- •Физика и химия высокомолекулярных соединений
- •Модуль 1. Основные понятия химии полимера их классификация и синтез методами радикальной и катионной полимеризации.
- •1.1. Основные понятия химии высокомолекулярных соединений
- •Основные понятия и определения.
- •Основные отличия высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных соединений.
- •Основные понятия и определения.
- •1.1.2. Основные отличия высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных соединений.
- •1.2. Классификация полимеров. Понятие конфигурации, конформации и гибкости полимеров.
- •1.2.4.Классификация полимеров в зависимости от природы расположения звеньев макромолекулы.
- •1.2.5. Классификация полимеров в зависимости от поведения при повышенных температурах.
- •1.2.6. Стереорегулярные полимеры.
- •1.2.3.Классификация полимеров в зависимости от формы макромолекулы.
- •1.2.7. Конфигурация полимеров.
- •1.2.8. Конформация полимеров.
- •1.2.9. Гибкость полимеров.
- •Понятие средней молекулярной массы полимеров.
- •Кривые молекулярно – массового распределения.
- •1.3.3. Среднечисловая молекулярная масса.
- •1.3.4. Среднемассовая молекулярная масса.
- •1.3.5. Средневязкостная молекулярная масса.
- •1.3.6. Понятие функциональности.
- •1.4. Методы синтеза полимеров. Радикальная полимеризация.
- •1.4.2. Мономеры, вступающие в радикальную полимеризацию.
- •1.4.3. Стадии радикальной полимеризации. Инициирование (термическое, окислительно-восстановительное, фотохимическое).
- •1.4.4. Рост цепи.
- •1.4.5. Обрыв цепи.
- •1.4.6. Передача цепи.
- •1.4.7. Регуляторы молекулярной массы полимера.
- •1.4.8. Ингибиторы реакции полимеризации.
- •1.5. Кинетика радикальной полимеризации. Влияние различных факторов на процесс радикальной полимеризации.
- •1.5.1. Кинетика радикальной полимеризации.
- •1.5.1. Кинетика радикальной полимеризации.
- •1.5.2. Влияние температуры на процесс радикальной полимеризации.
- •1.6. Радикальная сополимеризация. Способы проведения радикальной сополимеризации.
- •1.6.2. Кинетика радикальной сополимеризации.
- •1.6.3. Диаграмма состава сополимера от исходной смеси мономеров.
- •1.6.4. Определение констант сополимеризации методом Майо – Льюиса.
- •1.6.5. Определение констант сополимеризации методом Файмана - Росса.
- •1.6.6. Способы проведения полимеризации в блоке.
- •1.6.7. Способы проведения полимеризации в растворе.
- •1.6.8. Способы проведения полимеризации в эмульсии.
- •1.6.9. Способы проведения полимеризации в суспензии.
- •1.7. Катионная полимеризация.
- •1.7.2. Стадии катионной полимеризации (инициирование, рост цепи, передача цепи на мономер).
- •1.7.3. Кинетика катионной полимеризации.
- •Модуль 2. Синтез полимеров методом анионной полимеризации. Химическое превращение полимеров. Кристаллические и аморфные полимеры. Растворы полимеров. Отдельные представители.
- •2.1. Анионная полимеризация.
- •2.1.2. Стадии анионной полимеризации (инициирование, рост цепи, передача цепи на растворитель и на мономер).
- •2.1.3. Особенности анионной полимеризации. Скорость анионной полимеризации.
- •2.1.4. Анионная полимеризация в присутствии щелочных металлов, а также алкилов щелочных металлов.
- •2.1.5. Анионно-координационная полимеризация.
- •2.1.6. Ионно-координационная полимеризация.
- •2.2. Поликонденсация.
- •2.2.1. Мономеры, вступающие в реакцию поликонденсации.
- •2.2.2. Классификация поликонденсации (гомополиконденсация, гетерополиконденсация, линейная, трехмерная, циклополиконденсация, равновесная и неравновесная поликонденсации).
- •2.2.3. Основные отличия поликонденсации от полимеризации.
- •2.2.1. Мономеры, вступающие в реакцию поликонденсации.
- •2.2.2. Классификация поликонденсации (гомополиконденсация, гетерополиконденсация, линейная, трехмерная, циклополиконденсация, равновесная и неравновесная поликонденсации).
- •Основные отличия поликонденсации от полимеризации.
- •2.3. Влияние различных факторов на процесс поликонденсации.
- •2.3.2. Побочные реакции.
- •2.3.3. Кинетика линейной поликонденсации.
- •2.3.4. Способы проведения линейной поликонденсации.
- •2.5. Деструкция полимеров.
- •2.5.1. Химическая деструкция.
- •2.5.2. Окислительная деструкция.
- •2.5.3. Термическая деструкция.
- •2.5.4. Фотохимическая деструкция.
- •2.5.5. Действие ионизирующих излучений.
- •2.5.6. Механохимические процессы.
- •2.6. Структура макромолекул и физическое состояние аморфных полимеров.
- •2.6.2. Надмолекулярные структуры.
- •2.6.3. Три физических состояния аморфных полимеров.
- •2.6.4. Стеклообразное состояние.
- •2.6.5. Высокоэластическое состояние.
- •2.6.5. Вязкотекучее состояние.
- •2.6.6.Релаксация напряжения.
- •2.7. Растворы полимеров.
- •2.7.2. Признаки растворов.
- •2.7.3. Особенности процесса растворения полимеров.
- •2.7.4. Термодинамика растворения полимеров.
- •2.7.5. Факторы, влияющие на растворение и набухание полимеров.
- •2.7.6. Уравнение состояния полимера в растворе.
- •2.7.7. Гидродинамические свойства макромолекул в разбавленных растворах.
- •2.7.8. Фракционирование полимеров.
- •2.8. Основные представители полимеров.
- •2.8.2. Галогенпроизводные представители углеводородов.
- •2.8.3. Ароматические углеводороды.
- •2.8.4. Сложные полиэфиры. Полиэтилентерефталат (лавсан).
- •2.8.5. Синтетические полиамиды.
- •2.8.6. Полиуретаны.
2.8.2. Галогенпроизводные представители углеводородов.
Поливинилхлорид.
винилхлорид поливинилхлорид
Поливинилхлорид получают эмульсионной или суспензионной полимеризацией винилхлорида с перекисными инициаторами.
Молекулярная масса 30 тыс.; поливинилхлорид не кристаллизуется, разлагается при температуре 130-1500С, растворим в кетонах, в CCl4, а в воде и предельных углеводородах не растворим; стоек к кислотам, щелочам при температуре 200С.
Поливинилхлорид применяется для производства листовых и плиточных материалов, покрытий, кабельной изоляции, для изготовления труб и деталей аппаратуры, ограниченно для производства волокон.
Практическое применение имеют сополимеры винилхлорида, винилацетата, акрилонитрила, винилиденхлорида.
Поливинилиденхлорид.
винилиденхлорид поливинилиденхлорид
Поливинилиденхлорид получают радикальной полимеризацией в эмульсии. Он не растворяется ни в одном из растворителей; применяется для производства волокна, широкое применение находят его сополимеры.
Политетрафторэтилен.
n F2C = CF2 −[CF2 − CF2]n−
Политетрафторэтилен получают радикальной полимеризацией в присутствии перекиси в эмульсии. Он ни в чем не растворяется, имеет необычно высокую химическую стойкость к концентрированным кислотам, щелочам, органическим растворителям, является хорошим диэлектриком. Политетрафторэтилен применяется для изготовления электрических и радиотехнических изделий, химически стойких труб, насосов, для производства волокон, обладает термостойкостью, температура плавления 320-3270 С.
2.8.3. Ароматические углеводороды.
Полифенилен.
Полифенилен получают поликонденсацией парадибромбензола в присутствии в качестве катализатора меди при температуре 2500С.
Полифенилен вследствие большой жесткости не растворим, а наличие сопряженных связей обуславливает высокую термостойкость (> 5000 С).
Фенолформальдегидные смолы.
Фенолформальдегидные смолы получают конденсацией фенола с формальдегидом, который сначала присоединяется к фенолу с образованием метилопроизводных. Поликонденсация метилопроизводных протекает с отщеплением воды. При соотношении фенола и формальдегида 7:6 в присутствии кислого катализатора образуется линейный полимер с молекулярным весом ≈ 1300, называемый новолаком.
Новолаки применяют для производства лаков и прессовочных порошков.
При действии формальдегида на поли-α-метиленоксифенилен или при поликонденсации фенола с избытком формальдегида получаются разветвленные полимеры – резолы:
или пространственные полимеры – резиты:
При хранении или при нагревании резолы легко переходят в резиты с соответствующим изменением свойств полимера. Резолы применяются при производстве пластмасс в смеси с наполнителями для формования различных изделий, а также для изготовления слоистых пластиков из ткани или бумаги, пропитанной резолом. В процессе производства резолы превращаются в резиты, и полученные изделия применяются в электротехнике, в машиностроении и для других целей.
