- •1. Высокомолекулярные соединения: основные понятия и определения.
- •1. Первичные:
- •2. Вторичные:
- •2. Количественные характеристики длины полимерных молекул.
- •3. Свойства высокомолекулярных соединений, обусловленные цепным строением макромолекул.
- •Высокая вязкость растворов полимеров
- •4) Классификация вмс
- •5) Основные этапы развития полимерной науки и производства. Производство полимеров в Беларуси.
- •7. Уровни иерархии конформации макромолекулы.
- •6) Структура полимерной цепи. Регулярные и нерегулярные полимеры. Уровни конфигурации макромолекулы.
- •Сегмент макромолекулы. Определение понятия. Факторы, определяющие длину статистического сегмента. Методы определения длины статистического сегмента. Жесткоцепные и гибкоцепные вмс.
- •Агрегатные, фазовые и релаксационные состояния полимеров.
- •Релаксационные состояния аморфных вмс. Анализ термомеханической кривой аморфного линейного вмс.
- •13. Высокоэластическое состояние вмс.
- •14. Стеклообразное состояние вмс
- •15. Вязкотекучее состояние вмс
- •Радикальная сополимеризация. Уравнение состава сополимера. Схема Алфея-Прайса (q-e).
- •Кинетика радикальной полимеризации при малых степенях превращения.
- •Мономеры и элементарные реакции радикальной полимеризации.
- •1. Инициирование.
- •2. Рост цепи.
- •3. Обрыв цепи.
- •4. Реакции передачи цепи.
- •19)Цепные процессы образования вмс
- •20) Кинетика поликонденсации
- •21)Особенности синтеза полимеров методом поликонденсации.
- •1. Линейная поликонденсация
- •1 Поликонденсация в расплаве.
- •2 Поликонденсация в растворе.
- •3 Межфазная поликонденсация
- •Полимераналогичные превращения целлюлозы.
- •Реакционная способность мономеров и радикалов в радикальной полимеризации. Гель-эффект.
- •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 сшитых вмс.
- •29) Полимераналогичные превращения полиэтилена.
- •30).Классификация реакций вмс.
- •31) Надмолекулярные, конформационные и конфигурационные эффекты в реакциях вмс
- •32) Способы проведения полимеризации
- •33) Анионная полимеризация
- •34. Кинетика катионной полимеризации
- •35. Катионная полимеризация.
- •36. Необходимые и достаточные условия кристаллизации вмс. Основные структурные элементы Кристаллических вмс.
- •37. Способы ориентации и свойства ориентированных вмс.
- •38. Термодинамические понятия, используемые в теории растворов полимеров.
- •39. Особенности термодинамики полимерных растворов. Энергетика растворения полимеров. Набухание полимеров. Фазовые диаграммы систем полимер-растворитель.
- •40) Вязкость растворов полимеров. Определение молекулярной массы и среднеквадратичного расстояния между концами цепи методом вискозиметрии.
- •Характеристика и применение полимерных материалов: пластомеры, эластомеры, волокна, пленки, клеи.
- •1. Полиэтилен:
- •2 Изотактический полипропилен
- •3) Поливиниловый спирт
- •4) Метилметакрилат.
- •5 Фенолформальдегидные олигомеры
- •6 Полимеры и сополимеры акрилонитрила
- •7 Бутадиен
- •8 Полиизопрен
- •9 Хлоропрен
- •10 Полиэтилентерефталат (пэт)
- •11 Поликапролактам
- •12 Белки
- •13 Полиимиды
- •14 Полиуретан
- •15 Целлюлоза и ее производные
- •16 Полистирол
- •17 Полисилоксан
- •18 Поливинилхлорид
16 Полистирол
Полистирол (П.) — термопластичный полимер преимущественно линейного строения.
С
войства
и
структура.
Выпускаемый
в пром-сти П.— аморфный, прозрачный,
хрупкий продукт; степень полимеризации
600—2500. Элементарные звенья в макромолекулах
П. расположены гл. обр. в положении 1,2.
Для П. существуют критич. величины мол.
массы (Мп~120∙103,
Мω~250∙103),
выше к-рых прочность при растяжении и
относительное удлинение мало зависят
от мол. массы.
При уменьшении мол. массы увеличивается текучесть, снижаются прочность при растяжении и теплостойкость; твердость, модуль упругости при изгибе от мол. массы зависят незначительно. П.— очень хороший диэлектрик, но характеризуется относительно низкой механич. прочностью. Для улучшения ударной вязкости и теплостойкости получают сополимеры стирола.
В присутствии координационно-анионных катализаторов образуется непрозрачный кристаллич. П. изо-тактич. структуры, к-рый плавится при 237°С. В остальном физич. свойства аморфного и кристаллич. П. близко совпадают.
Для П. характерны низкое влагопоглощение, высокая стойкость к действию радиоактивного излучения. Он хорошо растворим в мономере, ароматич. и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, кетонах, сероуглероде, пиридине; нерастворим в низших спиртах, низкомолекулярных алифатич. углеводородах, простых эфирах, фенолах. П. стоек к действию щелочей и галогеноводородных к-т, разрушается конц. азотной и ледяной уксусной к-тами. Легко окрашивается в различные цвета.
Термич. деструкция П. протекает с заметной скоростью при темп-рах несколько выше 260°С, термоокислительная деструкция начинается ок. 200°С; процессы сопровождаются выделением мономера, пожелтением и снижением вязкости расплава остатка. Механохимич. деструкция в присутствии следов кислорода происходит уже при 160°С; она также приводит к снижению вязкости и изменению ММР материала, причем эффект тем выше, чем больше Мω полимера. Под действием УФ-лучей происходит помутнение и пожелтение П., увеличивается его хрупкость. Для фотостабилизации П. используют люминофорные красители и другие стабилизаторы, которые вводят в П. при гранулировании.
П. безвреден и широко используется как упаковочный материал в пищевой пром-сти (при этом содержание остаточного мономера в нем не должно превышать 0,1% по массе). Для др. областей применения допустимое содержание мономера в П. 0,5—0,7%.
Получение и переработка. В пром-сти П. получают радикальной полимеризацией С, гл. обр. в массе по непрерывной схеме и в суспензии по периодич. схеме; в небольшом масштабе — в эмульсии.
Полимеризация в массе наиболее экономична, а получаемый этим методом П. обладает наилучшими электроизоляционными свойствами. Производительность современных агрегатов по производству П. в массе составляет 10—30 тыс. т/год.
Суспензионную (бисерную) полимеризацию С. проводят в реакторе объемом 10—50 м3 и более, снабженном мешалкой и рубашкой. С. при интенсивном перемешивании суспендируют в деминерализованной воде в присутствии растворимого в мономере инициатора или смеси инициаторов (перекись бензоила или трет-бутила, трет-бутилпербензоат, динитрил азодиизомасляной к-ты, перекись лаурила и др.). В воду добавляют суспендирующие агенты — защитные коллоиды (не растворимые в воде тонкодисперсные минеральные смеси, поверхностно-активные вещества). После достижения степени превращения С. 40—60% суспензионная фаза представляет собой гранулы П., размер к-тых в зависимости от условий полимеризации м. б. равен 0,1 —1,0 мм. Обычно процесс ведут при постепенном повышении темп-ры в течение 8—14 ч. Мол. массу регулируют, изменяя концентрацию инициатора и интервал темп-р (в пределах 40—130°С; выше 100°С процесс проводят при повышенном давлении). Полученный П. отделяют от водной фазы центрифугированием, промывают и высушивают. Суспензионный П. содержит 0,1—0,2% остаточного мономера. Окраску и стабилизацию такого П. осуществляют в процессе экструзии. Полимеризацией в суспензии получают также пенополистирол. В этом случае в реакционную среду добавляют порообразователь — растворимый в мономере, но не растворимый в полимере углеводород (обычно изопентан). Процесс ведут так же, как описано выше, но под давлением.
Анионную полимеризацию с образованием живущих полимеров и катионную полимеризацию С. осуществляют в лаборатории и на опытных установках.
Изотактич. П. синтезируют в лабораторных условиях на катализаторах Циглера — Натта, напр. ТiC14— А1(С2Н5)3, в гептане при комнатной темп-ре.
Основные методы переработки П.— литье под давлением и экструзия. Изделия из П. склеивают (при помощи растворителей) и сваривают. П. окрашивают неорганическими и органическими пигментами, растворимыми органическими красителями, а также концентратами красок.
Применение. П. широко применяют как литьевой конструкционный и декоративный материал гл. обр. для изготовления предметов широкого потребления (посуда, игрушки, осветительная арматура, упаковка для пищевой и медицинской пром-сти, авторучки, мебель, панели приборов, кассеты, фурнитура и т. п.). Важное технич. значение имеет пенополистирол. Полистирольную пленку и нити используют в электротехнике для изоляции и изготовления конденсаторов, а пленку — также для упаковки.
