Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет

В.М. Сутягин, л.И. Бондалетова химия и физика полимеров

Учебное пособие

Издательство ТПУ Томск 2003

ББК 24.7

УДК 541.6:[54+53](075.8) C 90

Сутягин В.М., Бондалетова Л.И.

С 90 Химия и физика полимеров: Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - 208 с.

В учебном пособии изложены научные основы синтеза высокомолекулярных соединений цепной и ступенчатой полимеризацией, реакциями полимераналогичных превращений. Дано физико-химическое обоснование происходящих при этом процессов и их количественное описание. Рассмотрены современные представления о механизме и кинетике реакций, о связи строения мономеров с параметрами их реакционной способности, о структуре полимеров, их фазовых и физических состояниях, о растворах полимеров. Пособие предназначено для студентов направления 550800 «Химическая технология и биотехнология», специальности 250500 «Химическая технология высокомолекулярных соединений».

УДК 541.6:[54+53](075.8)

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета

Рецензенты

Доктор химических наук, профессор ТГУ

А. Г. Филимошкин

Доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института химии нефти СО РАН

З. Т.Дмитриева

© Томский политехнический университет, 2003 © Оформление. Издательство ТПУ, 2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

В.М. Сутягин, Л.И. Бондалетова ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ 1

/ X 18

^ Ph - c(ch₃)=o+Ch₃ + Oh 26

~ cH ₂ - cHx- cH ₂ - cH ₂ x - cH ₂ - cH ₂ - cHx- cHx- cH ₂ - 31

R n + R m ^ П 35

Rn + S8 ^ Rn - S7⁵* 53

M = ^ин 86

Ks[S] 105

Cs[S] 105

-со" 107

R 107

1. Зависимость вязкости от температуры,

В.М. Сутягин, Л.И. Бондалетова ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ 1

/ X 18

^ Ph - c(ch₃)=o+Ch₃ + Oh 26

~ cH ₂ - cHx- cH ₂ - cH ₂ x - cH ₂ - cH ₂ - cHx- cHx- cH ₂ - 31

R n + R m ^ П 35

Rn + S8 ^ Rn - S7⁵* 53

M = ^ин 86

Ks[S] 105

Cs[S] 105

-со" 107

R 107

ПРЕДИСЛОВИЕ

Российская высшая школа с недавних пор перешла на трехуровневую подготовку специалистов: I уровень - специалисты с неполным высшим образованием; II уровень - подготовка специалистов с присвоением степени бакалавра; III уровень - подготовка дипломированных специалистов и магистров. Естественно, что такой переход потребовал написания новых учебников и учебных пособий, отвечающих требованиям Государственного образовательного стандарта.

Начальное знакомство с основами науки, достижения которой обеспечивают получение, переработку и применение полимеров, не может ограничиться только химией или только физикой. Вот почему в качестве начального курса, дающего представление об общих законах физики, физической химии и органической химии в поведении высокомолекулярных соединений и об их специфических свойствах, сейчас является общепринятым курс химии и физики полимеров.

Учебное пособие «Химия и физика полимеров» охватывает все основные разделы программы, рекомендованной Министерством образования РФ, для студентов-бакалавров. Его содержание соответствует требованиям действующего Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования квалификации (степени) «бакалавр».

Настоящее учебное пособие состоит из двух частей: основы химии полимеров и физики и физической химии полимеров. Химия высокомолекулярных соединений разрабатывает методы синтеза новых, все более сложных полимерных соединений, изучает механизмы и скорости образования макромолекул. Без знания основ химии высокомолекулярных соединений невозможно регулировать и управлять технологическими процессами во всех отраслях промышленности, производящей и потребляющей полимеры. Изложению основ этих знаний и посвящена I часть учебного пособия.

Синтез полимеров является одной из стадий дальнейших технологических процессов, которые проходит полимер для превращения в нужное изделие. Однако, чтобы от синтезированных полимеров перейти к определенным изделиям, создание которых является конечной целью производства, необходимо решить ряд сложных технологических задач. Решение этих задач требует знания основ физики и физической химии полимеров, знания их физических и физико-химических свойств в широком диапазоне различных внешних воздействий.

Изучение особенностей и специфики поведения высокомолекулярных соединений является основной задачей физики полимеров. Оценка применимости закономерностей физической химии, физики и механики к полимерам имеет особое значение для правильного понимания и осуществления на практике способов их переработки в изделия. В частности, большое значение имеет изучение свойств растворов и расплавов полимеров и возможности формования из них изделий с заданными свойствами. Вышесказанное является содержанием II части учебного пособия.

Таким образом, химия и физика имеет непосредственное отношение к производству полимеров и, следовательно, бакалавру необходимо знать основы этой науки.

Основой данного пособия послужили лекции по курсу «Химия и физика высокомолекулярных соединений», которые читаются студентам в Томском политехническом университете в течение многих лет.

Данная книга предназначена для студентов-бакалавров, поэтому хотелось бы, чтобы учебное пособие помогло им глубоко усвоить предлагаемый объем сведений и способствовало подготовке хороших специалистов в области химической технологии высокомолекулярных соединений.

Учебное пособие может быть также полезно инженерно­техническим работникам различных отраслей промышленности и магистрам.

Авторы будут благодарны за все отзывы и замечания читателей.