Линейные, разветвленные и сетевые полимеры
Одна из особенностей, присущих всем волокнообразующим полимерам, — линейная структура. Как объясняется в статье Промышленные полимеры, химия полимеров, полимеры образуются путем соединения вместе, посредством прочных ковалентных связей, более мелких молекулярных единиц, известных как мономеры. Когда эти мономеры соединяются друг с другом, как звенья одной цепи, образуется полимер с простой линейной структурой. В некоторых полимерах от длинной цепи через определенные промежутки отходят более короткие цепи, так что образуется разветвленная структура. В других полимерах ветви становятся многочисленными и сшиваются с другими полимерными цепями, образуя сетевую структуру. (Эти три полимерные структуры показаны на рисунках 1A, 1B и 1C в разделе «Промышленные полимеры, химия»).
Материалы из линейных и разветвленных полимеров сохраняют свою форму при охлаждении благодаря значительному притяжению (известному как межмолекулярные силы, или силы Ван-дер-Ваальса), которое оказывают друг на друга такие крупные молекулы. Однако при нагревании эти материалы размягчаются и в конце концов становятся расплавленными, поскольку молекулы, не сшитые ковалентными связями, преодолевают межмолекулярные силы и текут друг мимо друга. Линейные и разветвленные полимеры также растворяются в подходящих растворителях. Такое поведение делает линейные полимеры особенно подходящими для формования в волокна, которые, как объясняется ниже, обычно прядут из расплавленного состояния или из раствора. Лишь немногие сильно разветвленные полимеры подходят для изготовления волокон, поскольку они плохо кристаллизуются и имеют относительно плохие механические свойства.
Сетевые полимеры образуют огромные, сложные, химически связанные структуры, которые не плавятся, не подвергаясь химическому разложению. Кроме того, хотя сетевые полимеры могут размягчаться и набухать при обработке растворителями, они не могут легко растворяться. Такие свойства делают большинство сетевых полимеров непригодными для формирования волокон.
