MOLEKULNA STRUKTURA POLIMERAMOLEKULNA STRUKTURA POLIMERA

1.1. Statički aspekti struktureStatički aspekti strukture ( bez djelovanja sile)- tipovi i međusobni položaj (raspored) strukturnih elemenata

- mijenja se djelovanjem vanjske sile

2.2. Dinamički aspekti struktureDinamički aspekti strukture2.2. Dinamički aspekti struktureDinamički aspekti strukture- odaziv na djelovanje vanjske sile- promjena konformacije; ovisnost o dinamici strukturnih elemenata

3.3. SvojstvaSvojstva- odraz dinamičke strukture

STATIČKA STRUKTURA POLIMERASTATIČKA STRUKTURA POLIMERA

ZnačajkeZnačajke:

1. BROJ I VRSTA MERA2. OBLIK LANCA POLIMERA3. KONFORMACIJA4. KONFIGURACIJA5. VELIČINA MAKROMOLEKULA

Obzirom na broj tipova ponavljanih jedinica razlikuju se dvije vrste polimera:

Homopolimeri- polimeri čije su molekule izgrađene od kemijski samo jednog tipa ponavljanih jedinica

Kopolimeri- polimeri u kojima se ponavljaju kemijski različiti tipovi ponavljanih jedinica. Redoslijed pojavljivanja ponavljanih jedinica u makromolekuli može biti različit pa kopolimeri mogu biti:

Statistički (eng. random) kopolimeri- ponavljane jedinice u makromolekuli pojavljuju se nasumce (bez reda):

1. BROJ I VRSTA MERA1. BROJ I VRSTA MERA

makromolekuli pojavljuju se nasumce (bez reda):

Alternirajući kopolimeri- ponavljane jedinice u makromolekuli pojavljuju se u pravilnom redoslijedu:

Blok kopolimeri- u makromolekuli se naizmjence smjenjuju duži odsječci s jednom ili drugom vrstom ponavljanih jedinica:

Cijepljeni (graft,kalemljeni) kopolimeri- na dugački glavni lanac jednog tipa ponavljanih jedinica kemijski se vežu kraći lanci drugog tipa ponavljanih jedinica

točka grananja

2. OBLIK LANCA POLIMERA2. OBLIK LANCA POLIMERA

LINERANI POLIMERI RAZGRANATI POLIMERI UMREŽENI POLIMERI

- kontinuirani lanac sastavljen od linearno vezanih ponavljajućih konstitucijskih jedinica bez granjanja i umrežavanja

-na glavnom lancu polimera vezani bočni lanciRAZLIKUJEMO.-cjepljeni ili grafirani kopolimeri- kratko lančana razgranatost

-umrežena struktura

-kovalentne veze između bočnih lanaca u makromolekuli - manja pokretljivost

″______________″

-dugolančana razgranatost

-pravilna zvjezdasta razgranatost

-pravilna češljasta razgranatost

-krošnjasta razgranatost

- manja pokretljivost- manja promjena konformacije-pokretljivost manja pod djelovanjem vanjske sile

AA AA AA

3.3. KONFORMACIJAKONFORMACIJA

- pokretljivost – gipkost makromolekula

- makromolekularno klupko

- promjena konformacije makromolekula temperaturom ili djelovanjem mehaničke sile

- vrijeme života makromolekula u danoj konformaciji- vrijeme života makromolekula u danoj konformaciji

- energijski povoljna konformacija makromolekula

4.4. KONFIGURACIJAKONFIGURACIJA

a) razmještaj atoma obzirom na dvostruku vezu

– cis– trans

b) slijed vezanja

- glava-rep

- glava – glava- glava – glava

- rep - rep

c) sindiotaktičnost

1. ataktni

2. izotaktni

3. sindiotaktniStereoregularni

5. VELIČINA MAKROMOLEKULA5. VELIČINA MAKROMOLEKULA

Prosječna molekulna masa polimera,Polimer- polidisperzan sustav

Monodisperznost

ii

ii

wMN

MNM

∑

∑=

2

M

Prosječna težinska molekulna masa

| || || || |

M1

M3

M2

M4

i

iin

N

MNM

∑

∑=

αα1

1

∑

∑=

+

ii

iiv

MN

MNM

w

MDP =

Prosječna brojčana molekulna masa

Prosječna viskozna molekulna masa

Stupanj polimerizacije

NADMOLEKULNA STRUKTURA POLIMERANADMOLEKULNA STRUKTURA POLIMERA

- kristaliničnost- amorfnost- niži oblici nadmolekulne organizacije

- globule (jako izražene privlačne sile unutar klupka)- fibrili ( jače su izražene sile između više klupka)

- interakcije važne za kristalizaciju: H - veze, dipol – dipol interakcije, Van der Waals-ove vezeH - veze, dipol – dipol interakcije, Van der Waals-ove veze

- dvofazni sustavi polimera – sadrže i amorfnu i kristalastu fazu

polimeri - dvofazni sustavi

AMORFNA FAZA KRISTALITI

MAKROMOLEKULA – u više različitih strukturno sređenih područja

Zakretanje makromolekula za 180°C- u strogo određenim razmacima – smanjenje površinske energije - LENTE

MAKROKONFORMACIJE

a) Amorfno

b) Lenta

c) Istegnuti kristaliti

d) Resičaste micele , “ fringed ”

d

c

AMORFNI KRISTALAST ORIJENTIRAN

KRISTALAST

b a

Dodatak amorfne polimerne faze u kristalnu fazu ima utjecaj na svojstva kristalne faze:

Øukupnu kristalnost,

Ømorfologiju kristala,

Ødimenziju i oblik kristala

Øinterakcije između amorfne i kristalne faze

Proces kristalizacije polimera može se podjeliti u dva stupnja: Ønukleaciju Ørast kristala

Nukleacija može biti:Øprimarna Øsekundarna

Primarna nukleacija je proces u kojem nastaju centri kristalizacije (nukleusi) Nakon procesa nukleacije slijedi rast kristala pri čemu nastaju lamelarne kristalne strukture

Skundarna nukleacija predstavlja proces daljnjeg rasta kristalnosti (nakon završetka primarne kristalnosti).

1. KRISTALIT

2. LENTA

3. LAMELE

4. PAKIRANE LAMELE

5. KRISTALI

- SFEROLITI

Ras

te s

tup

anj s

ređ

eno

sti

Razine strukturiranja

- DENDRITI

- MALTEŠKI KRIŽ

pakirane lamelelamelalenta

Ras

te s

tup

anj s

ređ

eno

sti

d

Najčešća morfologija koja se dobiva pravilnim slaganjem lamela hlađenjem taljevine je sferolitna

Sferolit

Dendrit Dendrit (razgranati kristali)

Malteški križ

Model sferolita

Sferoliti poliuretana