5.10.2. Особенности строения и свойства эластомеров

При деформировании кристаллических материалов (образцов) приложение нагрузки приводит к увеличению межатомных расстояний. Для полимерных (высокомолекулярных) материалов основной механизм деформирования другой. При приложении нагрузки полимерные цепи распрямляются и длина образца увеличивается. Часто при этом поперечное сечение образца уменьшается (рис.5.12). Материалы, обладающие такими свойствами, называютсяэластомерамииливысокоэластичнымиматериалами. Типичными примерами эластомеров являются каучук и резина.

Рис. 5.12.Растяжение эластомера

Оказалось, что механизм распрямления молекулярных цепей приводит к упругим деформациям даже при удлинениях, сравнимых с размером образца.

Главное в главе 5

Основной проблемой, решаемой физической и коллоидной химией, является описание молекулярных процессов, в которых играет роль наличие двух (или более) фазовых состояний вещества.

На границе фаз действует сила поверхностного натяжения F₌σl. Коэффициент поверхностного натяженияσ определяет процессысмачивания икапилярности. На границе фаз происходитадсорбция— сгущение растворенного вещества.

Важнейшей величиной, характеризующей фазовые превращения и просто процессы, протекающие с образованием новых молекул (химические реакции!), является химическийпотенциалμ— та составляющая внутренней энергии, которая связана с внутренним строением молекулы. Химический потенциал зависит от давления и температуры

dμ ₌ –sdT + Vdp, (5.19)

где s и V — соответственно энтропия и объем, приходящийся на одну молекулу.

Химический потенциал сохраняется при фазовых превращениях.

Сами фазовые превращения делятся на превращения с изменением агрегатного состояния и превращения без изменения такого состояния. К первым относятся испарение, плавление и обратные переходы. Ко вторым — например, алотропные изменения вещества, кристаллические модификации. Существуют состояния вещества, промежуточные между жидкостью и кристаллом; они называются жидкокристаллическими. Все фазовые превращения связаны с изменением симметрии расположения молекул в веществе.

На основе молекулярного строения получают свои объяснения тепловые (теплоемкость) и механические (упругость) свойства тел.