимеров, а также влияние давления на другие фазовые переходы. В конце каждой главы приводятся краткие итоги. В приложении рассматривается влияние среды, передающей давление, на структуру и свойства полимера, отжигаемого в ней (на примере ПЭ). Материал диссертации изложен на 170 стр. машинописного текста, содержит 46 рис. и 11 таблиц. В конце диссертации приводится список цитируемой литературы, содержащий 169 наименований.
