- •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.
- •1.2.3.Классификация полимеров в зависимости от формы макромолекулы.
- •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.
- •1.2.7. 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.
Физика и химия высокомолекулярных соединений
к.х.н., доцент Зайнуллина Айгуль Шайхуллаевна.
Оглавление:
Предмет «Физика и химия высокомолекулярных соединений». Основные понятия химии ВМС.
Классификация полимеров. Понятия конформации, конфигурации, гибкости полимеров.
Понятие средней молекулярной массы полимеров.
Методы синтеза полимеров. Радикальная полимеризация.
Кинетика радикальной полимеризации.
Радикальная сополимеризация. Способы проведения полимеризации.
Катионная полимеризация.
Анионная полимеризация.
Поликонденсация.
Влияние различных факторов на процесс поликонденсации. Способы проведения поликонденсации.
Химические превращения полимеров.
Деструкция полимеров.
Кристаллические и аморфные полимеры. Три физических состояния аморфных полимеров.
Растворы полимеров.
Отдельные представители полимеров.
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.
Химия высокомолекулярных соединений (ВМС) является одной из наиболее быстро развивающихся и перспективных отраслей науки, которая отделилась в самостоятельный раздел химии в 30-х годах 19 века.
Термин «полимер» в 1833 году ввел Берцелиус.
К ВМС относятся вещества с молекулярной массой от 5 тыс. до нескольких миллионов. ВМС получили свое название из-за большой величины их молекулярных масс, отличающих их от НМС. Соединения с молекулярной массой от 5тыс. до 6 тыс. называют олигомерами.
Молекулу ВМС из-за больших размеров называют макромолекулой.
Полимерами называются ВМС, макромолекулы, которых построены из одинаковых многократно повторяющихся групп атомов, которые называются элементарными звеньями. Элементарные звенья соединены между собой ковалентными химическими связями.
кат
n CH2= CH2——> […-CH2- CH2-CH2- CH2- …] n
мономер полимерная цепь
Мономером называется низкомолекулярное соединение (НМС), молекулы которого способны реагировать между собой или с молекулами других соединений с образованием полимера. Термин «мономер» произошел от греч. слова «монос» - «один» и «мерос» - «часть».
Существует три метода синтеза полимеров:
- полимеризация
- поликонденсация
- химическая модификация
Первым двум методам соответствуют два типа мономера:
1. полимеризационные мономеры, содержащие в своем составе кратные связи или две двойные связи. Например, этилен CH2=CH2, ацетилен CH≡CH, бутадиен CH2=CH–CH=CH2. Либо циклические группировки, например, капролактам, оксид олефина, оксид этилена.
2. поликонденсационные – содержащие в своем составе не менее двух функциональных групп, например, дикарбоновые кислоты: HOOC–R–COOH, диамины: H2N–R–NH2, аминокислоты: HOOC–R– NH2, гликоли: HO–R–OH.
Число повторяющихся звеньев линейной макромолекулы называется степенью полимеризации.
Мm полимера
n = ————————
Мm элемент. звена Мm полимера = n·Мm элемент. звена
Мm – молекулярная масса
n – степень полимеризации
Молекулярная масса полимера равна произведению степени полимеризации на молекулярную массу элементарного звена.
Название полимера складывается из приставки «поли» и названия соответствующего полимера. Например, полиэтилен, полипропилен, полистирол.