Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 45. 10 december 1949 - Arbetshypoteser inom makromolekylära ämnens kemi, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
i O december 194-9
943
Arbetshypoteser
inom makromolekylära
ämnens kemi
Makromolekylära ämnen är lika intressanta ur
vetenskaplig som ur praktisk synpunkt. Deras uppförande kan i de
flesta fall förklaras genom antagandet, att de består av
nätverk av långa, böjliga, trådformade molekyler, som är
intrasslade i varandra och binds samman av molekylära
attraktionskrafter. De slutliga mekaniska, termiska och
elektriska egenskaperna hos dessa polymera ämnen
beror dock på ett ganska invecklat sätt av de olika
makromolekylernas speciella konstruktion. Man tycks emellertid
på senare tid ha fått en synnerligen intressant inblick i
de förhållanden, som åtminstone i vissa fall är
bestämmande.
Organiska glas
De vanliga organiska plasterna, polystyren, polyetylen
och polymetylmetakrylat, mjuknar i närheten av 100° och
börjar sönderdelas vid ca 300°. Oorganiska polymerer,
silikat, borat m.fl. mjuknar däremot icke förrän vid eller
över 300°, är spröda vid lägre temperatur och sönderdelas
ej förrän vid 800—1 000°. Det torde utan tvivel vara
intressant att fylla luckan mellan organiska och oorganiska
glas, så att man får till förfogande genomskinliga,
färglösa och hårda men ej spröda plaster med
mjuknings-punkter mellan 100° och 400°. Dessa bör vara tillräckligt
stabila för att tåla reversibelt mjuknande och hårdnande
vid t.ex. sprutning, spinning och gjutning. Frågar man
sig, varför t.ex. polystyren har så låg mjukningspunkt, blir
svaret, att makromolekylerna är av kolvätetyp och att de
därför icke attraherar varandra särskilt starkt. Vidare
utgörs de av långa kedjor, som är ganska släta (se fig. 1 A)
och böjliga och som lätt kan glida längs varandra. Detta
är två orsaker till den låga mjukningspunkten, och därför
har man också två tänkbara möjligheter att höja den,
nämligen ökning av attraktionen mellan molekylkedjorna och
ökning av de enskilda molekylkedjornas stelhet.
Man har försökt båda dessa vägar, och båda har lett till
förbättrade produkter. För att öka attraktionen mellan
makromolekylerna är det nödvändigt att införa polära
grupper eller sådana med hög polariserbarhet. Då man
vill, att materialet skall bli hydrofobt (vattenavvisande)
och elektriskt icke-polärt, måste karboxyl-, karbonyl- eller
hydroxylgrupper undvikas. Man har därför blott att välja
mellan sådana atomer eller atomgrupper som klor och
nitrilgruppen. Stor framgång har också vunnits med så
enkla styrenderivat som p-klor-; p-cyan-; 2,5-diklor-;
2,5-dicyan-; och 2,4,6-triklorstyren. Dessa ämnen mjuknar
mellan 100 och 180° och har nästan samma utmärkta
elektriska egenskaper som polystyren. Visserligen möter vissa
svårigheter att polymerisera dessa monomerer och att
härvid erhålla fullständigt färglösa produkter, men de
kommer utan tvivel att fullständigt övervinnas. Man kan även
införa polära grupper med hög attraktionspotential genom
kopolymerisation av styren med en monomer innehållande
en sådan grupp. I detta fall kan den vanliga billiga
mono-meren användas, och slutproduktens egenskaper modifieras
med en relativt liten mängd av en annan monomer. Man
har sålunda kopolymeriserat styren med akrylonitril,
fuma-ronitril, vinylidencyanid och pentaklorstyren. De erhållna
produkterna får mjukningspunkter från 100—200°, och
Referat av uppsats av II Mark i Cheni. Engng News 17 jan. 1949.
deras elektriska, mekaniska och optiska egenskaper är
fullt acceptabla. Även den andra vägen har givit goda
resultat. Makromolekyler av styrentyp kan bäst göras
styvare genom införande av större sidogrupper, som hindrar
fri rotation av de enkla kol-kolbindningarna. Polymerer
av vinylnaftalen, vinylfenantren, vinylfluoren,
vinylkarba-zol, acenaftylen och vinylbensofuran har framställts. De
erhållna produkterna visade mjukningspunkter på 150—
250° och hade utmärkta optiska, mekaniska och elektriska
egenskaper. Det är klart, att man också kan kombinera de
båda principerna, dvs. samtidigt införa större sidogrupper
och polära grupper. Exempel härpå utgör kopolymerer av
fumaronitril och vinylfluoren samt av
polyvinyltetraklor-naftalen och polydiklor-p-diklorfenyletylen. Det ser ut, som
om man på dessa vägar skulle kunna erhålla hårda, sega,
genomskinliga och färglösa plaster med mjukningspunkter
på upp till 300°, med utmärkta elektriska egenskaper och
stor kemisk stabilitet.
Naturligtvis kan man i stället för från styren utgå från
andra kända polymerer, t.ex. polymetylmetakrylat. Härvid
har klor- och cyanakrylat använts, man har
kopolymeriserat med akrylonitril, fumaronitril m.fl. eller infört t.ex.
de skrymmande fenyl- och cyklohexylgrupperna.
Resultatet har blivit en hel serie intressanta polymerer, som
har utmärkta gjutegenskaper, perfekt optisk klarhet,
anmärkningsvärt goda åldringsegenskaper och
mjukningspunkter på upp till 200°. Mycket intressanta produkter
fås vidare med polyetylen som utgångspunkt. De enklaste
ämnena med polära grupper blir härvid polyvinylklorid,
polyvinylidenklorid och polyakrylonitril, vilkas
mjukningspunkter ligger mellan 100 och 250°. Även
kopolymerisation av etylen med polära monomerer leder till produkter
med högre mjukningspunkter, men
polymerisationspro-cessen är förenad med vissa svårigheter, därför att etylen
är en gas. Genom att införa stora sidogrupper har man
erhållit en hel serie nya plaster, som har
mjukningspunkter på upp till 350° och som kan utsättas för
långvarig upphettning till 400° utan sönderdelning. Den första
produkten av denna typ var polytetrafluoretylen, som är
ett relativt mjukt, fett och opakt material med utmärkta
elektriska egenskaper, stor seghet och mjukningspunkt ca
350°. Det är mycket stabilt mot kemikalier men har
olägenheten att ej kunna lösas eller smältas. Vid omkring
350° sintrar det till en mycket viskös, opak massa, som
kan gjutas i vissa former under högt tryck.
Polytrifluor-monokloretylen, som smälter vid 300° till en genomskinlig
massa, har mycket bättre gjutegenskaper och nästan
samma elektriska, mekaniska och kemiska egenskaper.
De ovan anförda principerna för modifiering av
poly-merers egenskaper liar således visat sig mycket
användbara. Av vad som hittills är känt, har man enligt dem
framställt ett femtiotal organiska polymerer med
mjukningspunkter mellan 100° och 350°.
Syntetiskt gummi med exceptionella egenskaper
Inom gummiforskningen finns det några synnerligen
intressanta problem, bland vilka ett är framställning av en
produkt, som behåller sin elasticitet ned till temperaturer
på —80° eller —100° utan att därför bli för mjuk vid
rumstemperatur eller däröver. Orsakerna till gummis
säregna elastiska egenskaper har diskuterats i Tekn. T. 1945
s. 1122. Enligt fortfarande rådande uppfattning kan gummi
betraktas som en vätska med ett överlagrat system av
starka bindningar mellan makromolekylerna, som ej bryts
vid elastisk töjning.
Detta system av fixpunkter, som är ett nödvändigt villkor
för deformationens reversibilitet, kan erhållas på olika sätt,
t.ex. genom vulkanisering, vid vilken svavelatomerna
bildar de permanenta bindningarna, eller med hjälp av
monomerer, såsom diisocyanat, peroxid m.fl. Emellertid
behöver bindningarna icke bestå av primära valenskrafter,
de kan även vara adsorptionskrafter. Härpå beror troligen
vissa fyllkroppars gynnsamma verkan på gummis
elasticitet, t.ex. kimrök och zinkoxid. Delar av de böjliga gummi-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
