ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІМЕРІВ

Хімічні властивості полімерів

Здатність полімерів до хімічної взаємодії залежить від їх складу, молекулярної маси і структури. Полімери можуть підлягати деструкції, тобто руйнуванню під дією кисню, світла, тепла і радіації. Нерідко деструкція викликається одночасним впливом декількох факторів. У результаті деструкції зменшується молекулярна маса і змінюється структура  макромолекул, змінюються хімічні і фізичні властивості полімерів, що робить їх непридатними для подальшого використання. Процес погіршення властивостей полімерів у часі в результаті деструкції макромолекул називають старінням. Для сповільнення деструкції до складу полімерів вводять стабілізатори, найчастіше антиоксиданти, тобто інгібітори реакції окиснення (фосфіти, феноли, ароматичні аміни). Стабілізація зумовлена взаємодією антиоксидантів з вільними радикалами, які утворюються у процесі реакції окиснення.

Механічні властивості полімерів

Механічні властивості визначаються елементним складом, молекулярною масою, структурою і фізичним складом макромолекул.

Механічна міцність полімерів зростає із збільшенням їх молекулярної маси, при переході від лінійних до розгалужених і далі до сітчастих структур. Стереорегулярні структури мають більшу міцність, ніж полімери з невпорядкованою структурою. Подальше збільшення механічної міцності полімерів спостерігається при їх переході у кристалічний стан.

Механічна міцність полімерів може бути також підвищена шляхом додаванням наповнювачів, наприклад, сажі і крейди.

Електричні властивості полімерів

За здатністю проводити електричний струм усі речовини поділяються на діелектрики, напівпровідники і провідники.

Діелектрики мають дуже низьку питому електропровідність (), яка збільшується з підвищенням температури. Більшість полімерів відноситься до діелектриків. Однак їх діелектричні властивості різні і залежать від складу і структури макромолекул, зокрема від наявності, характеру і кількості полярних груп. Галогенні, гідроксильні, карбоксильні та інші полярні групи погіршують діелектричні властивості полімерів. Наприклад, діелектрична проникність полівінілхлориду в 1,5 раза нижча, питома електрична провідність на порядок нижча, а діелектричні втрати на два порядки вищі, ніж аналогічні показники у поліетилену. Тому добрими діелектриками є полімери, які не мають полярних замісників – як фторопласт, поліетилен, поліізобутилен, полістирол. Збільшення молекулярної маси полімерів також веде до покращення діелектричних властивостей. При переході від склоподібного до високоеластичного і в’язкотекучого стану, навпаки,  зростає питома електрична провідність полімерів.

Електрична провідність діелектриків зумовлена рухом іонів, що утворюються при деструкції полімерів, а також дисоціацією домішок, включаючи низькомолекулярні продукти поліконденсації, розчинники, емульгатори, ініціатори і каталізатори полімеризації. Тому для покращення діелектричних властивостей домішки із полімерів необхідно вилучати.

Деякі функціональні групи, наприклад гідроксильні, зумовлюють гідрофільність полімерів. Такі полімери поглинають воду. Наявність води приводить до підвищення електричної провідності полімерів, тому у діелектриках гідроксильні групи прагнуть пов’язати між собою або з іншими групами (реакція конденсації).

Полімерні діелектрики широко застосовуються в електротехніці і радіотехніці як матеріали для різних електротехнічних виробів, захисних покриттів кабелів, проводів, ізоляційних емалей і лаків.

Органічні напівпровідники. До напівпровідників відносять речовини, електрична провідність яких перебуває в межах значень . Електрична провідність напівпровідників зростає із збільшенням температури і при дії світла. Деякі полімери мають напівпровідникові властивості. Як правило, це полімери з системою спряжених подвійних зв’язків. Прикладами органічних напівпровідників можуть бути поліацетилен, полівінілени, полінітрили та ін. Встановлено, що при введенні у їх молекули катіонів  чи аніонів  електропровідність різко зростає до значень . Такі леговані органічні провідники можуть застосовуватися як електродні матеріали акумуляторів, пластини конденсаторів, а в перспективі і для заміни металів (органічні метали).