Большая советсткая энциклопедия Механохимия полимеров

Механохимия полимеров

Механохимия полимеров, раздел науки о полимерах, изучающий химические превращения, которые происходят в полимерных телах под действием механических сил. Энергия механических воздействий на полимерные материалы при их переработке оказывается достаточной для разрыва химических связей в макромолекулах. Даже в мягких условиях переработки развиваемые напряжения значительно превосходят прочность связи С—С [энергия этой связи равна (4,8—5,5) ×10^-12 эрг, или (4,8—5,5) ×10^-19 дж].

Разрыв макромолекулы в поле механических сил — механодеструкция — сопровождается возникновением свободных радикалов, способных активизировать и инициировать в определённых условиях химические процессы. Возникновение макрорадикалов наблюдается, например, при дроблении, вальцевании, действии ультразвука и пр. Уменьшение энергии химических связей в полимерных цепях в результате увеличения межатомных расстояний под действием механических напряжений может также активировать процессы окисления, термической, химической и др. видов деструкции полимеров.

Механодеструкция сопровождается значительным изменением всего комплекса физико-химических свойств полимера — уменьшением молекулярной массы, появлением новых функциональных групп, изменением растворимости, возникновением системы пространственных связей и т.д. Наряду с этим механическое воздействие на системы из нескольких полимеров или полимера и мономеров позволяет осуществить синтез новых полимеров, блоки привитых сополимеров (механо-синтез) в результате взаимодействия макрорадикалов различного строения друг с другом или с мономерами.

Механохимические превращения используются для направленного изменения свойств полимеров (пластикация каучуков), получения новых полимерных материалов (ударопрочные полистирол и поливинилхлорид), для восстановления пространственных структур (регенерация вулканизатов). В то же время механохимические явления во многом способствуют развитию процессов утомления и разрушения полимерных тел, а эти процессы определяют возможность эксплуатации изделий из полимерных материалов. Поэтому большое значение имеет стабилизация полимеров, особенно при длительных циклических нагрузках (с этой целью, например, в рецептуры резиновых смесей вводят противоутомители).

Лит.: Симионеску К., Опреа К., Механохимия высокомолекулярных соединений., пер. с рум., М., 1970; Барамбойм Н. К., Механохимия высокомолекулярных соединений, 2 изд., М., 1971.

М. Л. Кербер.