Polümeeri keemiline koostis ja kristallisatsioonivõime (0)

Polümeeri keemiline koostis ja 
kristallisatsioonivõime 
Polümeerid ... 
 Ained, mille molekulid koosnevad kovalentsete 
sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest 
– elementaarlülidest. 
 Nad tekivad monomeeridest  polümerisatsiooni 
või polükondensatsiooni teel. 
 Suur osa igapäevaselt kasutatavaid polümeere 
on orgaanilised, kuid on 
ka anorgaanilisi polümeere, näiteks silikoonid on 
mitte süsiniku-, vaid ränipõhised  polümeerid  
 
 Polümeeri kristallisatsioonivõime oluliselt 
sõltub tema keemilisest struktuurist. 
 Faktorid, mis seda mõjutavad: 
◦ Struktuuri regulaarsus  
◦ Molekulidevahelised jõud ja molekulide 
soojusliikumise ( kulgliikumise , pöörlemise, 
võnkumise) energia 
◦ Ahela painduvus  
◦ Osakeste pakkimise tihedus 
 
Polümeeri ahela struktuur 
 Mida liikuvam on ahel (külgrühmad on väikesed 
ning korrapäraselt asetatud) seda kiiremini, 
täielikumalt kristallub  polümeer . 
 PTFE 
 
 
 
 Hargnemised takistavad ebaregulaarsuse tõttu 
kristallisatsiooni.  
 Mitmed polümeermaterjalid , nagu PVC,  PMMA , PS, 
ei kristallu aga üldse ebaregulaarset asetuvate või 
suurte kõrvalrühmade tõttu.  
 Külgrühmade paiknemise regulaarsust iseloomustab 
taktilisus. 
Allikas:  http://orgchem.ru/vrml/link24.htm 
Taktilisus 
 Isotaktiline 
◦ paiknevad regulaarselt ühel pool peaahelat 
 Sündiotaktiline 
  
◦ paiknevad vaheldumisi mõlemal pool peaahelat 
 Ataktiline 
 
◦ kõrvalrühmade juhusliku  asetuse  korral 
 Ainult isotaktilised ja sündiotaktilised 
polümeerid võivad kristalliseeruda!  
 
Molekulidevaheliste sidemete  
energia 
 Molekulidevahelised jõud on seda suurem, mida 
polaarsem  molekulid on. 
 Mida tugevamad on molekulidevahelised jõud, seda 
kõrgem on kristaalse polümeeri  sulamistemperatuur .  
 Sama molekulide suuruste puhul enam polaarsetel 
ainetel on kõrgem kristallisatsioonitemperatuur. 
 Tänu molekulidevahelisele vastastikmõjule tekivad 
korrapärased ja vastupidavad agregaatid, mille 
purunemiseks on vaja kõrge temperatuur.  
 Tugev molekulidevaheline vastastikmõju tõstab 
viskoossust , mis raskendab molekulide 
ümbergruppeerimist. 
Polümeeri ahela painduvus 
 Kui ahela painduvus on väga suur, siis kõrge 
temperatuur võib rikkuda molekuli korrapärasust 
ning  kristallumine  ei ole võimalik.  
 On vaja polümeeri alla jahutada, et soojusliikumine 
ei rikuks lülide orientatsiooni.  
 Ülejahutamine võib olla 
põhjuseks, et 
soojusliikumine ei ole 
piisav polümerstruktuuri 
ümberpaigutamiseks.  
 
Allikas: 
http://www.xliby.ru/fizika/fizika_dlja_vseh_molekuly/p11.php 
Osakeste pakkimise tihedus 
 Amoorfse aine  pakkimise tihedus sõltub  
molekulide vahelise külgetõmbe ja 
molekulide soojusliikumise suhest. 
 Polaarsed rühmad suurendavad molekulide 
vahelise külgetõmbe, mis omakorda põhjustab 
tiheda pakkimist. 
  Teiselt  poolt, nad vähendavad ahela 
painduvust ning teevad ahelad  kõvaks. 
 
 Fenüülrühm ei luba polümeeril 
tihedalt pakkima. 
 
Polümeeride  kristallatsiooniastmed 
Kokkuvõte 
 Kõige lihtsamini kristalluvad  lineaarsed ja 
regulaarsed makromolekulid, millel puuduvad 
kõrvalrühmad ja hargnemised või need on väikesed 
ning korrapäraselt asetatud.  
 Polaarsed rühmad, nagu OH- rühm, tunduvalt 
vähendavad kristallisatsioonikiirust. Ained, mis 
sisaldavad OH-rühmad kergelt lähevad üle 
klaasolekusse. 
 Polümeeri kristallisatsioon toimub ainult teatud 
temperatuude  vahemikul , mis on erinev iga 
polümeeri jaoks ning tagab optimaalset ahela 
painduvust. Kristalliseeruda võivad ainult 
polümeerid, millel ahelad on üsna paindlikud, kõvad 
ahelad raskendavad kristallumist. 
 Aatomite tihe pakkimine soodustab täielikku 
kristallumist. 
 
Aitäh kuulamast! 
Allikad: 
 Физико-химия полимеров, Москва, 
Госхимиздат, 1963 г., 528 с. Автор: 
Анна Александровна Тагер 
  Polümeeriteadus , Peep Christjanson , TTÜ 
Kirjastus, 2008.a.