1. Высокомолекулярные соединения: основные понятия и определения.

2. Количественные характеристики длины полимерных молекул.

3. Свойства высокомолекулярных соединений, обусловленные цепным строением макромолекул.

4. Классификация высокомолекулярных соединений.

5. Основные этапы развития полимерной науки и производства. Производство полимеров в Беларуси.

6. Структура полимерной цепи. Регулярные и нерегулярные полимеры. Уровни конфигурации макромолекулы.

7. Уровни иерархии конформации макромолекулы.

8. Термодинамическая и кинетическая гибкость макромолекулы. Количественные характеристики гибкости макромолекулы: среднеквадратичное расстояние между концами цепи, радиус инерции макромолекулы, длина сегмента макромолекулы.

9. Модель свободно-сочлененной цепи: вывод и анализ уравнения, связывающего среднеквадратичное расстояние между концами цепи с контурной длиной цепи. Модель с фиксированными валентными углами. Модель заторможенного вращения.

10. Cегмент макромолекулы. Определение понятия. Факторы, определяющие длину статистического сегмента. Методы определения длины статистического сегмента. Жесткоцепные и гибкоцепные высокомолекулярные соединения.

11. Агрегатные, фазовые и релаксационные состояния полимеров.

12. Релаксационные состояния аморфных высокомолекулярных соединений. Анализ термомеханической кривой аморфного линейного высокомолекулярного соединения.

13. Высокоэластическое состояние высокомолекулярных соединений.

14. Стеклообразное состояние высокомолекулярных соединений.

15. Вязкотекучее состояние высокомолекулярных соединений.

16. Радикальная сополимеризация. Уравнение состава сополимера. Схема Алфрея – Прайса (Q–е).

17. Кинетика радикальной полимеризации при малых степенях превращения.

18. Мономеры и элементарные реакции радикальной полимеризации.

19. Цепные реакции образования макромолекул.

20. Кинетика линейной поликонденсации.

21. Особенности синтеза полимеров методом поликонденсации.

22. Полимераналогичные превращения целлюлозы.

23. Реакционная способность мономеров и радикалов в радикальной полимеризации. Гель-эффект.

24. Полимераналогичные превращения поливинилового спирта и полистирола.

25. Классификация и гидродинамические свойства полиэлектролитов.

26. Деструкция и деполимеризация макромолекул. Принципы стабилизации высокомолекулярных соединений.

27. Прививочная сополимеризация.

28. Классификация реакций сшивания макромолекул и особенности свойств сшитых высокомолекулярных соединений.

29. Полимераналогичные превращения полиэтилена.

30. Классификация реакций высокомолекулярных соединений.

31. Надмолекулярные, конформационные и конфигурационные эффекты в реакциях высокомолекулярных соединений.

32. Способы проведения полимеризации.

33. Анионная полимеризация.

34. Кинетика катионной полимеризации.

35. Катионная полимеризация.

36. Необходимые и достаточные условия кристаллизации высокомолекулярных соединений. Основные структурные элементы кристаллических высокомолекулярных соединений.

37. Способы ориентации и свойства ориентированных высокомолекулярных соединений.

38. Термодинамические понятия, используемые в теории растворов полимеров. Особенности термодинамики полимерных растворов. Энергетика растворения полимеров.

39. Набухание полимеров. Фазовые диаграммы систем полимер-растворитель. Фракционирование полимеров.

40. Вязкость растворов полимеров. Определение молекулярной массы и среднеквадратичного расстояния между концами цепи методом вискозиметрии.

41. Синтез, структура, свойства и применение 1.полиэтилена, 2.изотактического полипропилена, 3.поливинилового спирта, 4.полиметилметакрилата, 5.фенолформальдегидных олигомеров, 6.полимеров и сополимеров акрилонитрила, 7.полимеров и сополимеров бутадиена, 8.полимеров и сополимеров изопрена, 9.полимеров и сополимеров хлоропрена, 10.полиэтилентерефталата, 11.поликапролактама, 12.белков, 13.полиимидов, 14.полиуретанов, 15.целлюлозы и ее производных, 16.полистирола, 17.полисилоксанов, 18.поливинилхлорида.

42. Характеристика и применение полимерных материалов: пластомеры, эластомеры, волокна, пленки, клеи.

1. Высокомолекулярные соединения: основные понятия и определения.

Предметом рассмотрения химии ВМС являются соединения с наличием цепи, т.е. повторяющихся структурных групп. Такие группы называются составными звеньями. Это могут быть атомы или группы атомов. Цепь – последовательность составных звеньев.

Высокомолекулярное соединение – вещество, молекулы которого имеют цепное строение и относительную молекулярную массу более 5 10³. «Полимер» - более узкое понятие, чем «ВМС».

Макромолекула – молекула с высокой относительной молекулярной массой, структура которой включает многократно повторяющиеся звенья, на самом деле, или условно произошедшие от молекул с низкой молекулярной массой.

Определения:

1. Первичные:

• Полимер – вещество, состоящее из молекул, характеризующихся многократным повторением групп атомов, соединенных между собой, и при добавлении очередных структурных звеньев, свойства нового полимера не отличаются от свойств предыдущего.

• Олигомер - вещество, состоящее из молекул, содержащих некоторое количество групп атомов (составных звеньев), соединенных повторяющимся образом друг с другом. Физические свойства олигомера изменяются при добавлении или удалении одного или нескольких звеньев из его молекул.

• Составное звено - атом или группа атомов, входящих в состав цепи молекулы олигомера или полимера.

2. Вторичные:

• Мономер - вещество, состоящее из молекул, каждая из которых может образовать одно или несколько составных звеньев.

• Полимеризация - процесс превращения мономера или смеси мономеров в полимер.

• Олигомеризация - процесс превращения мономера или смеси мономеров в олигомер.

Гомополимер – полимер, образованный исходя из мономера одного типа.

Сополимер – полимер, образованный исходя из мономера более чем одного типа.

Мономерное звено - наибольшее составное звено, которое образует одна молекула мономера в процессе полимеризации.

2. Количественные характеристики длины полимерных молекул.

Степень полимеризации N – число мономерных звеньев в макромолекуле.

Контурная длина цепи L – длина развёрнутой, максимально вытянутой (без нарушения валентных углов) цепи. Она связана со степенью полимеризации N:

,где – размер мономерного звена. Формула не справедлива для винильных полимеров (СН₂=СНR).

Средние значения молекулярной массы (ММ):

• Среднечисловая ММ – молекулярная масса, усреднённая по числу цепей данной длины.

где N_i – число макромолекул с длиной ,

– ММ макромолекулы, длина которой .

• Среднемассовая ММ – молекулярная масса, усредненная по массе цепей данной длины.

• Среднеседиментационная ММ – определяется методом ультрацентрифугирования.

• Средневязкостная ММ – определяется методом вискозиметрии.

где – параметр уравнения Марка – Куна – Хауквинка.

Отношение / является мерой неоднородности ВМС по молекулярной массе, мерой полидисперсности, и называется показателем полидисперсности.

Если K_D=1, то ВМС монодисперсно, т.е. состоит из макромолекул одной длины и одинаковой молекулярной массы.