Композиционные материалы (композиты).

Композиционные материалы (композиты) – многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и т.д. Сочетание разнородных веществ приводит к созданию нового материала, свойства которого количественно и качественно отличаются от свойств каждого из его составляющих. Варьируя состав матрицы и наполнителя, их соотношение, ориентацию наполнителя, получают широкий спектр материалов с требуемым набором свойств. Многие композиты превосходят традиционные материалы и сплавы по своим механическим свойствам и в то же время они легче. Использование композитов обычно позволяет уменьшить массу конструкции при сохранении или улучшении ее механических характеристик.

Компонентами композитов являются самые разнообразные материалы – металлы, керамика, стекла, пластмассы, углерод и т.п. Известны многокомпонентные композиционные материалы – полиматричные, когда в одном материале сочетают несколько матриц, или гибридные, включающие в себя разные наполнители. Наполнитель определяет прочность, жесткость и деформируемость материала, а матрица обеспечивает монолитность материала, передачу напряжения в наполнителе и стойкость к различным внешним воздействиям.

Виды: полимерные к.м., стеклопластики, боропластики, органопластики.

2. Нуклеосомы.

Хроматин имеет компактную упаковку, в которой ДНК функционально не активна. Фундаментальная единица хроматина – нуклеосома - имеет один и тот же тип организации у всех эукариот. Нити нуклеосом находят в ядрах, обработанных растворами с низкой ионной силой. Каждая нуклеосома содержит примерно 200 пар оснований ДНК, связанной с октамерной частицей, состоящей из белков гистонов - по две копии H2A, H2B, H3 и H4. Это сердцевидные гистоны. Молекула гистона H1 является мономером, она расположена снаружи нуклеосомы, т. к. её удаление не влияет на структуру частицы. Нуклеосома выглядит в виде цилиндра, вокруг которого ДНК делает два оборота. Участок ДНК между двумя нуклеосомами называют линкером (линкерным участком). ДНК длиной 146 пар оснований обматывается вокруг октамера, ещё около 50 пар оснований приходится на линкер. Более 90% ДНК в клетке присутствует в составе нуклеосом. После упаковки ДНК в нуклеосомные структуры она укорачивается в 6 раз.Когда изучают структуру хроматина под электронным микроскопом, обычно находят два типа нуклеосомных нитей: 10 нм и 30 нм в диаметре. Первая представляет собой нить из нуклеосом, расположенных друг за другом. Нить диаметром в 30 нм представляет собой спираль, свёрнутую из нити диаметром 10 нм. В каждом витке спирали находится 6 нуклеосом. В фибрилле диаметром 30 нм коэффициент упаковки ДНК составляет примерно 36-40, т. е. каждый микрометр по оси этой нити содержит 40 мкм ДНК.

Механическая деструкция полимеров.

Механическая деструкция полимеров обусловливается локализацией механической энергии на отдельных участках цепи и возникновением внутренних напряжений, соизмеримых с энергией химической связи, в результате чего связь разрывается. Образующиеся при этом макрорадикалы обладают высокой реакционной способностью и могут вступать в различные химические реакции, характерные для макрорадикалов. Поэтому конечными продуктами механической деструкции также являются разные продукты: вещества более низкого молекулярного веса, линейные, разветвленные и пространственные полимеры.

БИЛЕТ №23

Термическая деструкция.

Деструкция ВМС – разрыв химических связей в главной цепи макромолекулы. В зависимости от характера разрыва химической связи деструкция идет с образованием активных частиц – ионов или свободных радикалов. Термическая деструкция относится к физической. ТД – разрыв макромолекулярных цепей под действием теплоты. Этот процесс не протекает изолированно, проходит совместно с другими видами деструкции. При повышенной температуре под действием тепловой энергии может происходить ослабление всех видов связей в полимерной молекуле, разрыв главной валентной связи. Большинство полимеров подвергается распаду при температуре 200-300^о С, кроме политетрафторэтилена и др. термостойких ВМС. ТД протекает с участием свободных радикалов. Крекинг – процесс является одним из видов ТД. Характерная особенность ТД состоит в том, что она протекает не только со снижением молекулярной массы и изменением структуры макромолекулы, но также с деполимеризацией. Устойчивость полимера к химическому разложению при повышенных температурах определяет его термостойкость. Она оценивается по температуре, при которой начинается заметное разложение полимера, по продуктам разложения и по скорости процесса. На термостойкость ВМС оказывает влияние заместители. Так, полиэтилен является более термостойким, чем пропилен, полиизобутилен. Наличие ароматических колец, гетероциклов в цепи повышает термостойкость.