- •Раздел №1. Введение. Основные понятия.
- •Примеры изменения свойств и применения веществ в зависимости от числа атомов с в цепи
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Раздел №2. Номенклатура и классификация полимеров
- •2.1. Номенклатура полимеров
- •2.1.1. Номенклатура, основанная на названии мономеров
- •2.1.2. Номенклатура, основанная на химической структуре полимерной цепи (систематическая номенклатура iupac)
- •Названия основных полимеров
- •2.1.3. Случайная номенклатура (в т.Ч. Торговые марки полимеров)
- •Торговые марки полипропилена
- •Основные зарубежные аналоги отечественного полипропилена
- •2.2. Классификация полимеров
- •2.2.1. По происхождению
- •2.2.2. По областям применения
- •2.2.3. По топологии (геометрии скелета макромолекул)
- •Типы геометрии скелета макромолекул
- •2.2.4. По наличию в макромолекуле одного или нескольких типов мономерных звеньев
- •Виды сополимеров
- •2.2.5. Химическая классификация
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения*
- •Раздел №3. Основные характеристики макромолекул
- •3.1. Молекулярная масса (мм), молекулярно-массовое распределение (ммр)
- •3.1.1. Способы усреднения молекулярных масс
- •3.1.2. Молекулярно- массовое распределение (ммр)
- •3.2. Конфигурация макромолекулы
- •Локальная изомерия (изомерия положения).
- •Оптическая изомерия (стереоизомерия)
- •3.3. Конформация макромолекул
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел №4. Элементы, способные к образованию полимеров
- •4.1. Кислород, сера, селен
- •4.2. Азот, бор, алюминий
- •4.3. Углерод
- •4.4. Кремний
- •4.5. Фосфор
- •4.6. Виды полимеров
- •4.7. Реакции синтеза макромолекул
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Раздел №5. Термодинамические условия проведения полимеризации.
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Раздел №6. Термодинамические условия проведения реакций синтеза макромолекул (продолжение предыдущей лекции)
- •6.1. Термодинамика поликонденсации
- •Химия образования макромолекул
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел №7. Радикальная полимеризация
- •7.1. Мономеры, способные вступать в реакции радикальной полимеризации
- •7.2. Инициирование (образование свободных радикалов)
- •7.3. Скорость инициирования. Факторы, влияющие на скорость инициирования
- •7.4. Влияние температуры на ход процесса. Эффект клетки.
- •7.5. Окислительно-восстановительные реакции инициирования
- •7.6. Инициирование под действием различных излучений
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел №8. Радикальная полимеризация
- •8.1. Рост цепи
- •8.2. Обрыв цепи
- •8.3. Передача цепи
- •8.4. Кинетика реакций радикальной полимеризации
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел №9. Ионная полимеризация. Катионная полимеризация.
- •9.1. Общие черты у радикальной и ионной полимеризации
- •9.2. Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией
- •Примеры полимеризации различных ненасыщенных мономеров
- •9.3. Катионная полимеризация
- •9.3.1. Инициаторы (катализаторы) катионной полимеризации
- •Значения эффективного отношения константы роста к константе обрыва для различных кислот
- •Кислоты Льюиса
- •Ониевые соли
- •9.3.2. Реакция обрыва цепи в катионной полимеризации
- •9.3.3. Кинетика катионной полимеризации
- •9.3.4. Влияние природы среды
- •Влияние различных сред на скорость протекания полимеризации α-метилстирола под действием SnCl4•h2o
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел № 10. Анионная полимеризация
- •10.1. Мономеры, вступающие в процесс анионной полимеризации
- •10.2. Инициаторы анионной полимеризации
- •Слабые основания
- •Основания средней силы
- •Сильные основания
- •10.3. Реакции роста цепи
- •10.4. Реакции обрыва и передачи цепи
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Вопрос 1319 Раздел №11. Координационно-ионная полимеризация. Стереорегулирование.
- •Микроструктура полимеров изопрена, полученных в различных условиях.
- •Катализаторы Циглера-Натта
- •Строение бутадиена при использовании различных катализаторов
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Вопрос 1319
- •Раздел №12. Сополимеризация
- •12.1. Радикальная сополимеризация
- •Элементарные реакции роста цепи
- •Константы радикальной сополимеризации некоторых мономеров.
- •12.2. "Схема q - е" Алфрея – Прайса
- •12.3. Ионная сополимеризация
- •Влияние механизма реакции на состав продукта сополимеризации эквимолярной смеси стирола с метилметакрилатом
- •12.4. Способы проведения полимеризации
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел № 13. Поликонденсация
- •Основные особенности процессов полимеризации и поликонденсации
- •13.1. Классификация процессов пк
- •13.2. Полимеры, получаемые пк
- •Поликарбонаты
- •Полисульфоны
- •Полисилоксаны
- •13.3. Механизм и кинетические закономерности пк
- •13.4. Реакции ограничения роста цепи (степени полимеризации) в процессах пк
- •13.5. Методы проведения пк
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел № 14. Химические превращения и модификации полимеров
- •Методы химического превращения полимеров
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Раздел № 15. Старение и стабилизация полимеров
- •Раздел № 16. Модели и физические свойства макромолекул Гибкость макромолекулы
- •Модели макромолекул
- •Величины длины звена и числа мономерных звеньев в сегменте
- •Результаты математического эксперимента для цепей полиэтилена различной длины
- •Физико-механические свойства полимеров
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел № 17. Агрегатные, фазовые и физические состояния полимеров Высокоэластическое состояние
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел № 18. Агрегатные, фазовые, физические состояния полимеров (продолжение)
- •Особенности полимерных стекол
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел № 19. Кристаллическое состояние полимеров
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Раздел № 20. Вязко-текучее состояние полимеров
- •20.1. Свойства растворов полимеров
- •20.2. Методы исследования растворов полимеров
- •Вопросы для самостоятельной проработки:
- •Содержание:
Примеры изменения свойств и применения веществ в зависимости от числа атомов с в цепи
Число атомов С в цепи |
Состояние |
Применение |
1 - 4 5 - 11 10 - 16 16 - 25
25 - 50 1000 и более |
газ жидкости средневязкие жидкости высоковязкие жидкости твердые тела полимеры |
бытовые газы бензин масла и смазки
моторные масла
парафины, воск материалы (эластомеры, пластмассы) |
Вопросы для самостоятельной проработки:
Какое место занимают полимеры по объему производства в современной промышленности?
Назовите основные свойства полимеров, которые определяют их как особый вид материалов.
Дайте определение следующих понятий: полимер, высокомолекулярное соединение, макромолекула, составное звено, составное повторяющееся звено.
Напишите уравнение, определяющее взаимосвязь молекулярной массы и степени полимеризации.
Понятие о НМС, олигомере и полимере.
Раздел №2. Номенклатура и классификация полимеров
2.1. Номенклатура полимеров
В настоящее время существует 3 основных вида номенклатуры полимеров:
Номенклатура, основанная на названии мономеров (рациональная номенклатура);
Номенклатура, основанная на химической структуре полимерной цепи (систематическая номенклатура IUPAC);
Случайная номенклатура.
2.1.1. Номенклатура, основанная на названии мономеров
Формирование названия:
Приставка "поли" + название мономера (полистирол, полипропилен и т. д.)
Название полимера записывается слитно или в скобках (если название мономера - сложное слово - (поли(винилацетат), поли(метилметакрилат) и т. д.).
Однако эта номенклатура не очень удачна, поскольку один и тот же мономер может образовывать полимеры различного строения, а один и тот же полимер – может образовываться из мономеров различного строения.
Примеры: название "поли(этиленоксид)" может отражать следующие структуры:
Раскрытие различных двойных связей в молекуле акролеина позволяет синтезировать полиакролеин с различным строением:
Макромолекула полимера, называемого обычно полиэтиленом, может быть получена не только полимеризацией этилена (путь 1), но и за счет ряда других реакций (пути 2-4).
2.1.2. Номенклатура, основанная на химической структуре полимерной цепи (систематическая номенклатура iupac)
При помощи этой номенклатуры удобно называть органические полимеры, состоящие из одного вида составного повторяющегося звена и имеющие линейную цепь.
Формирование названия: приставка "поли" + (название СПЗ по номенклатуре IUPAC), СПЗ – составное повторяющееся звено.
Необходимо идентифицировать СПЗ, т.е. выделить из структуры фрагмент, повторением которого можно получить структуру макромолекулы;
Необходимо учесть расположение и ориентацию этого звена в цепи;
Назвать СПЗ по номенклатуре IUPAC.
Таблица 2.1.2.1.
Названия основных полимеров
Структура полимерной цепи |
Название по IUPAC |
Название по рациональной номенклатуре |
|
Поли(метилен) |
Полиэтилен ( сокращение - ПЭ) |
|
Поли(1-метилэтилен) |
Полипропилен ПП |
|
Поли(1,1-диметил этилен) |
Полиизобутилен ПИБ |
|
Поли(1-фенилэтилен) |
Полистирол ПС |
|
Поли(1-хлорэтилен) |
Поли(винилхлорид) ПВХ |
|
Поли(1-цианоэтилен) |
Поли(акрилонитрил) ПАН |
|
Поли(1-ацетоксиэтилен) |
Поли(винилацетат) ПВА |
|
Поли(1,1-дифторэтилен) |
Поли(винилиденфторид) ПВФ |
