באַציִונג צווישן סטרוקטור און אייגנשאַפֿטן פֿון פּאָלימערן
פּאָלימערן זענען מאַקראָמאָלעקולן צוזאַמענגעשטעלט פון קליינע איבערחזרנדיקע איינהייטן, באַקאַנט ווי מאָנאָמערן. פילע פאַרשידענע טייפּס פּאָלימערן געפינען זיך אין נאַטור און קענען אויך סינטעזירט ווערן קינסטלעך. ביישפילן פון נאַטירלעכע פּאָלימערן אַרייַננעמען פּראָטעאינען, דנאַ און צעלולאָזע, בשעת סינטעטישע פּאָלימערן אַרייַננעמען פּאָליעטילען, פּאָליסטירען, ניילאָן און פּאָליפּראָפּילען. ווי מיט יעדער גרויסער מאָלעקול, האט די סטרוקטור פון אַ פּאָלימער אַ באַדייטנדיקע השפּעה אויף זיינע פיזישע און כעמישע אייגנשאַפטן. דער אַרטיקל דיסקוטירט ווי די שייכות צווישן סטרוקטור און אייגנשאַפטן פון פּאָלימערן קען דערקלערט און אויסגענוצט ווערן.
פּאָלימער סטרוקטור
פּאָלימערן קענען קלאַסיפֿיצירט ווערן אין פֿאַרשידענע קאַטעגאָריעס באַזירט אויף זייער סטרוקטור און קאָמפּאָנענטן. זייער סטרוקטור קען באַטראַכט ווערן פֿון עטלעכע אַספּעקטן:
1. פּרימערי סטרוקטור: דאָס נעמט אַרײַן די סיקוואַנס פֿון מאָנאָמערן אין אַ פּאָלימער קייט. די קייט קען זײַן האָמאָפּאָלימעריש (געשאַפֿן פֿון דעם זעלבן מאָנאָמער) אָדער קאָפּאָלימעריש (געשאַפֿן פֿון צוויי אָדער מער פֿאַרשידענע מאָנאָמערן).
2. צווייטיקע און טערציערע סטרוקטור: דאָס נעמט אַרײַן די קאָנפאָרמאַציע און אָריענטאַציע פֿון די פּאָלימער קייטן אין 3D פּלאַץ. צווייטיקע און טערציערע סטרוקטורן זענען זייער וויכטיק אין באַשטימען פֿיזישע אייגנשאַפֿטן ווי געדיכטקייט, קריסטאַליניטי און דאַקטילאַטי פֿון דעם פּאָלימער.
3. צווייג און קראָס-לינקינג: פּאָלימערן קענען האָבן צווייג אָדער קראָס-לינקד קייטן, וואָס ווירקן אויף שטאַרקייט און עלאַסטיסיטי. צווייג פּאָלימערן טענד צו האָבן נידעריקער שמעלץ פונקטן און ווייכערע מעכאַנישע פּראָפּערטיעס ווי פּאָלימערן מיט ווייניק אָדער קיין צווייגן.
4. טאַקטיסיטי: דאָס איז די געאָמעטרישע רעגולאַריטעט צוזאמען דער פּאָלימער קייט. פּאָלימערן קענען זיין איזאָטאַקטיש (אַלע סאַבסטיטואַנטן זענען אויף דער זעלבער זייט פון דער הויפּט קייט), סינדיאָטאַקטיש (סאַבסטיטואַנטן זענען אויסגעשטעלט אין אַ רעגולערן אָלטערנירנדיקן שטייגער צוזאמען דער קייט), אָדער אַטאַקטיש (סאַבסטיטואַנטן זענען אויסגעשטעלט ראַנדאָם).
אייגנשאפטן פון פּאָלימערן
ווי אזוי שאַפט די סטרוקטור פון פּאָלימערן געוויסע ווירקונגען אויף זייערע אייגנשאַפטן? דאָ זענען עטלעכע אייגנשאַפטן פון פּאָלימערן וואָס זענען שטאַרק באַאיינפלוסט דורך זייער סטרוקטור:
1. ציענדיקע שטאַרקייט און עלאַסטיסיטי: קראָס-לינקד פּאָלימערן האָבן העכערע ציענדיקע שטאַרקייט ווייל די קראָס-לינקס פאַרהיטן די פּאָלימער קייטן פון זיך אויפלעזן ווען מען ציט זיי. די עלאַסטישע אייגנשאַפטן פון גומע-ווי פּאָלימערן זענען אויך ענג פֿאַרבונדן מיט די קראָס-לינקס, וואָס קענען צוריקקומען צו זייער אָריגינעלער פֿאָרעם נאָך וואָס זיי זענען אונטערטעניק צו דרוק.
2. האַרטקייט און טעמפּעראַטור קעגנשטעל: קריסטאַלינע פּאָלימערן האָבן אַ דיכטערע סטרוקטור און זענען געוויינטלעך האַרדער ווי אַמאָרפֿישע פּאָלימערן, וואָס האָבן אַ מער ראַנדאָם סטרוקטור. די האַרטקייט פאַרגרעסערט אויך קעגנשטעל צו הויכע טעמפּעראַטורן.
3. שמעלץ-פונקט און פעסטקייט: צווייג-קייט סטרוקטורן אין פּאָלימערן טענדירן צו רעדוצירן די קייט פּאַקינג געדיכטקייט, וואָס קען נידעריקערן זייערע שמעלץ-פונקטן. אין טערמינען פון פעסטקייט, צופֿעליקע סטרוקטורן ווי די אין אַטאַקטישע פּאָלימערן צושטעלן די מעגלעכקייט צו אַבזאָרבירן העכערע אימפּאַקט ענערגיע ווי רעגולערע סטרוקטורן.
4. אפּטישע אייגנשאַפטן: העכסט קריסטאַלינע פּאָלימערן טענד צו זיין רעלאַטיוו דורכזיכטיג צוליב דעם בייַזייַן פון העכסט אָרדנטלעכע געביטן וואָס צעשפּרייטן ליכט. אין קאַנטראַסט, אַמאָרפֿישע פּאָלימערן קענען זיין גאַנץ טראַנספּאַרענט ווייַל די ראַנדאָם סדר אין זייער סטרוקטור אַלאַוז ליכט צו דורכגיין גרינגער.
5. דורכדרינגלעכקייט און ביאָדעגראַדאַביליטי: פּאָרעזע אָדער צווייַגיקע סטרוקטורן קענען פאַרגרעסערן די פּאָלימער'ס דורכדרינגלעכקייט צו גאַזן אָדער פליסיקייטן. אויף די אַנדערע האַנט, קראָס-לינקינג און אַ הויך גראַד פון קריסטאַליניטי טענד צו רעדוצירן ביאָדעגראַדאַביליטי ווייַל זיי מאַכן דעם פּאָלימער מער שווער פֿאַר מיקראָאָרגאַניזמען צו צעברעכן.
6. בייגיקייט און קלעפּיקייט: פּאָליעטאַלין (PE) איז אַ בייַשפּיל פון אַ גלייכקייט פּאָלימער מיט הויך בייגיקייט. פּאָלימערן מיט צווייַג אָדער הויך קראָס-לינקינג טענד צו זיין ווייניקער בייגיק אָבער האַרדער. דערווייל, קלעפּיקייט איז אָפט געפֿונען אין פּאָלימערן מיט סטרוקטורן וואָס קענען ינטעראַקט גוט מיט פאַרשידענע סערפאַסיז.
מעכאניזם און טעאריע פון דער באַציִונג צווישן סטרוקטור און פּאָלימער אייגנשאַפטן
די מעכאנישע, טערמישע און אָפּטישע אייגנשאַפטן פון פּאָלימערן קענען פאָרויסגעזאָגט און מאָדיפיצירט ווערן באַזירט אויף אַ פארשטאנד פון זייער סטרוקטור. עטלעכע מעכאַניזמען און טעאָריעס דערקלערן ווי סטרוקטור השפּעהט פּאָלימער אייגנשאַפטן.
פלעקסיבלע קייט טעאריע
לויט דער טעאריע, שטאמט די בייגיקייט פון פאלימער קייטן פון דער פרייער ראָטאַציע פון אינערלעכע בונדן אין דער קייט. א מער בייגיקע סטרוקטור וואָלט געפֿירט צו אַמאָרפֿישע פּאָלימערן מיט אייגנשאַפֿטן ווי הויכע בייגיקייט און נידעריקע שמעלץ־פּונקטן.
באָלצמאַן מאָדעל
די טעאָריע דערקלערט די פאַרשפּרייטונג פון ענערגיע איבער מאָלעקולן איבער פאַרשידענע ענערגיע לעוועלס. אין דעם קאָנטעקסט פון פּאָלימערן, העלפֿט עס דערקלערן ווי פּאָלימער קייטן קענען פֿאָרמען קריסטאַלן אָדער בלייבן אַמאָרפֿיש ווען טעמפּעראַטור ענדערונגען.
עלאַסטאָמער נעטוואָרק טעאָריע
דאָס באַציט זיך ספּעציפֿיש צו טערמאָסעט פּאָלימערן ווי גומע, וואָס קענען צוריקקומען צו זייער אָריגינעלער פֿאָרעם נאָך וואָס זיי ווערן אונטערגעוואָרפֿן צו דרוק. די נעץ באַשטייט פֿון פֿאַרבונדענע פּאָלימער קייטן, וואָס שאַפֿט אַ יינציקן גומע-עפֿעקט וואָס איז וויכטיק פֿאַר אַפּליקאַציעס ווי פֿאָרמיטל טירעס.
טערמאדינאמיק און סטאטיסטיק פון פאלימערן
דער טערמאדינאמישער צוגאנג דערקלערט די באלאנס צווישן ענטראפיע און ענטהאלפיע ביים באשטימען דעם לעצטן צושטאנד פון א פאלימער, צי קריסטאליניש אדער אמארף. סטאטיסטיק שאצט צופאל-פאקטארן און באשטימט די פארשפרייטונג פון פאלימער קייט לענג וואס באאיינפלוסן זיינע פיזישע אייגנשאפטן.
אַפּליקאַציע פון דער באַציִונג צווישן סטרוקטור און אייגנשאַפטן פון פּאָלימערן
פֿאַרשטיין די פֿאַרבינדונג צווישן פּאָלימער סטרוקטור און אייגנשאַפֿטן דערמעגלעכט וויסנשאַפֿטלער און אינזשענירן צו אַנטוויקלען מאַטעריאַלן מיט ספּעציפֿישער פאָרשטעלונג פֿאַר אַ ברייטע קייט פון אַפּליקאַציעס, פֿון עראָפּלאַן קאָמפּאָנענטן ביז מעדיצינישע דעוויסעס ביז עסן פּאַקאַדזשינג.
1. קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן: פּאָלימערן מיט סטרוקטורן פארשטארקט מיט קאַרבאָן אָדער גלאז פייבערס ווערן גענוצט אין אַעראָנאַוטישע אַפּלאַקיישאַנז פֿאַר הויך שטאַרקייט מיט נידעריק וואָג.
2. סעלעקטיווע מעמבראַנעס: פּאָלימערן מיט ספּעציפֿישע סטרוקטורן קענען געניצט ווערן פֿאַר מעמבראַנעס וואָס זענען סעלעקטיוו פֿאַר ספּעציפֿישע יאָנען אָדער מאָלעקולן, וויכטיק פֿאַר וואַסער רייניקונג און מעדיצינישע טעכנאָלאָגיעס.
3. קאַנדאַקטיווע פּאָלימערן: מיט געהעריק דאָפּינג, קענען פּאָלימער סטרוקטורן ווערן מאָדיפיצירט צו פירן עלעקטריע, געניצט אין פלעקסאַבאַל עלעקטראָניש דעוויסעס ווי OLEDs און פּאָלימער באַטעריעס.
4. פּאַקאַדזשינג און פּאַקאַדזשינג: פּאָלימער סטרוקטורן וואָס צושטעלן הויך בייגיקייט און טראַנספּעראַנסי זענען יקערדיק פֿאַר עסנוואַרג פּאַקאַדזשינג וואָס קענען האַלטן פרישקייט און פאַרלענגערן די האַלטבארקייט.
5. מעדיצינישע און ביאָדעגראַדירבאַרע פּאָלימערן: פּאָלימערן מיט סטרוקטורן וואָס קענען דעגראַדירט ווערן דורך מיקראָאָרגאַניזמען ווערן גענוצט פֿאַר ימפּלאַנטאַבאַל מעדיצינישע דעוויסעס וואָס קענען צעפאַלן אין דעם גוף, וואָס רעדוצירט די נויט פֿאַר כירורגישער באַזייַטיקונג.
דורך שטודירן און פארשטיין די באציאונג צווישן פאלימער סטרוקטור און אייגנשאפטן, קענען מיר בעסער דיזיינען מאטעריאלן וואס נישט נאר טרעפן טעכנישע באדערפענישן נאר זענען אויך ענווייראמענטאל-פריינדלעך. דאס באפעסטיקט דעם וועג פאר אומענדלעכע כידעש אין מאטעריאל וויסנשאפט און כעמישע אינזשעניריע, האבנדיק א באדייטנדיקן איינפלוס אויף פארשידענע אינדוסטריעלע סעקטארן און טעגלעך לעבן.
