Федеральное агентство по образованию

Тверской государственный технический университет

Е.А. Панкратов, н.Ю. Старовойтова

Химия и физика полимеров

Часть 1

Химия полимеров

Учебное пособие

Издание первое

Тверь 2008

УДК 541.6

ББК 24.7я7

Панкратов, Е.А. Химия и физика полимеров: учеб. пособие. Ч. 1. Химия полимеров / Е.А. Панкратов, Н.Ю. Старовойтова. Изд. 1-е. Тверь: ТГТУ, 2008. 120 с.

Учебное пособие состоит из двух частей. В части I описаны особенности полимерного состояния вещества, даны классификация полимеров и номенклатура органических полимеров, изложены основы синтеза и химические превращения высокомолекулярных соединений. Часть II посвящена физике и физической химии полимерных систем. Предназначено для студентов специальностей 250500 – Химическая технология высокомолекулярных соединений и 011000 – Химия.

Рецензенты: доктор химических наук профессор П.М. Пахомов (кафедра физической химии Тверского государственного университета); доктор химических наук профессор Л.И. Ворончихина (кафедра органической химии Тверского государственного университета).

Евгений Аркадьевич Панкратов

Наталья Юрьевна Старовойтова

Химия и физика полимеров

Часть I

Химия полимеров

Учебное пособие

Редактор Т.С. Синицына

Корректор В.А. Крылова

Технический редактор Г.В. Комарова

Подписано в печать 23.05.08

Формат 60х84/16 Бумага писчая

Физ. печ. л. 7,5 Усл. печ. л. 6,98 Уч.-изд. л. 6,53

Тираж 150 экз. Заказ № 45 С – 43

Редакционно-издательский центр

Тверского государственного технического университета

170026, Г. Тверь, наб. А. Никитина, 22

ISBN 978-5-7995-0425-0 © Тверской государственный

технический университет, 2008

Оглавление

Список условных сокращений 4

1. Введение в специальность 5

1.1. Основные понятия и определения 5

1.2. Молекулярная масса и молекулярно-массовое распределение 7

1.3. Важнейшие свойства полимерных веществ 9

1.4. Классификация полимеров 10

1.5. Номенклатура полимеров 17

1.5.1. Основные принципы номенклатуры регулярных линейных 17

однотяжных органических полимеров 17

1.5.2. Основные принципы номенклатуры сополимеров 18

2. Синтез полимеров: поликонденсация 22

2.1. Основы теории поликонденсации 22

2.1.1. Характеристика процесса 22

2.1.2. Функциональность мономера 23

2.1.3. Классификация поликонденсационных процессов 27

2.1.4. Гомо- и гетерополиконденсация 27

2.1.5. Типы химических реакций, используемых при поликонденсации 28

2.1.6. Возможность образования низкомолекулярных 30

гетероциклических соединений при поликонденсации 30

2.2. Равновесная поликонденсация 33

2.2.1. Особенности равновесной поликонденсации 33

2.2.2. Начало роста цепи 33

2.2.3. Процесс роста цепи 33

2.2.4. Остановка роста цепи 35

2.2.5. Механизмы реакций равновесной поликонденсации 39

2.2.6. Кинетика равновесной поликонденсации 41

2.3. Неравновесная поликонденсация 43

2.3.1. Особенности неравновесной поликонденсации 43

2.3.2. Кинетика неравновесной поликонденсации 44

2.4. Способы проведения поликонденсации 45

2.4.1. Поликонденсация в твердой фазе, расплаве, растворе 45

2.4.2. Поликонденсация в эмульсии 46

2.4.3. Межфазная поликонденсация 48

2.5. Трехмерная поликонденсация 49

2.6. Совместная поликонденсация 50

3. Синтез полимеров: полимеризация 52

3.1. Основы теории полимеризации 52

3.1.1. Характеристика процесса 52

3.1.2. Цепные и ступенчатые реакции полимеризации 54

3.1.3. Термодинамика полимеризации 54

3.2. Миграционная полимеризация 56

3.3. Радикальная полимеризация 58

3.3.1. Характеристика радикальных процессов 58

3.3.2. Мономеры 59

3.3.3. Инициирование 61

3.3.4. Рост цепи 67

3.3.5. Обрыв цепи 68

3.3.6. Кинетический анализ радикальной полимеризации 72

3.3.7. Ингибиторы и замедлители радикальной полимеризации 75

3.3.8. Влияние различных факторов на скорость полимеризации 76

и молекулярную массу полимера 76

3.3.9. Методы проведения полимеризации 77

3.4. Радикальная сополимеризация 82

3.4.1. Характеристика процесса 82

3.4.2. Уравнение состава сополимера 83

Относительная активность мономера 85

3.4.3. Константы сополимеризации, их физический смысл 86

3.5. Ионная полимеризация 89

3.5.1. Характеристика ионных процессов 89

3.5.2. Активные центры ионной полимеризации 90

3.5.3. Катионная полимеризация 92

3.5.4. Анионная полимеризация 100

3.5.5. Ионно-координационная полимеризация 106

3.6. Ионная сополимеризация 112

4. Химические превращения 115

4.1. Особенности химических реакций полимеров 115

4.2. Полимераналогичные превращения 117

4.3. Реакции, приводящие к увеличению молекулярной массы 117

4.4. Реакции, приводящие к уменьшению молекулярной массы 120

4.5. Старение полимеров 122

Библиографический список 123