Большинство текстильных волокон и нитей состоят, а основном, из органических высокомолекулярных соединений (В.М.С.) иначе называемые полимерами.
Отметим главнейшие особенности ВМС.
1. Их молекулы состоят из большого числа (сотен и тысяч) атомов, связанных между собой основными химическими связями (обычно-ковалентными, для которых характерна определенная пространственная направленность). Подобные молекулы часто называют макромолекулами; они имеют молекулярные массы, превышающие 103 и доходящие порой до кислородных единиц.
2. Макро молекулы состоят из большого числа повторяющихся атомных групп (одного или нескольких видов), обычно называемых звеньями. Число, которым выражается количество повторяющихся звеньев, называется коэффициентом или степенью полимеризации (сокращенно СП). В различных высокомолекулярных соединениях СП в среднем имеет величину от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч.
3. Число звеньев у отдельных макромолекул того же химического состава может существенно колебаться.
Таким образом, высокомолекулярные вещества являются смесями молекул с различными коэффициентами полимеризации (смеси полимергомологов). Эта их особенность называется полидисперсностью. Вследствие этого по отношению к высокомолекулярным веществам можно говорить лишь о средних значениях молекулярных масс, причем даже они могут значительно колебаться. В зависимости от порядка расположения звеньев в макромолекулах ВМС различают три вида структур.
1. Линейная (цепная) структура.
В макромолекулах этой структуры каждое звено связано только с соседними звеньями, образуя неразветвленную цепь главных валентностей.
Большинство текстильных волокон состоит из веществ, макромолекулы которых имеют линейную структуру. Вытянутая форма макромолекул (их длина достигает несколько микрон, при поперечнике в единицах ангстремов) способствует образованию из них тонких, длинных волокон.
2. Разветвленная структура образуется при ответвлении от главной цепи боковых цепей, вследствие связи некоторых звеньев более чем с двумя соседними.
Если боковые цепи располагаются по одну сторону основной цепи, то такое размещение атомов называется цис-положением: а расположение по разные стороны - транс-положением. Получены также, изотактические полимеры, отличающиеся особо регулярным строением макромолекул. В них при правильном чередовании звеньев боковые группы располагаются симметрично - по спирали.
3. Сетчатая (пространственная или трехмерная ) структура.
Если звенья полимера состоят из одинаковых групп, их называют гомополимерами, а если из повторяющихся нескольких различных групп атомов, - сополимерами. Если в цепи подряд расположено по несколько одинаковых групп, а затем по несколько других их называют блок - сополимерами.
Линейные макромолекулы обладают значительной гибкостью, которая является следствием возможности поворота их звеньев вокруг соседних. Повороты звеньев являются следствием тепловых колебаний, которые с ростом температуры облегчаются. За счет поворотов звеньев макромолекулы сравнительно легко скручиваются, переходя из распрямленного состояния.
|