Модель сегментального броуновского движения в полимерах

Известно, что пластмассы, резины и волокна построены из макромолекул. В каучуках и расплавах полимеров эти нитевидные молекулы участвуют в броуновском движении, в результате чего они принимают статистически беспорядочные конформации. При растяжении образца каучука осуществляется переход в менее вероятные конформации, что приводит к появлению силы, стремящейся при снятии внешней нагрузки возвратить макромолекулы в беспорядочные конформации.
Эти основные положения, касающиеся строения полимеров, были установлены около 30—40 лет назад. Однако часто и сейчас студенты, изучающие физикохимию полимеров, затрудняются представить себе форму макромолекул и ее влияние на механические свойства материала.
Несколько лет назад Национальная научная ассоциация (США) поручила фирме «Дюпон» приготовить для Всемирной выставки в Брюсселе (1958 г.) модель, иллюстрирующую форму и основные свойства макромолекул. Была создана модель линейной макромолекулы, увеличенной в 25 млн. раз, с помощью которой можно наглядно продемонстрировать характер трехмерного сегментального броуновского движения макромолекул. С помощью этой модели удалось показать, что броуновское движение действительно приводит к статистически беспорядочным конформациям цепи, и тем самым подтвердить, что предположение о молекулярном движении как о причине эластичности каучуков действительно правильно.
Движение модели было заснято на кинопленку и полученный фильм неоднократно демонстрировался различным группам зрителей. Однако настоящая работа является первым опубликованным описанием этой модели. В статье кратко описываются расчеты модели и приводятся некоторые иллюстрации, показывающие возможные конформации цепи. Также показано, что различные макромолекулы могут переплетаться, приводя к возникновению сложного спектра времен релаксации. Некоторые специфичные особенности движений могут сохраняться и в твердых полимерах, приводя к возникновению обсуждаемых на симпозиуме множественных переходов.