МОДИФИЦИ́РОВАНИЕ ПОЛИМЕ́РОВ

МОДИФИЦИ́РОВАНИЕ ПОЛИМЕ́РОВ, на­прав­лен­ное из­ме­не­ние свойств по­ли­ме­ров. Раз­ли­ча­ют струк­тур­ное и хи­мич. М. п. Струк­тур­ное мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние за­клю­ча­ет­ся в пре­об­ра­зо­ва­нии над­мо­ле­ку­ляр­ной струк­ту­ры по­ли­ме­ра при со­хра­не­нии его хи­мич. со­ста­ва и мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы; при хи­мич. мо­ди­фи­ци­ро­ва­нии из­ме­не­ние хи­мич. со­ста­ва и/или мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы по­ли­ме­ра час­то так­же со­про­во­ж­да­ет­ся очень су­ще­ст­вен­ным из­ме­не­ни­ем струк­ту­ры по­ли­ме­ра. Мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние по­зво­ля­ет соз­да­вать по­ли­мер­ные ма­те­риа­лы и из­де­лия с улуч­шен­ным ком­плек­сом по­тре­би­тель­ских свойств – по­вы­шать ус­той­чи­вость к тер­мич. или хи­мич. воз­дей­ст­ви­ям, гид­ро­филь­ность (или гид­ро­фоб­ность), сорб­ци­он­ные свой­ст­ва, спо­соб­ность к ок­ра­ши­ва­нию и струк­ту­ри­ро­ва­нию, уп­ру­гость, проч­ность, эла­стич­ность, вли­ять на био­ло­гич. ак­тив­ность, ад­ге­зию, рас­тво­ри­мость, кри­стал­лич­ность и мно­гие др. функ­цио­наль­ные ха­рак­те­ри­сти­ки; в ря­де слу­ча­ев мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние при­во­дит так­же к по­яв­ле­нию ани­зо­тро­пии ме­ха­нич. и фи­зи­ко-хи­мич. свойств.

Струк­тур­ное М. п. мо­жет быть осу­ще­ст­в­ле­но за счёт внеш­них ме­ха­нич. воз­дей­ст­вий на твёр­дое по­ли­мер­ное те­ло; из­ме­не­ния тем­пе­ра­тур­но-вре­мен­но́­го ре­жи­ма струк­ту­ро­об­ра­зо­ва­ния твёр­до­го по­ли­мер­но­го те­ла из рас­пла­ва; из­ме­не­ния при­ро­ды рас­тво­ри­те­ля и ре­жи­ма его уда­ле­ния при об­ра­зо­ва­нии из рас­тво­ров по­ли­ме­ров по­кры­тий, плё­нок и во­ло­кон; вве­де­ния в по­ли­мер ма­лых ко­ли­честв др. ве­ществ, влияю­щих на ки­не­ти­ку об­ра­зо­ва­ния и мор­фо­ло­гию над­мо­ле­ку­ляр­ной струк­ту­ры мо­ди­фи­ци­руе­мо­го по­ли­ме­ра, и др. Этот вид мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния при­ме­ня­ет­ся для улуч­ше­ния ка­че­ст­ва во­ло­кон, для по­вы­ше­ния удар­ной проч­но­сти пла­ст­масс, для ре­гу­ли­ро­ва­ния струк­ту­ры по­ли­ме­ров в про­цес­сах из­го­тов­ления из­де­лий (напр., при экс­тру­зии, прес­со­ва­нии, об­ра­зо­ва­нии по­ли­мер­ных по­кры­тий) и пр.

Для хи­мич. М. п. ис­поль­зу­ют хи­мич. пре­вра­ще­ния уже син­те­зи­ро­ван­но­го по­ли­ме­ра, ко­то­рые мо­гут про­те­кать без из­ме­не­ния сте­пе­ни по­ли­ме­ри­за­ции мак­ро­мо­ле­кул (по­ли­ме­ра­на­ло­гич­ные пре­вра­ще­ния и внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ные ре­ак­ции), с её уве­ли­че­ни­ем (сши­ва­ние, син­тез при­ви­тых и блок-со­по­ли­ме­ров) или умень­ше­ни­ем (де­ст­рук­ция).

Ре­ак­ци­он­ная спо­соб­ность функ­цио­наль­ных групп по­ли­ме­ров и их низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ных ана­ло­гов раз­ли­ча­ет­ся, по­сколь­ку на ско­рость и на­прав­ле­ние ре­ак­ций функ­цио­наль­ной груп­пы в мак­ро­мо­ле­ку­лах мо­жет вли­ять её бли­зость к осн. це­пи и взаи­мо­дей­ст­вие с со­сед­ни­ми ис­ход­ны­ми или уже про­реа­ги­ро­вав­ши­ми груп­па­ми, кон­фор­ма­ция це­пи и её из­ме­не­ние с кон­вер­си­ей, элек­тро­ста­тич. взаи­мо­дей­ст­вия в це­пи и над­мо­ле­ку­ляр­ные об­ра­зо­ва­ния мак­ро­мо­ле­кул (см. в ст. По­ли­ме­ра­на­ло­гич­ные пре­вра­ще­ния). По­ли­ме­ра­на­ло­гич­ные про­цес­сы ис­поль­зу­ют для за­щи­ты ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ных групп мак­ро­мо­ле­ку­лы, син­те­за греб­не­об­раз­ных по­ли­ме­ров, про­из-ва ма­те­риа­лов с ио­но­об­мен­ны­ми свой­ст­ва­ми и пр.; мо­ди­фи­ци­ро­ва­ние за счёт внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ных ре­ак­ций – для по­лу­че­ния тер­мо­стой­ких по­ли­ме­ров (с сис­те­мой со­пря­жён­ных двой­ных свя­зей, с внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ны­ми цик­ла­ми).

На­ли­чие в мак­ро­мо­ле­ку­лах крат­ных свя­зей, гид­ро­ксиль­ных, кар­бок­силь­ных, кар­бо­ниль­ных, эпок­сид­ных групп по­зво­ля­ет осу­ще­ст­вить сши­ва­ние мак­ро­мо­ле­кул да­же при ма­лых кон­цен­тра­ци­ях реа­ген­тов-мо­ди­фи­ка­то­ров. К пре­вра­ще­ни­ям та­ко­го ти­па от­но­сят не­об­ра­ти­мое пре­вра­ще­ние жид­ких ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ных оли­го­ме­ров в твёр­дые не­плав­кие и не­рас­тво­ри­мые сет­ча­тые по­ли­ме­ры (от­вер­жде­ние пла­ст­масс) и по­лу­че­ние эла­стич­ных сет­ча­тых по­ли­ме­ров – ре­зин (вул­ка­ни­за­цию кау­чу­ков). Плот­ность по­пе­реч­ных свя­зей, их хи­мич. со­став и рас­пре­де­ле­ние, ис­ход­ная мо­ле­ку­ляр­ная мас­са по­ли­ме­ра и струк­ту­ра по­ли­мер­ной це­пи, вхо­дя­щей в сет­ку, оп­ре­де­ля­ют свой­ст­ва и при­ме­не­ние по­лу­чае­мых по­ли­ме­ров (см. в ст. Сет­ча­тые по­ли­ме­ры).

При­ви­тые и блок-со­по­ли­ме­ры по­лу­ча­ют взаи­мо­дей­ст­ви­ем мо­но­ме­ра с по­ли­ме­ром или взаи­мо­дей­ст­ви­ем разл. ти­пов по­ли­ме­ров или оли­го­ме­ров. Бла­го­да­ря на­ли­чию мик­ро­об­лас­тей, обо­га­щён­ных тем или иным ком­по­нен­том, при­ви­тые и блок-со­по­ли­ме­ры ха­рак­те­ри­зу­ют­ся ад­ди­тив­но­стью фи­зи­ко-ме­ха­нич. свойств. Та­кие по­ли­ме­ры, со­стоя­щие из тер­мо­ди­на­ми­че­ски не­со­вмес­ти­мых ком­по­нен­тов, пре­тер­пе­ва­ют мик­ро­рас­слаи­ва­ние (в от­ли­чие от ме­ха­нич. сме­сей со­став­ляю­щих их го­мо­по­ли­ме­ров, ко­то­рые под­вер­га­ют­ся мак­ро­рас­слаи­ва­нию). По­это­му при­ви­тые и блок-со­по­ли­ме­ры при­ме­ня­ют там, где не­об­хо­ди­мы со­вмес­ти­мые по­ли­мер­ные сис­те­мы (см. в ст. Блок­со­по­ли­ме­ры).

Де­ст­рук­ция по­ли­ме­ров, при­во­дя­щая к умень­ше­нию мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы по­ли­ме­ра, про­ис­хо­дит обыч­но при со­вме­ст­ном дей­ст­вии не­сколь­ких фак­то­ров: те­п­ла, ки­сло­ро­да, ме­ха­нич. на­пря­же­ний, све­та и вла­ги и др. Де­ст­рук­цию ис­поль­зу­ют для час­тич­но­го умень­ше­ния мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы, в ре­зуль­та­те че­го об­лег­ча­ют­ся пе­ре­ра­бот­ка и прак­тич. при­ме­не­ние по­ли­ме­ров; её ис­поль­зу­ют для ус­та­нов­ле­ния хи­мич. строе­ния по­ли­ме­ров, для по­лу­че­ния из при­род­ных по­ли­ме­ров низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ных ве­ществ (напр., гид­ро­ли­тич. де­ст­рук­ция цел­лю­ло­зы или крах­ма­ла в глю­ко­зу).