Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

СЕКРЕТ ПРОЧНОСТИ

Молекулы органических веществ, образовав длинные цепочки из десятков и сотен молекул-мономеров, приобретают необычную прочность. Происходит это из-за исключительной «цепко­сти» атомов углерода. Возьмем цепочку уже

знакомого нам полиэтилена. Ее метиленовые звенья прочно «сшиты» между собой валентны­ми связями углерода. В свою очередь метиле­новые звенья двух соседних молекул тоже при­тягиваются друг к другу, но довольно слабо. Чтобы разорвать валентную связь между двумя углеродными атомами, нужно затратить при­мерно в 160 раз больше энергии, чем для того, чтобы переместить относительно друг друга два соседних метиленовых звена. Поэтому ото­рвать одну от другой обычные малые молекулы, например расплавить вещество, которое они образуют, или просто разъединить их механи­ческим путем куда легче, чем разорвать самое молекулу.

А вот в гигантской молекуле все происходит иначе. Чтобы переместить две такие молекулы друг относительно друга, нужно силу притя­жения двух метиленовых звеньев умножить на общее количество таких звеньев во всей цепочке полимера. А их может быть несколько десятков тысяч. В этом случае куда легче разорвать самое молекулу, чем оторвать друг от друга две мо­лекулы полимера.

Выше речь шла главным образом об одной, отдельно взятой гигантской молекуле. Но в лю­бом, даже ничтожно малом, количестве вещества их превеликое множество, и от того, как они располагаются друг относительно друга, зави­сят и свойства вещества. Цепочки могут рас­полагаться прямолинейными параллельными пучками, вроде проводов в телефонном кабеле. Тогда вещество приобретает свойство прочных эластичных волокон или очень гибкого твердого тела. Если же молекулы свернуты в клубки, вещество приобретает способность сильно рас­тягиваться и вновь сокращаться, вроде всем хорошо знакомых изделий из каучука.

В зависимости от этого в них проявляются самые необычные и неожиданные сочетания физических свойств. Они могут одновременно счастливо сочетать в себе упругость, свойствен­ную газообразным веществам, текучесть и не­сжимаемость, присущие жидкостям, сопротив­ляемость любому изменению формы, характер­ную для твердых тел.

Например, некоторые полимеры способны течь, как и жидкости, и одновременно обладают огромной вязкостью, в миллионы раз боль­шей, чем очень вязкие вещества, например масла. При медленном механическом воздей­ствии на них такие полимеры весьма податли­вы, легко деформируются и как бы текут. При более быстром воздействии они сопротивляют­ся, как самая упругая резина, а при ударе ведут себя, как твердое тело.

 

СТЕКЛО, КОЖА ИЛИ РЕЗИНА?

Все полимеры можно разделить на две боль­шие группы: полимеры, имеющие аморфную структуру, такую, как, например, стекло, и полимеры с частично кристаллической структурой.

В аморфных полимерах молекулярные це­почки переплетены друг с другом в самых при­чудливых комбинациях. Такие полимеры ис­пользуют для получения различных веществ — от искусственной кожи и резины до органиче­ского стекла. Иначе говоря, они могут обла­дать свойствами и стекла, и резины, и кожи. Однако эти их свойства существуют только при обычной, комнатной температуре. Резина, если ее заморозить до температуры -80°, разлетает­ся при ударе, как стекло. Если же стекловид­ную пластмассу начать нагревать, то она ста­новится сначала мягкой и гибкой, как кожа, затем приобретает свойства резины, а при даль-

482