聚合物化学英语翻译.docx

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聚合物化学英语翻译

第三章

PolymerStructure

Thischapterisconcernedwithaspectsofthestructureofpolymericmaterialsoutsidethoseofsimplechemicalcomposition.Themaintopicscoveredarepolymerstereochemistry,crystallinity,andthecharacterofamorphouspolymersincludingtheglasstransition.Thesemaybethoughtofasarisingfromtheprimarystructureoftheconstituentmoleculesinwaysthatwillbecomeclearerasthechapterprogresses.

本章所关注的这些简单的化学成分之外的高分子材料的结构方面。

主要内容包括：

聚合物立体化学，结晶，包括无定形聚合物的玻璃化转变的特征。

这些可能被认为是章进展变得更为清晰的方式，将组成分子的一级结构所产生的。

Beforeproceeding,awordonnomenclatureisnecessary.Polymerchemists,followingtheexampleofP.J.Flory,havetendedtousethewordsconfigurationandconformationinasensethatdiffersfromthatconventionallyemployedwithinorganicchemistry.Inthisbook,bycontrast,IintendtogoalongwithF.W.Billmeyer,andusethesewordsinthewaythattheyapplymorewidelythroughoutchemistry.Thusconfigurationisthetermgiventoanarrangementofatomsthatcannotbealteredexceptbybreakingchemicalbonds,whileconformationisthetermappliedtotheindividual,recognisablearrangementofatomsthatcanbealteredbysimplerotationaroundasinglebond.Configurationsincludehead-to-tailarrangements,describedinthepreviouschapter,conformationsincludetransversusgauchearrangementsofsuccessivecarbon-carbonbondsalongthebackboneofanindividualmacromolecule.

在继续之前，一个命名的话是必要的。

高分子化学家，例如pj的弗洛里，往往使用的话在一定意义上，从传统的有机化学内聘用不同配置和构象。

相比之下，在这本书中，我打算走与固件Billmeyer，并使用这些话的方式，它们适用于更广泛的整个化学。

因此，配置给安排的，不能改变，除非打破化学键，而构象是适用于个人，在一个单一的债券，可以通过简单的旋转改变原子的识别安排的长期原子一词。

配置包括头部到尾部的安排，在前面的章节中描述，构包括连续的碳-碳沿个人大分子的骨干债券跨与笨拙的安排。

Polymerstereochemistry

Monosubstitutedvinylmonomersformpolymerscontainingaseriesofasymmetriccarbonatomsalongthemolecule.Theprecisearrangementoftheseasymmetriccarbonsgivesrisetothreedifferentpossiblestereochemicalarrangements.

单取代乙烯基单体形成聚合物含有一个不对称碳原子，分子沿。

这些不对称的碳原子的精确安排产生三种可能的立体安排。

Firstly，whereallasymmetriccarbonatomsadoptidenticalconfigurations,theresultingpolymerisdescribedasisotactic.Secondly,wherethereisaregularalternatingarrangementofasymmetriccarbonatoms,thepolymerisdescribedassyndioiactic.Lastly,wherethereisnoregularityatallinthearrangementofasymmetriccarbonatoms,theresultingstructureisknownasatactic.ThesethreestericarrangementsareillustratedinFigure3.1.

首先，不对称碳原子采用相同的配置，由此产生的聚合物被描述为等规。

其次，那里是经常交替不对称碳原子的排列，聚合物作为syndioiactic描述。

最后，那里没有在不对称碳原子的排列规律，由此产生的结构被称为无规。

这三个立体安排在图3.1所示。

Thesynthesisofisotacticandsyndiotacticpolymershasbeenachievedforanumberofpolymers.Forexamplepoiy（methy1methacrylate）canbepreparedineitherisotacticorsyndiotacticconfigurationsdependingonthedetailsofthepolymerisationconditions.

Polymerstereochemistry,sometimesreferredtoaslacticity,isnottheonlysourceofvariationinpolymerconfiguration.Forthemonosubstiiutedbutadieneisoprene,thestructuresshowninFigure3.2arepossible.

已经取得了聚合物的等规和间规聚合物的合成。

例如poiy（甲基丙烯酸甲酯），可以准备在任何配置等规或间规聚合条件的细节而定。

聚合物的立体，有时也被称为lacticity来，是不是变异在聚合物配置的唯一来源。

为monosubstiiuted丁二烯异戊二烯，在图3.2所示的结构是可能的。

Polymerscontainingeachoftheseconfigurationsareknown,themostcommonbeingtheqy?

.4-andthetrans-\,4-isomers.Thefirsto（these,poly（cis-l,4-isoprene）,isthemacromolecularconstituentofnaturalrubber;thesecondisthematerialknownasguttapercha.Thelatter,unlikenaturalrubber,hasnoelastomcricproperties,buthasaleatherytexture.Ithasbeenusedfordiverseapplicationssuchasgolf-ballcoversandasaninsulatingmaterialforthetrans-Atlanliccablesofthelatenineteenthcentury.

聚合物含有这些配置是众所周知的，最常见的是在QY.4-？

和跨\,4-异构体。

第一O（其中，聚（CIS-L,4-异戊二烯），是天然橡胶的大分子成分;二是后者称为杜仲胶材料，不像天然橡胶，具有无弹mcric属性，但有。

，革的质感。

它已被用于各种应用，如高尔夫球球作为十九世纪末的的跨Atlanlic电缆绝缘材料的封面和。

POLYMERCRYSTALLINITY

Theessentialrequirementforcrystallinityinpolymersissomesortofstereoregularity.ThisisnottosaythattheentirecollectionofmacromolecuJeswithinthesampleneedstobeallisotacticorsyndiotactic;however,itisessentialthatregionsalongthebackboneofasignificantnumberofthemacromoleculesdohavesuchregularity.

聚合物的结晶的基本要求是一些stereoregularity.This，并不是说整个集合的样本内的macromolecuJes需要所有的全同或间同，但是，它是必不可少的，地区沿线的一个显着数量的骨干大分子也有这样的规律。

Manypolymersshowpartialcrystallinity.ThisisapparentfromthestudyofX-raydiffractionpatterns,whichforpolymersgenerallyshowboththesharpfeaturesassociatedwithcrystallineregionsa$wellaslesswell-definedfeatureswhicharecharacteristicofdisorderedsubstanceswithliquid-likearrangementsofmolecules.Thecoexistenceofcrystallineandamorphousregionsistypicalofthebehaviourof'crystalline'polymers.

许多聚合物的结晶部分。

从X-射线衍射图案，一般为聚合物同时显示美元以及较差的定义特征是无序的物质分子的液体状的安排的特点与结晶区的尖锐特征的研究，这是明显的。

结晶和非晶区共存，是典型的“结晶”聚合物的行为。

Thereasonfortheexistenceofbothphasesinpolymersisquitestraightforward.Crystallineregionsareformedfromthestereo-regularcomponentsofthemacromolecules,which,giventhenatureofthepolymerisationprocessesfromwhichthemacromoleculesarebuiltup,representonlyaproportionoftheoverallmaterial.Thereisoftenthepossibilitythatanessentiallyisotacticpolymerwillcontainasyndiotacticsegmentandviceversa.Chainbranchingmayalsooccur,therebyreducinglocalregularityinstructureandinhibitingcrystallisation.Occasionallycopolymerisationisthereasonfortheco-existenceoftheamorphousregionswiththecrystallinephases.Forexample,theinclusionofasmallamountofisopreneinwhatismainlypoly（isobutylene）,so-calledbutylrubber,limitstheextentofpossiblecrystallisationbuiduejjnotpreventitsoccurrencecompletely.

在聚合物中的两个阶段的存在的原因很简单。

结晶区形成大分子的立体正规的组件，其中，建立了从大分子聚合过程的性质，只占整体材料的比例。

往往是有本质等规聚合物的可能性将包含间同段，反之亦然。

支链也可能会发生，从而减少地方在结构和抑制结晶规律。

偶尔共聚与晶相的非晶区共存的原因。

例如，什么是主要聚（异丁烯），所谓的丁基橡胶，少量的异戊二烯列入限制可能结晶BUIduejj的程度并不完全防止其发生。

Non-crystallinepolymersarethosewhichincludehighlevelsofirregularitywithintheirstructure.Typicalsourcesofsuchirregularityarecopolymerisationwithsignificantamountsofatleasttwoco-monomersandalsocompleteabsenceofstereoregularity,i.e.atacticpolymers.

Amongthepolymerswhichcontainclearcrystallinephasesarepoly（ethylene）andPTFE.Theirproperties,however,areverydifferentfromthoseusuallyassociatedwithcrystallinesolids;inparticular,theytendtoexhibitlowrigidityandatambienttemperaturesaresoftanddeformableratherthanbrittle.Thisisbecause,unlikesaysodiumchlorideorcoppersulphate,crystallinepolymersincludebothamorphousandcrystallineregions.

非结晶聚合物，其中包括在它们的结构不规则的高层次。

这种不规则的典型来源至少有两个共同的单体，也完全没有立构规整性，即无规聚合物的重要共聚。

其中含有明显的晶相聚合物聚（乙烯）和聚四氟乙烯。

然而，它们的属性，通常结晶固体的非常不同，尤其是他们往往表现出刚性低，在常温下是柔软和变形，而不是脆。

这是因为，不像说氯化钠或硫酸铜，结晶聚合物包括无定形和结晶区。

X-Raystudiesofcrystallinepolymershaveshownthatthecrystallitesareverysmall，oftheorderoftensofnanometres.Thisismuchlessthantheend-to-enddistanceofahighmolarmasspolymer,afactwhichwasoriginallyinterpretedasimplyingthatanindividualpolymermoleculeactuallypassedthroughseveralcrystallitesaswellasthroughanumberofamorphousregions.Theprocessofcrystallisationwasviewedasoccurringbythecomingtogetherofbundlesofregularsegmentsfromdifferentmoleculestoformaclosepackedcrystallinearrayatlocalisedpointswithinthematerial[seeFigure3.3（a）].Thistheory,whichistobefounddescribedinolderbooksandpapersinpolymerscience,isknownasthefringedmicelletheory.

X射线结晶聚合物的研究已经表明，晶粒非常小，几十纳米的顺序。

这是高摩尔质量的聚合物，最初被解释为暗示，一个单独的聚合物分子实际上通过非晶区的数量，以及通过几个晶粒月底到年底的距离比少得多。

结晶过程，被视为发生撞在了一起，从不同的分子定期分部的束在材料内部的局部点形成密切包装的晶体阵列[见图3.3

（一）]。

这个理论，这是老年人在高分子科学的书籍和论文中描述的被发现，被称为作为流苏胶束理论。

Thefringedmicelletheoryhasbeenlessfavouredrecentlyfollowingresearchonthesubjectofpolymersinglecrystals.Thisworkhasledtothesuggestionthatpolymercrystallisationlakesplacebysinglemoleculesfoldingthemselvesatintervalsofabout10nmtoformlamellaeasshowninFigure3.3（b）.Theselamellaeappeartobethefundamentalstructuresofcrystallinepolymers.

流苏胶束理论已经不太赞成最近下列聚合物单晶的主题研究。

这项工作的领导建议，每隔约10nm，折叠，形成片状，如在图3.3（B）所示的单分子，聚合物结晶湖泊的地方。

出现这些片状结晶聚合物的基本结构。

Ithasproveddifficulttodecidewhichofthesetwotheoriesofpolymercrystallisationiscorrect,sincebothareconsistentwiththeobservedeffectsofcrystallinityinpolymers.Theseeffectsincludeincreaseddensity,increasedstiffness,andhighersofteningpoint.However,thebalanceofopinionamongthoseworkingwithcrystallinepolymersfavoursthelattertheory,basedonlamellaeformedbythefoldingofsinglemolecules.

它已被证明难以决定聚合物的结晶这两种理论是正确的，因为无论是结晶聚合物中观察到的影响是一致的。

这些影响包括增加密度，增加刚度，较高的软化点。

然而，舆论工作的结晶聚合物之间的平衡，有利于后者的理论，基于单分子折叠形成片状。

OrientadonandCrystallisation

Whenarubberypolymer,suchasnaturalrubber,isstretchedthemoleculesbecomealigned.Thisorientationleadstocrystallisation.Theeffectofthisso-calledstrain-inducedcrystallisationistomaketheextendedpolymerstifferthantheunstrainedpolymer.Suchcrystallisationisnotpermanentbutdisappearswhenthesampleisallowedtoretractandregainitsoriginaldimensions.

当橡胶的聚合物，如天然橡胶，拉伸分子成为对齐。

这种倾向导致结晶。

这个所谓的应变诱导结晶的作用是使扩展的聚合物比无应变聚合物严厉。

这种结晶是不是永久性的，但消失时样品被允许收回，并恢复其原始尺寸。

Other,non-rubberypolymerscanbemadetoincreasetheircrystallineproportionpermanentlybystretchingunderappropriateconditions.Forexample,hearingnylon6,6toatemperaturebetweenitstransitiontemperatureandthemeltingpointofthecrystallineregionsfollowedbystretchingcausesadditionalcrystallisationwiththecrystallitesbeingalignedwiththedirectionoftheextension.Theorientedcrystallinefilamentsorfibresthatresultaremuchstrongerthantheunorientedmaterialandmayapproach700MPainstrength.

其他非橡胶的聚合物，可永