Надмолекулярные структуры.

Под надмолекулярной структурой полимеров понимают различные виды упорядоченности во взаимном расположении макромолекул, то есть способ упаковки макромолекул. Основным элементом кристаллических полимеров является монокристалл.

В полимерных монокристаллах макромолекулы находятся в складчатых конформациях.

При кристаллизации образуется пластина (ламель), построенная из параллельно расположенных участков макромолекул, многократно изогнутых на 180 градусов, при этом оси макромолекул направлены перпендикулярно пластине.

Схема строения пластинчатого монокристалла (L-период складывания).

Пластинчатые монокристаллы образуются при медленной кристаллизации из разбавленных растворов полимеров.

Складывание макромолекул в монокристаллах может быть регулярным и нерегулярным. Поверхностный слой ламели

образует петли, свободные концы макромолекул «реснички», а также проходные цепи, которые участвуют в построении нескольких соседних ламелей. Эти элементы составляют дефектность кристаллической решетки.

Схема соединений ламелей проходными молекулами в однослойном (а) и двухслойном (б) кристалле:

1-петля; 2-«реснички»; 3-проходная молекула;

Для монокристаллов характерны две формы:

1) сферолит; 2) фибриллярные кристаллы.

Сферолит представляет собой трехмерное поликристаллическое образование со сферической симметрией относительно центра. Размеры сферолитов колеблются от нескольких микрон до долей миллиметра (иногда до 1 см). Сферолиты бывают радиальные (образованы плоскими ламелями) и кольцевые (образованы спиральными ламелями)

радиальный кольцевой

сферолит сферолит

Вырожденной формой пластинчатых кристаллов являются фибриллярные кристаллы, которые характеризуются большим отношением длины к толщине.

фибриллярные кристаллы

Для гибких аморфных полимеров простейшим типом структур является глобула, состоящая из макромолекулы, свернутой в клубок, которые могут образовывать между собой би-, три- и полимолекулярные глобулы.

глобулярная структура

В структуре аморфного полимера имеются упорядоченные области (домены) складчатого строения и неупорядоченные области (концы цепей, проходные цепи).

упорядоченные области – домены (д); междоменное пространство (мд).