Поток монографий и брошюр в области химии и физики полимеров сегодня настолько велик, что читатель уже с некоторым опасением берет в руки очередное издание, заранее сомневаясь в оригинальности и новизне информации, которую он может получить.
К счастью в данном случае для таких сомнений нет оснований и перед нами хороший пример оригинального, увлекательно написанного «Слова о полимерах», автором которого является всемирно известный английский специалист, один из творцов кинетической теории высокоэластичности — краеугольного камня науки о полимерах.
Книга Л. Трилора представляет собой звено в так называемой Уайкхемской серии, которая, по словам издателей, преследует цель «расширить кругозор старшеклассников и подготовить их к восприятию современного уровня науки, на котором ведется преподавание в университетах». Каждая монография этой серии призвана укрепить связь между школой и университетом, и поэтому автору — профессору Манчестерского университета при написании помогал опытный педагог колледжа.
Книга Л. Трилора — не рядовое издание в море книг по полимерам, а одно из лучших для приобщения любознательных молодых людей школьного и начального студенческого возраста к этой области.
Автор поставил себе целью объяснить в терминах, понятных человеку со средним образованием, чем отличается мир высокомолекулярных соединений и полимерных материалов от привычного и знакомого мира низкомолекулярных веществ и как абсолютно все свойства этого класса веществ определяются цепочечным строением больших молекул. Неоценимым достоинством книги
является то, что автор нигде не спускается до вульгаризации, а наоборот, ведет изложение на весьма высоком научном уровне, предполагающем активную работу мысли читателя. Фактически эта книга — пример высшей формы научно-популярной литературы.
В главе 1 «От каучуков к стеклам» поясняется химическая сущность полимерных молекул, вводится терминология и дается очень краткое описание примеров синтетических и природных полимеров.
Глава 2 называется «Полимерная молекула: ее размеры и форма». Здесь почти исчерпывающе (на уровне введения, разумеется) рассматриваются особенности поведения макромолекул в растворе — осмотическое давление, вязкость, влияние молекулярного веса, гибкость изолированной цепи, свобода конформационных превращений и потенциальные барьеры вращения. В конце главы дается резюме, где читателю формулируется первая концепция о цепочечном строении молекул и их форме.
Глава 3 «Почему каучук эластичен?» — одна из лучших в книге. В ней Л. Трилор увлекательно показывает, как идея о длинных цепочечных молекулах необходима для объяснения столь знакомого читателю явления, как эластичность каучука. Примечательно то, что для доказательства своей последовательно развиваемой линии автор приводит чертежи и графики своих экспериментальных работ и работ других ученых, опубликованных в солидных научных журналах и, казалось бы, предназначенных только для специалистов, а не новичков в данной области, да еще не знакомых с высшей математикой и современной физической химией. Этот прием Л. Трилор использует и дальше, что весьма полезно, так как приобщает начинающего читателя к «высокой науке».
В заключении главы подчеркивается общность только что на глазах читателя построенной статистической теории эластичности и вместе с тем трудности и противоречия, которые с ней связаны. Уже одно упоминание об этих противоречиях на страницах книги показывает, насколько «на равных» автор разговаривает со старшеклассниками.
Далее рассматриваются молекулярные сетки, способы их образования и их роль в реализации обратимой эла-
стической деформации. Там же рассказана история открытия вулканизации каучуков серой и значение этого открытия в науке и промышленности. Смысл всей гла-
вы__пояснить, какие свойства и параметры отдельной
молекулы полимера позволяют понять казавшееся таинственным явление зысокоэластичности, не присущее низкомолекулярным веществам.
В следующих главах рассматриваются стеклообразное и кристаллическое состояния полимеров, проблемы их структуры и свойств, понятия о единичных кристаллах, о складчатой конформации цепи, о дефектности реальных полимерных кристаллов и т. п. Автор нигде не упрощает сложности проблем, стоящих перед учеными, причем он подает их так, что это вызывает стремление больше узнать и решить эти проблемы.
Книга завершается остроумно написанной оригинальной гл^сй «Эластические жидкости», где Л. Трилор объясняет природу таких явлений, как эластичность расплавов и растворов полимеров.
Автор как опытный экскурсовод проводит читателя по спиралям теории и практики увлекательной области полимеров, продемонстрировав почти максимум тех явлений, которые отличают их от мира низкомолекулярных веществ и обусловлены полимерной природой молекул.
К недостаткам этой книги следует отнести отсутствие ссылок на ряд основополагающих работ советских ученых в этой области. Примеры для иллюстраций автор берет из английских или американских статей, хотя вклад советских ученых в ряд областей науки о полимерах общепризнан. Стоит вспомнить в связи с этим работы В. А. Картина и сотрудников по структуре аморфных полимеров и механическим свойствам аморфных и кристаллических полимеров, а также некоторые другие работы.
При переводе мы старались сохранить живой стиль автора, хотя были опущены некоторые несущественные для советского читателя подробности.
Мы надеемся, что книга Л. Трилора окажется полезной и интересной для самых широких кругов читателей.
//. Платэ
I
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА ;
Основная цель, которую преследует эта книга, состоит в том, чтобы показать, как можно понять физические свойства основных типов полимеров с точки зрения их молекулярного строения. Книга начинается с анализа природы полимерной молекулы, ее размеров и геометрической формы и далее рассматриваются конкретные особенности молекул, в зависимости от которых полимер представляет собой каучукоподобный, стеклообразный или кристаллический материал. Детально описаны структура и физические свойства полимеров, относящихся к каждому из этих классов, а также волокна, которые представляют собой особый вид кристаллических полимеров.
Такое изложение дает читателю представление о колоссальном разнообразии промышленных полимерных материалов и позволяет разобраться в различиях между полимерными и неполимерными веществами.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.................... 5
Из предисловия автора .... ............ 8
Глава 1. От каучуков к стеклам............. 9
1. Область распространения полимерных материалов . . 9
2. Что такое полимер? ............. 10
3. Природные полимеры............. 13
4. Синтетические полимеры ........... 17
5. Заключение................ 27
Глава 2. Полимерная молекула: ее размеры и форма . . . . 28
1. Введение................. 28
2. Проблема молекулярного веса......... 29
2а. Вязкость растворов............. 31
3. Размер полимерной молекулы......... 35
4. Форма молекулы полимера.......... 37
5. Заключение ................ 42
Глава 3. Почему каучук эластичен?...........44
1. Сущность проблемы............. 44
2. Эффект Гуха — Джоуля........... 46
2а. Демонстрация эффекта Гуха — Джоуля..... 47
3. Теплота растяжения............. 49
4.-Ранние теории эластичности каучука....... 51
5. Эластичные молекулы ............ 54
6. Статистика цепи.............. 55
7. Термоэластические эффекты.......... 59
8. Напряжение в изолированной цепи....... 61
9. Заключение ................ 62
Глава 4. Молекулярная сетка............. 64
1. Условия возникновения каучукоподобной эластичности 64
2. Перепутанность цепей ......... . . 66
3. Чарльз Гудьир и открытие процесса вулканизации . 67
4. Механические свойства каучука ........ 69
5. Геометрия растяжения............ 72
6. Значение постоянства объема......... 74
7. Свойства молекулярной сетки......... 75
8. Простой сдвиг............... 78
9. Численные величины модулей эластичности .... 80
10. Деструкция и разрушение сетки........ 83
11. Заключение ......,......... 84
Глава 5. Стеклообразное состояние...........86
1. Что такое стекло?.............. 66
2. Кристаллы и стекла............. 87
3. Процесс образования стекла.......... 93
4. Стеклообразные полимеры........... 94
5. Природа стеклования............. ?6
6. Температура стеклования........... 97
7. Механические свойства полимера в переходной области................... 100
8. Возвратная упругость............ 105
9. Хрупкость стекла............. . 106
10. Заключение ................109
Глава 6. Кристаллизационные явления в каучуке.....111
1. Введение .................111
2. Кристаллизация при охлаждении........112
3. Скорость кристаллизации...........113
4. Интерпретация кривых скорости кристаллизации . .115
5. Явления, сопутствующие плавлению.......119
6. Кристаллизация при растяжении........122
7. Механические свойства растянутого кристаллического каучука..................126
8. Заключение................ 128
Глава 7. Кристаллические полимеры...........130
1. Механические свойства кристаллических полимеров . 130
2. Структура полимерных кристаллов....... 133
3. Факторы, способствующие кристаллизации .... 137
4. Изотактические полимеры........... 139
5. Кристаллизация и плавление.......... 142
6. Степень кристалличности........... 146
7. Единичные кристаллы полимеров........ 149
8. Структура кристаллических полимеров...... 152
Глава 8. Волокна и волокнообразование.........155
1. Введение .................155
2. Найлон..................155
1 3. Лавсан..................157
4. Прядение из расплава............159
5. Вытяжка и образование «шейки»........160
6. Целлюлоза и ее производные.........163
7. Структура и свойства целлюлозы ,.......164
8. Прядение целлюлозы............. 166
9. Свойства целлюлозных волокон........ 167
10. Поперечные срезы волокон.......... 169
11. Акриловые волокна............. 170
12. Заключение ................ 172
Глава 9. Прочность и разрушение........... 173
1. Роль прочности............... 172
2. Типичные значения прочности......... 176
3. Теоретическая прочность твердого тела ...... 178
4. Теория дефектов Гриффитса.......... 182
5. Стеклообразные полимеры........... 186
6. Поверхностная энергия разрушения....... 187
7. Влияние ориентации............. 189
8. Волокна и армирование волокнами....... 191
9. Заключение ................ 194
Глава 10. Поглощение воды и набухание......... 195
1. Процесс поглощения воды.......... 195
2. Давление набухания............. 199
3. Теплота смачивания............. 201
4. Влагопоглощение волокон в практическом аспекте . . 203
5. Какова природа влагопоглощения? ...... 205
6. Набухание каучуков............. 206
7. Сравнение каучуков с влагопоглощающими полимерами.................. 211
8. Маслостойкие каучуки............. 212
9. Заключение................ 213
Глава 11. Эластические жидкости............ 214
1. «Прыгающие» и «растягивающиеся» жидкости . . . 216
2. Вязкое течение полимеров........... 219
3. Молекулярный механизм вязкого течения ..... 223
4. Вязкое течение полимеров........... 225
5. Длина цепи и вязкость............ 227
6. Эффекты Вейзенберга ............ 229
7. Заключение ................ 232
Список литературы................. 234
Список дополнительной литературы........... 235
Цена: 100руб.
