- •Оглавление
- •Глава 1. Ультрафиолетовая спектроскопия
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Примеры применения УФ-спектроскопии в исследованиях макромолекулярной химии
- •Предсказание параметров и индексов реакционной способности винильных соединений в полимеризации и сополимеризации
- •Определение полосы переноса заряда в комплексе винилкарбазол – диэтилалюминийхлорид
- •1.3. Изучение кинетики химической реакции
- •1.4. Заключение
- •Глава 2. Инфракрасная спектроскопия полимеров
- •2.1. Идентификация полимерных материалов
- •2.2. Определение микроструктуры полимеров
- •2.3. Изучение кинетики полимеризации
- •2.4. Определение и изучение межмолекулярных и внутримолекулярных водородных связей
- •2.5. Определение степени кристалличности полимеров
- •2.7. Заключение
- •Глава 3. Метод ядерного магнитного резонанса
- •3.1. Основы метода
- •3.2. Области применения ЯМР-спектроскопии в макромолекулярной химии
- •3.3. Примеры применения метода ЯМР
- •Определение структуры вещества
- •Определение молекулярной массы полимера
- •Изучение процессов комплексообразования
- •О возможности определения стереорегулярности полимеров
- •Определение состава сополимера
- •Корреляция химических сдвигов винильных соединений с их параметрами и индексами реакционной способности
- •3.4. Заключение
- •Глава 4. Рентгеновская спектроскопия
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Примеры применения рентгеноструктурного анализа
- •4.3. Определение степени кристалличности полимеров
- •4.4. Заключение
- •Глава 5. Полярографический метод в химии полимеров
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Области применения полярографии в химии полимеров
- •5.3. Качественная идентификация полимеров
- •5.4. Контроль синтеза макромолекул
- •5.7. Заключение
- •Глава 6. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса
- •6.1. Краткие основы метода
- •6.3. Исследование структуры радикалов и молекулярных движений
- •6.4. Исследование химических процессов в полимерах
- •3.5. Заключение
- •Глава 7. Флуоресценция полимеров
- •7.1. Суть метода
- •7.2. Области применения флуоресценции
- •7.3. Флуоресценция полимеров
- •7.4. Различение полимеров и добавок
- •7.5. Определение молекулярной массы
- •7.6. Заключение
- •Глава 8. Масс-спектрометрия полимеров
- •8.1. Общие положения
- •8.3. Масс-спектры карбазолов
- •8.4. Заключение
- •Глава 9. Диэлектрические методы исследования строения полимеров
- •9.1. Термины и их определение
- •9.2. Зависимость диэлектрических свойств от строения полимерных материалов
- •9.3. Диэлектрические свойства поливинилкарбазолов
- •9.4. Электрофотографический метод
- •9.5. Фоточувствительные свойства поливинилкарбазола
- •9.6. Заключение
- •Глава 10. Хроматографические методы в химии полимеров
- •10.1. Общие положения
- •10.2. Гель-проникающая хроматография.
- •10.3. Тонкослойная хроматография полимеров
- •10.4. Пиролитическая газовая хроматография
- •10.5. Заключение
- •Глава 11. Определение некоторых параметров полимеризации
- •11.1. Методы определения скорости полимеризации
- •11.2. Расчет состава сополимеров
- •11.3. Заключение
- •Глава 12. Методы термического анализа полимерных материалов
- •12.1. Термогравиметрический метод
- •12.3. Заключение
- •Глава 13. Методы определения физических состояний полимеров
- •13.1. Термомеханический метод
- •13.2. Частотно-температурный метод определения физических состояний аморфных линейных полимеров
- •13.4. Заключение
- •Глава 14. Методы измерения внутреннего трения
- •14.1. Способы измерения внутреннего трения
- •14.2. Терморелаксационные кривые полимеров
- •14.3. Заключение
- •Глава 15. Методы измерения акустических характеристик полимеров
- •15.1. Методы измерения акустических характеристик
- •15.2. Области применения
- •15.3. Заключение
- •Глава 16. Методы определения вязкости расплавов и растворов полимеров
- •16.1. Капиллярная вискозиметрия
- •16.2. Ротационная вискозиметрия
- •16.3. Измерения вязкости разбавленных растворов полимеров
- •16.4. Заключение
- •Глава 17. Методы определения молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полимеров
- •17.1. Методы определения молекулярных масс полимеров
- •17.2. Определение молекулярной массы по концевым группам
- •17.3. Методы определения молекулярно-массового распределения полимеров
- •17.4.Области применения ММР в исследовательской практике
- •17.5. Влияние конверсии мономера на ММР
- •17.6. Температура полимеризации и ее связь с молекулярной массой.
- •17.7. Вязкость расплавов полимеров
- •17.8. Заключение
- •Глава 18. Механические свойства полимерных материалов и методы их определения
- •18.1. Области применения механических свойств
- •18.2. Методы определения важнейших механических показателей полимерных материалов
- •18.3. Заключение
- •Список литературы
Метод меркуриметрического титрования реагента основан на присоединении уксуснокислой ртути по месту двойной связи мономера в среде метанола с последующим титрованием выделившейся уксусной кислоты щелочью:
(CH3COO)2 Hg + CH2 = CH -R ® CH3COOH +HgOOC - CH2 - CH2R ,
CH3COOH + KOH ® CH3COOK +H2O .
Метод гидролитического оксимирования основан на реакции ацетальдегида, выделяющегося при гидролизе, например, винилового эфира или 9-винилкарбазола, с солянокислым гидроксиламином и последующим титрованием соляной кислоты щелочью:
CH2 = CH -R + H2O ® CH3CHO +HOR ,
CH3CHO + NH2OH ×HCl ® CH3CH = NOH + HCl + H2O , HCl + KOH ® KCl + H2O .
После того, как будет определена конверсия мономера в полимер, построены кинетические кривые в зависимости от разных факторов, приступают к определению порядков скорости полимеризации по исходным реагентам и энергии активации процесса.
11.2. Расчет состава сополимеров
Состав сополимеров можно рассчитать по содержанию в них
мономерных |
звеньев, функциональных |
групп, |
входящих в |
состав |
|||||
молекул мономеров или некоторых элемент, содержащихсяв |
в |
||||||||
мономерах (азот, галогены, сера). |
|
|
|
|
|
|
|||
По найденному аналитическим методом весовому содержанию |
|||||||||
отдельных элементов, функциональных групп или мономерных звеньев |
|||||||||
рассчитывают |
мольный |
состав |
|
сополимер. Подв |
мольным |
||||
содержанием |
мономеров |
в |
сополимере |
подразумевают |
среднее |
||||
количество |
данного |
мономера |
в |
макромолекулярной |
, цепочке |
||||
состоящей из 100 моль мономеров. |
|
содержание мономераm1 |
|
||||||
Предположим, |
что |
по |
анализу |
|
в |
||||
сополимере составляет А вес. %. Тогда содержание мономера m2 |
равно |
||||||||
100 – А = В вес. %. В |
100 г |
такого сополимера |
|
|
¢ |
||||
содержитсяА/M1 = A |
|||||||||
молей мономера m1 |
и В/M2 = B¢ |
молей |
мономераm2, где M1 и M2 – |
молекулярные массы мономеров m1 и m2 соответственно.
Мольное содержание мономеров в сополимереm1 – х и m2 – y (в
мол. %) составит: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
¢ |
|
|
|
|
B |
¢ |
|
|
x = |
|
A |
|
×100 и |
y = |
|
|
|
×100 . |
|
¢ |
+ B |
¢ |
¢ |
+ B |
¢ |
|||||
|
A |
|
|
|
A |
|
|
88
Для расчета констант сополимеризации можно использовать методы, разработанные Майо и Льюисом, Файнеманом и Россом, Келеном и Тюдеши и другими.
11.3. Заключение
Для полного описания процесса полимеризации в простейшем случае необходимо знать скорость инициирования, скорость полимеризации, индивидуальные константы скоростей полимеризации, энергии активации, степень полимеризации, ММР. Их определение сопряжено с большими экспериментальными трудностями, причем подчас требуется весьма специфичное оборудование. Предварительно нужно ознакомиться с методами определения конверсии мономера в полимер, хорошо изучить теорию процесса полимеризации, потом приступать к исследованию ее кинетических закономерностей, которая имеет свою методологию.
89