Пластмассы химическая формула: Пластмасса

Содержание

Характер «короля пластмасс» связали с тактичностью и происхождением

Пластмассовые игрушки часто делаются из полипропилена

Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия. С помощью этих знаний можно на стадии синтеза задавать материалу нужные свойства: от эластичности до твёрдости. Работа опубликована в журнале Polymer.

Помягче или пожёстче?

Полипропилен иногда называют «королём пластмасс», потому что он используется повсеместно. По объёмам производства среди полимеров его обгоняет только полиэтилен. Из полипропилена можно получать материалы с широким спектром свойств: от эластичных резинок до высокопрочного пластика, — немного меняя структуру молекул. Однако взаимосвязь между химическим строением и механическими свойствами по прежнему до конца не установлена.

Рисунок: полимерные цепочки. Красными кругами выделены кристаллиты

Полимерные материалы способны к метаморфозам благодаря их строению. Полимеры — это длинные молекулярные цепочки, причём цепочки могут быть разной длины. Если материал представляет собой аморфную кашу из молекул, то он будет очень мягким. Но части цепочек могут сцепляться и образовывать так называемые кристаллиты. Кристаллиты — это участки, где атомы строго упорядочены, как в кристаллах. Кристаллиты служат узлами, скрепляющими цепочки, и чем их больше, тем прочнее сетка из цепочек и тем жёстче материал. Чтобы цепочки связывались, у структуры молекул должна быть определённая особенность.

Как тактично

Рисунок: три варианта тактичности: изотактичность, синдиотактичность и атактичность. Оранжевые и зелёные шарики обозначают Ch4 и H.

Химическая формула полипропилена — цепочка, звеньями которой служит пропилен (пропен). А пространственная структура молекулы определяется тем, как звенья расположены по отношению друг к другу. Если их «хвостики» Ch4 смотрят в одну сторону, это называется изотактичностью, если по очереди смотрят то в одну, то в другую — синдиотактичностью, а если никакой закономерности нет, говорят об атактичности. Изотактические участки хорошо скрепляются друг с другом, поэтому чем их больше, то есть чем выше изотактичность полипропилена, тем прочнее должен быть материал. Химики-синтетики могут получать полипропилен с определённой степенью изотактичности. Как именно связаны между собой изотактичность и механические свойства материала — вопрос, который поставили перед собой авторы исследования.

Рисунок: Пентада полимера.

Установленный закон

Степень изотактичности полимеров измеряется процентным содержанием пентад. Пентада — это изотактический участок молекулы, состоящий из пяти звеньев. Учёные изучали полипропилен с разной степенью изотактичности: 25, 29, 50, 72, 78, 82 и >95%. Из этого полипропилена получали образцы в виде тонких плёнок толщиной 0,5–0,7 мм двумя способами: в одном случае расплавленный материал закаляли холодной водой, а в другом — медленно остужали со скоростью 3 градуса в минуту. Полипропиленовые плёнки растягивали со скоростью 10 мм/мин с помощью специальной тестовой машины. На основе механических тестов для каждого образца построили кривую деформации. Поведение образцов при деформации зависело от их изотактичности и предыстории. Эту закономерность учёные отобразили с помощью зависимости модуля упругости от степени кристалличности. Чем выше модуль упругости, тем неподатливее материал. Степень кристалличности — это содержание кристаллитов в материале по отношению к аморфной части. Кроме этого, учёные показали, что у закалённых и медленно охлаждённых образцов кристаллиты находятся в разной форме.

Рисунок: график зависимости модуля упругости Е от степени кристалличности. Буквами Q и S обозначены закалёные и медленно охлаждённые образцы соответственно, M и ZN — разные виды катализаторов, а числа — степени изотактичности образцов

«Многие пытаются улучшать свойства полипропилена, потому что отдача очень большая: его выпускают миллионами тонн. Можно чуть-чуть изменить структуру цепи или начальные условия и получить материал с необходимыми свойствами. Во время синтеза можно задать структуру молекулы, но оказывается, что задавая структуру молекулы, вы задаёте свойства сетки, а задавая свойства сетки, вы задаёте свойства материала. Это самый главный вывод, который мы делаем в статье. Сейчас мы проделываем подобную работу над не менее популярным полимером — полиэтиленом», — комментирует автор статьи, преподаватель МФТИ и ведущий научный сотрудник лаборатории функциональных полимерных структур ИСПМ РАН Максим Щербина.

Работа выполнена в рамках гранта РНФ 14-13-01402.

Пластмассы или пластики — презентация онлайн

Похожие презентации:

Технология перевозочного процесса

Сложные эфиры. Жиры

Физические, химические свойства предельных и непредельных карбоновых кислот, получение

Организация работы и расчет техникоэкономических показателей участка механической обработки детали

Газовая хроматография

Грузоподъемные машины. (Лекция 4.1.2)

Безопасное проведение работ на высоте

Геофизические исследования скважин

Хроматографические методы анализа

Искусственные алмазы

Пластмассы или пластики — органические
материалы, основой которых являются синтетические
или природные высокомолекулярные соединения
(полимеры). Исключительно широкое применение
получили пластмассы на основе синтетических
полимеров.
Название «пластмассы» означает, что эти
материалы под действием нагревания и давления
способны формироваться и сохранять заданную
форму после охлаждения или отвердения. Процесс
формования сопровождается переходом
вязкотекучего состояния в стеклообразное
состояние.
Цепочки молекул полипропилена
Предметы быта, полностью или
частично сделанные из
пластмассы

5. История

Первая
пластмасса
была
получена
английским
металлургом
и
изобретателем Александром Парксом в
1855 году. Паркс назвал её паркезин
(позже получило распространение другое
название
—
целлулоид).
Развитие
пластмасс началось с использования
природных пластических
материалов,
затем продолжилось с использованием
химически
модифицированных
природных
материалов
и,
наконец,
пришло к полностью синтетическим
молекулам.

6. История

Паркезин являлся торговой маркой первого
искусственного пластика и был сделан из
целлюлозы, обработанной азотной кислотой и
растворителем. Паркезин часто называли
искусственной слоновой костью. В 1866 году Паркс
создал фирму Parkesine Company для массового
производства материала. Однако, в 1868 году
компания разорилась из-за плохого качества
продукции, так как Паркс пытался сократить
расходы на производство. Преемником
паркезина сталксилонит (другое название того же
материала), производимый компанией Даниэля
Спилла, бывшегосотрудника Паркса, и целлулоид,
производимый Джоном Весли Хайатом.

7. Типы пластмасс

В зависимости от природы полимера и
характера его перехода из вязкотекучего в
стеклообразное состояние при
формовании изделий пластмассы делят на:
Газонаполненные
пластмассы
• вспененные
пластические
пластмассы,
обладающие
малой
плотностью
Реактопласты
• после
отверждения
не могут
переходить в
вязкотекучее
состояние
Термопласты
• при нагреве
размягчаются,
а при
охлаждении
возвращаются
в исходное
состояние
Термопластичность – способность
полимеров и пластмасс
многократно размягчаться и
отвердевать вследствие нагрева и
последующего охлаждения.

9. Полиэтилен

— термопластичный полимер этилена.
Является органическим соединением и имеет
длинные молекулы …—Ch3—Ch3—Ch3—Ch3—…
Имеет высокие диэлектрические свойства и устойчив к
агрессивным средам – кислотам, щелочам,
растворам солей и органическим растворителям.
Международное обозначение — PЕ.
Применение: как электроизоляционная оболочка
кабелей, упаковочный пленочный материал, сырье для
производства посуды, в том числе одноразовой.
Недостатки: низкая теплопроводность, недостаточная
устойчивость к УФ-излучению, склонность к
деформации.

10. Полипропилен

– это термопластичный полимер
пропилена (пропена).
Твердый, в тонких слоях прозрачный, в толстых –
молочно-белый.
Устойчив к действию агрессивных сред.
Международное обозначение — PР.
Выдерживает нагревание до температуры ≈100OC.
Применение: изготовление упаковочной пленки,
сантехнических труб, бытовой и химической
посуды и т.д.
Недостатки: невысокая морозоустойчивость,
чрезмерная чувствительность к свету и кислороду.

11. Поливинилхлорид (ПВХ)

ПВХ – бесцветная, прозрачная пластмасса,
термопластичный полимер винилхлорида.
Отличается химической стойкостью к щелочам,
минеральным маслам, многим кислотам и
растворителям.
Не горит на воздухе, выдерживает температуры до
+65 °C.
Химическая формула: [-Ch3-CHCl-]n.
Международное обозначение — PVC.
Применение: линолеум, кожзаменители, флаконы для
бытовой химии, трубы и т.д.
Недостатки: обладает малой
морозостойкостью (−15 °C).

12. Полистирол

— продукт полимеризации стирола,
термопластичный полимер линейной структуры.
Жёсткий, хрупкий, аморфный полимер с высокой
степенью светопропускания, невысокой
механической прочностью.
Полистирол имеет низкую плотность (1060 кг/м³).
Имеет невысокую химическую стойкость (кроме
разбавленных кислот, спиртов и щелочей).
Международное обозначение — PS.
Химическая формула — (C8H8)n.
Применение: изготовление электроизоляции, линз,
теплоизоляция для домов и многое другое.

13. Тефлон

— полимер тетрафторэтилена (ПТФЭ), пластмасса,
обладающая редкими физическими и химическими
свойствами и широко применяемая в технике и в быту.
Белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду
напоминающее парафин или полиэттлен.
Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается
гибким и эластичным при температурах от -70 до +270 °C,
прекрасный изоляционный материал.
По своей химической стойкости превышает все известные
синтетические материалы и благородные металлы. Не
разрушается под влиянием щелочей, кислот и даже смеси
азотной и соляной кислот. Разрушается расплавами щелочных
металлов, фтором и трифторидом хлора.
Применение: Тефлон применяют в химической,
электротехнической и пищевой промышленности, в медицина,
в транспортных средствах, в военных целях, в основном в
качестве покрытий. Наибольшую известность тефлон получил
благодаря широкому применению в производстве посуды с
антипригарным покрытием.

14. Полиамиды

— пластмассы на основе
линейных синтетических высокомолекулярных
соединений, содержащих в основной цепи группы
—CONH—.
Полиамиды способны выдерживать циклические
нагрузки. Сохраняют свои характеристики в
широком диапазоне температур, выдерживают
стерилизацию паром до 140 °C. Остаются
эластичными при низких температурах.
Применение: заменители костей, кожи в
медицине, защитные антикоррозийные покрытия
для металлов, бетона.
Недостатки: высокая гигроскопичность, низкая
светостойкость.
500
400
450

English
Русский
Правила

Пластмассы — Химия — Углерод, кислород, атомы и водород

Существует более 100 различных химических атомов, известных как элементы. Они представлены химиком с помощью простых символов, таких как «H» для водорода , «O» для кислорода, «C» для углерода, «N» для азота , «Cl» для хлора , и так далее; эти атомы имеют атомный вес 1, 16, 12, 14 и 17 атомных единиц соответственно.

Химическая реакция между двумя или более атомами образует молекулу. Каждая молекула характеризуется своим химическим составом и молекулярной массой. Например, при сгорании углерода в кислороде один атом углерода (С) реагирует с двумя атомами кислорода (О ₂ ; эквивалентно одной молекуле молекулярного кислорода) с образованием диоксида углерода (CO ₂ ). Химик представляет эту реакцию химическим уравнением, т. е.

Аналогично, когда четыре атома водорода (2H ₂ ; эквивалентны двум молекулам молекулярного водорода) и два атома кислорода (O ₂ ; эквивалентно одной молекуле кислорода) реагируют с образованием двух молекул воды (2H ₂ О), химик пишет

Обратите внимание, что одна молекула кислорода соединяется с двумя молекулами водорода, а один атом углерода соединяется с одной молекулой водорода. Это связано с тем, что разные элементы имеют разную комбинирующую способность. Таким образом, водород образует одну связь, кислород — две связи, а углерод — четыре связи. Эти связывающие способности или валентности считаются само собой разумеющимися при написании химической формулы, такой как H ₂ O.

В случае метана или CH ₄ , углерод связан с четырьмя атомами водорода. Но углерод также может образовывать двойные связи, как в этилене (C ₂ H ₄ ), где две молекулы CH ₂ имеют двойную связь. Химик мог бы также описать молекулу этилена формулой CH ₂ =CH ₂ , где двойная связь представлена знаком равенства.

Пластмассы состоят из множества повторяющихся групп атомов или молекул (называемых мономерами) в длинных цепочках, поэтому их также называют полимерами или макромолекулами. Элементы, присутствующие в полимерной цепи, обычно включают кислород, водород, азот, углерод, кремний, фтор,

бензин

**ТАБЛИЦА 1. ИЗМЕНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СВОЙСТВ ПРИ ДЛИНЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ЦЕПИ**
Количество CH ₂ шт. в цепи	Внешний вид при комнатной температуре	Использование
от 1 до 4	простой газ	газ для приготовления пищи
от 5 до 11	простая жидкость
от 9 до 16	жидкость средней вязкости	керосин
от 16 до 25	жидкость высокой вязкости	масло и смазка
от 25 до 50	простое твердое тело	парафиновые свечи
от 1000 до 3000	твердый прочный пластик	полиэтиленовые бутылки и контейнеры

хлор или сера . Способ соединения полимерных цепей и их длина определяют механические и физические свойства пластика.

Пластмассы — все дело в молекулярной структуре

Предыдущая статья Следующая статья

Джеффри А. Янсен

Старший управляющий инженер и партнер The Madison Group

Предыдущая статья Следующая статья

Джеффри А. Янсен

Старший управляющий инженер и партнер The Madison Group

Предыдущая статья Следующая статья

Джеффри А. Янсен

Старший управляющий инженер и партнер, The Madison Group

Рис. 1. Механизм реакции присоединения, показывающий, как мономер стирола полимеризуется в полистирол.

Рис. 2. Механизм реакции конденсации, показывающий полимеризацию полиамида из двухосновной кислоты и диамина.

Рис. 3. Полимеры содержат широкий спектр функциональных групп, отвечающих за разнообразие физических свойств.

Рисунок 4. Полимерные цепи состоят из большого количества повторяющихся звеньев и перепутаны, образуя структуру, похожую на спагетти.

Рисунок 5. Повторяющееся звено полиэтилена состоит из двух атомов углерода с боковыми атомами водорода.

Рисунок 6. Структурное представление полукристаллических и аморфных полимеров.

Рис. 7. Термограмма ДСК 6, показывающая эндотерму плавления полукристаллического полимера и переход в стеклообразное состояние аморфного материала.

Рис. 8. Графическое изображение изменения модуля, характерного для полукристаллических и аморфных полимеров.

Полукристаллический

Четкая и острая точка плавления
Непрозрачный или полупрозрачный
Повышенная стойкость к органическим химическим веществам
Более высокая прочность на растяжение и модуль
Лучшее сопротивление ползучести и усталости
Более высокая плотность
Более высокая усадка формы

Аморфный

Смягчение в широком диапазоне температур
Прозрачный
Более низкая стойкость к органическим химическим веществам
Повышенная пластичность
Повышенная прочность
Меньшая плотность

Таблица 1.

Полукристаллический

Четкая и острая точка плавления
Непрозрачный или полупрозрачный
Повышенная стойкость к органическим химическим веществам
Более высокая прочность на растяжение и модуль
Лучшее сопротивление ползучести и усталости
Более высокая плотность
Более высокая усадка формы

Аморфный

Смягчение в широком диапазоне температур
Прозрачный
Более низкая стойкость к органическим химическим веществам
Повышенная пластичность
Повышенная прочность
Меньшая плотность

Таблица 1.

Характерные свойства пластмасс являются прямым результатом уникальной молекулярной структуры этих материалов. Если сделать еще один шаг вперед, различия в свойствах, демонстрируемых различными пластиками, возникают из-за различий в их структуре. Пластмассы представляют собой полимеры с очень высокой молекулярной массой. Для улучшения их свойств они часто содержат добавки, такие как наполнители и армирующие вещества, антидеграданты и стабилизаторы, антипирены и пластификаторы. Однако основные свойства пластикового материала определяются полимером.

Полимеризация

Полимеры представляют собой макромолекулы, в основе которых лежит структура, построенная главным образом или полностью из большого числа сходных структурных единиц, связанных вместе. Полимер, часто называемый цепочкой, состоит из повторяющихся звеньев, похожих на звенья. Полимеры образуются в процессе, известном как полимеризация, при котором молекулы мономера связываются друг с другом посредством химической реакции, в результате которой образуется трехмерная сеть длинных отдельных полимерных цепей, состоящая из более мелких повторяющихся звеньев.

Существует два основных типа реакций полимеризации — присоединение и конденсация. Аддитивная полимеризация представляет собой образование полимеров из мономеров, содержащих углерод-углеродную двойную связь, посредством экзотермической реакции присоединения. Примечательно, что эта реакция протекает без потери каких-либо атомов или молекул из реагирующих мономеров. Обычные материалы, получаемые путем аддитивной полимеризации, включают полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и полистирол, как показано на рисунке 1.9.0009

Напротив, конденсационные полимеры образуются в результате ступенчатой реакции молекул с различными функциональными группами. Реакция является эндотермической, и в качестве побочного продукта образуется вода или другие небольшие молекулы, такие как метанол. Обычные полимеры, получаемые в результате реакций конденсации, включают термопластичные полиэфиры, полиацеталь, поликарбонат и полиамиды, как показано на рисунке 2.

Аддитивные полимеры быстро образуют цепи с высокой молекулярной массой и, как правило, имеют более высокую молекулярную массу, чем конденсационные полимеры. Сравнивая полимеры, полученные с помощью двух разных механизмов, аддитивные полимеры обычно химически инертны из-за образующихся относительно прочных углерод-углеродных связей. Конденсационные полимеры склонны к гидролитическому молекулярному разложению при воздействии воды при повышенных температурах по механизму, напоминающему реверсирование исходной реакции либерализации.

Используя различные исходные материалы, процессы и методы полимеризации, можно получать полимеры с различной молекулярной структурой (см. рис. 3).

Фундаментальные различия между свойствами этих разных типов полимеров объясняются различными функциональными группами в молекулярной структуре. Эти различия включают свойства механической, термической и химической стойкости. Таким образом, важно выбрать правильный тип пластика в зависимости от требований применения.

Межмолекулярное соединение

Как указано, полимеризация приводит к образованию множества отдельных полимерных цепей, состоящих из повторяющихся звеньев. Ключевым аспектом полимерных материалов является то, что цепи запутаны друг с другом. Отдельные цепи не связаны ковалентно друг с другом, а вместо этого полагаются на межмолекулярные силы, такие как силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи и дипольные взаимодействия, чтобы цепи не распутывались. В результате получается структура, похожая на тарелку спагетти с лапшой (рис. 4).

Молекулярный вес

В процессе полимеризации производятся материалы с относительно высокой молекулярной массой, макромолекулы. Ключевым параметром полимера является его молекулярная масса. Молекулярная масса представляет собой сумму атомных масс атомов, составляющих молекулу. Например, молекулярная масса полиэтилена рассчитывается путем умножения молекулярной массы повторяющейся функциональной группы этилена на количество звеньев, составляющих цепь. Так, для полиэтилена (рис. 5), где повторяющееся звено содержит два атома углерода и четыре атома водорода, молекулярная масса равна 28n, где n представляет собой число повторяющихся сегментов. Большинство коммерческих полимеров имеют среднюю молекулярную массу от 10 000 до 500 000.

Более высокие молекулярные массы связаны с более длинными молекулярными цепями, что приводит к более высокому уровню запутанности. Это имеет важные последствия, поскольку пластмассы с более высокой молекулярной массой будут иметь превосходные свойства механической, термической и химической стойкости по сравнению с марками того же материала с более низкой молекулярной массой.

Важно помнить, что процесс полимеризации представляет собой химическую реакцию, и, несмотря на то, что он тщательно контролируется, ему присущи некоторые вариации. Это приводит к полидисперсности или полимерным цепям неодинаковой длины. Из-за этого коммерческие пластмассы имеют полимеры с молекулярно-массовым распределением. Проще говоря, молекулярно-массовое распределение представляет собой относительное количество полимеров с различной молекулярной массой, составляющих данный образец этого материала. В отличие от молекулярной массы взаимосвязь между распределением молекулярной массы и конечными свойствами неоднородна. Например, при сравнении двух одинаковых материалов с разным распределением молекулярной массы материал с более широким распределением обычно будет демонстрировать лучшую пластичность и ударопрочность, но будет демонстрировать пониженную прочность и жесткость.

Из-за структуры молекул полимерные материалы обладают другими свойствами по сравнению с другими материалами, такими как металлы. В частности, относительно высокая молекулярная масса и большая длина полимерной цепи приводят к запутыванию, а отсутствие ковалентных межмолекулярных связей облегчает подвижность полимерной цепи. Эта комбинация запутанных подвижных цепей приводит к вязкоупругости.

Вязкоупругость — это свойство материалов, которые проявляют как вязкие, так и упругие характеристики при деформации. Вязкие материалы, такие как мед, сопротивляются сдвиговому потоку и деформируются линейно во времени при приложении напряжения. Эластичные материалы, такие как стальной стержень, деформируются при нагрузке и быстро возвращаются в исходное состояние после снятия нагрузки. Вязкоупругие материалы обладают элементами обоих этих свойств и, как таковые, демонстрируют деформацию, зависящую от времени.

На вязкоупругость пластиковой детали влияют три основных фактора: температура, скорость деформации и время. Из-за этого пластмассы чувствительны к температуре, скорости деформации и времени. Температура является наиболее очевидным из этих факторов. Полимеры демонстрируют сравнительно высокий уровень изменения физических свойств в относительно небольшом диапазоне температур. При повышении температуры цепи полимера отдаляются друг от друга. Это приводит к большему свободному объему и кинетической энергии, а цепи могут скользить друг относительно друга и легче распутываться.

По мере увеличения скорости деформации (скорости приложения нагрузки) у полимерных цепей не будет достаточно времени для пластической деформации, и они будут распутываться благодаря все более хрупкому механизму. Вот почему пластмассы гораздо более восприимчивы к ударным разрушениям, чем к повреждениям из-за перегрузок, которые происходят при более умеренных скоростях деформации.

Присущая полимерным материалам вязкоупругая природа вызывает движение внутри полимерных цепей в условиях приложенного напряжения. Это приводит к временной зависимости в полимерных материалах. Из-за этой молекулярной подвижности пластиковые материалы будут демонстрировать различия в своих долгосрочных и краткосрочных свойствах из-за приложения напряжения с течением времени. Это означает, что свойства пластического материала, такие как прочность и пластичность, не являются статичными, а со временем будут уменьшаться. Это часто приводит к ползучести и релаксации напряжений в пластиковых материалах.

Кристаллическая/аморфная структура

Еще одной фундаментальной характеристикой полимерных материалов является организация их молекулярной структуры. В широком смысле пластмассы можно разделить на полукристаллические и аморфные. Понимание последствий структуры и, в частности, кристалличности, важно, так как это влияет на выбор материала, конструкцию детали, обработку и конечные ожидаемые эксплуатационные свойства.

Большинство неполимерных материалов образуют кристаллы при охлаждении от повышенных температур до точки затвердевания. Это хорошо видно на примере воды. Когда вода охлаждается, кристаллы начинают формироваться при 0 ° C, когда она переходит из жидкого состояния в твердое. Кристаллы представляют собой регулярное, упорядоченное расположение молекул и создают характерный геометрический рисунок внутри материала. С небольшими молекулами, такими как вода, этот порядок повторяется и занимает относительно большую площадь по сравнению с размером молекул, а кристаллы формируются в течение относительно короткого периода времени.

Однако из-за довольно большого размера молекул полимера и соответствующей повышенной вязкости кристаллизация изначально ограничена, а в некоторых случаях невозможна. Полимеры, в которых происходит кристаллизация, все еще содержат относительно высокую долю некристаллизованной структуры. По этой причине такие полимеры обычно называют полукристаллическими. Полимеры, которые из-за своей структуры не могут существенно кристаллизоваться, называются аморфными (рис. 6).

Аморфные полимеры имеют неорганизованную рыхлую структуру. Полукристаллические полимеры имеют участки регулярной узорчатой структуры, ограниченные неорганизованными аморфными областями. Хотя некоторые модификации могут быть сделаны с помощью добавок, степень, в которой полимеры являются полукристаллическими или аморфными, определяется их химической структурой, включая длину полимерной цепи и функциональные группы.

Упорядоченное расположение молекулярной структуры, связанное с кристалличностью, приводит к плавлению при достижении достаточной температуры. Из-за этого полукристаллические полимеры, такие как полиэтилен, полиацеталь и нейлон, будут подвергаться отчетливому переходу плавления и иметь температуру плавления (T _м ). Аморфные полимеры, включая полистирол, поликарбонат и поли(фенилсульфон), на самом деле не плавятся, а размягчаются при нагревании выше их температуры стеклования (T _g ). Это представлено термограммами дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) (рис. 7).

Различие между полукристаллическим и аморфным молекулярным расположением также влияет на механические свойства материала, особенно в том, что касается их температурной зависимости. Как правило, аморфные пластики демонстрируют относительно постоянный модуль в диапазоне температур. Однако по мере приближения температуры к температуре стеклования материала происходит резкое снижение. Напротив, полукристаллические пластики демонстрируют стабильность модуля ниже температуры стеклования, которая часто ниже температуры окружающей среды, но демонстрируют устойчивое снижение между температурой стеклования и точкой плавления (рис. 8).

Благодаря своей вязкоупругой природе время и температура действуют на полимерные материалы одинаково. Из-за этого изменения в материале в зависимости от времени можно вывести из стабильности материала по отношению к температуре.

Помимо зависимости от времени и температуры, другие ключевые свойства полимерных материалов определяются их полукристаллической/аморфной структурой.