- •С.Г. Стёпин
- •Введение
- •Организация учебного процесса по дисциплине «Растворы высокомолекулярных соединений»
- •Историческая справка
- •Основные понятия химии высокомолекулярных соединений
- •1.1. Классификация высокомолекулярных соединений
- •2. Cинтез полимеров
- •2.1. Полимеризация мономеров
- •2.1.1. Радикально-цепная полимеризация
- •2.1.2. Ионная полимеризация
- •2.1.3. Катионная полимеризация
- •2.1.4. Анионная полимеризация
- •2.1.5. Ионно-координационная полимеризация
- •2.1.6.Сополимеризация
- •2.1.7.Привитая и блоксополимеризация
- •2.1.8. Примеры полимеров синтезируемых по реакциям полимеризации
- •2.2. Поликонденсация
- •2.2.1. Сложные полиэфиры
- •2.2.2. Полиамиды
- •3. Растворы высокомолекулярных соединений
- •3.1. Природа растворов высокомолекулярных соединений
- •3.2. Особенности растворения высокомолекулярных соединений
- •3.3. Факторы, определяющие растворение и набухание полимеров
- •3.3.1. Влияние активности и летучести растворителей
- •3.3.2. Влияние гибкости цепи
- •3.3.3. Влияние молекулярной массы
- •3.3.4. Влияние поперечных химических связей
- •3.3.5. Влияние кристаллической структуры
- •3.3.6. Влияние температуры
- •3.4. Разбавленные растворы полимеров
- •3.5. Молекулярные массы полимеров и методы их определения
- •4. Концентрированные растворы полимеров . Гели и студни
- •4.1. Особенности концентрированных растворов высокомолекулярных соединений
- •4.2. Полимерные электролиты
- •4.3. Коллоидные системы полимеров
- •4.4. Пластификация полимеров
- •4.4.1. Химические методы пластификация полимеров
- •4.4.2. Физико- химические методы пластификация полимеров
- •4.4.3. Механизм действия пластифицирующих средств
- •4.4.4. Влияние пластификаторов на температуру стеклования и текучести полимеров
- •4.4.5. Требования предъявляемые к пластификаторам
- •4.4.6 Способы проведения пластификации
- •4.5. Периодические реакции в гелях и студнях
- •5. Лабораторные работы
- •5.1.Синтез полимеров
- •5.1.1. Полимеризация акриламида в водном растворе
- •5.1.2.Поликонденсация глицерина и фталевого ангидрида
- •5.2. Коллоидно-химические свойства высокомолекулярных соединений и их растворов.
- •5.2.1. Определение зависимости вязкости от концентрации раствора и определение молекулярной массы полимера
- •Вискозиметр капиллярный стеклянный
- •Приборы и реактивы:
- •Ход работы
- •Приборы и реактивы:
- •Ход работы
- •5.3. Исследование кинетики набухания полимеров Введение
- •Техника безопасности
- •Теоретические основы метода
- •Ход работы
- •Выходной контроль .Ситуационная задача
- •Знания. Умения. Навыки
- •Нейтрализация отходов
- •5.4.Кондуктометрическое исследование мицеллообразования в коллоидных системах
- •Ход работы.
- •5.5. Студни и гели.
- •5.5.1.Химические реакции в студнях. Периодические реакции (кольца Лизеганга).
- •Ход работы
- •5.5.2. Получение геля поливинилового спирта
- •Ход работы.
- •Ход работы.
- •8. Список использованной литературы
4.4.4. Влияние пластификаторов на температуру стеклования и текучести полимеров
Введение пластификатора в полимер имеет большое практическое и теоретическое значение. Снижение температуры стеклования при введении пластификатора позволяет расширить температурную область высокоэластического состояния полимера, т.е. повысить его морозостойкость. Понижение температуры стеклования и вязкости полимерных расплавов позволяет значительно облегчить переработку полимеров. Особенно большое значение имеет понижение температуры стеклования и температуры текучести для переработки таких полимеров у которых эти характеристики лежат вблизи или даже выше температуры иххимического разложения.Количественно действие пластификаторов можно выразить снижением температуры стеклования, которое зависит от полярности полимера и пластификатора. При пластификации полярных полимеров полярными пластификаторами, снижение температуры стеклования пропорционально числу молекул пластификатора (n), сорбированных полярными группами полимерной цепи;
∆Тс= К (C/ М) = К • n
где К - коэффициент, не зависящий от природы пластификатора; С - концентрация пластификатора; М - его молекулярная масса пластификатора; n - количество вещества пластификатора.
В полярных полимерах внутри- и межмолекулярное взаимодействие осуществляется полярными группами; - ОН, - СООН, -СN, -NН-СО- и т.д., которые вызывают наиболее сильное межмолекулярное взаимодействие. Для ослабления этого взаимодействия молекулы пластификатора должны обладать такими же группами, способными образовывать молекулярные связи с полярными фуппами полимерной цепи. Следовательно, пластифицирующий эффект в данном случае будет зависеть не от общего количества введённого пластификатора, а от относительного содержания полярных групп в данном количестве пластификатора (молекулярной массы), т.е. от мольной доли введённого пластификатора.
Для неполярных и слабополярных полимеров наблюдается другая зависимость. Эффективность пластификации неполярных и слабополярных полимеров зависит от объёмной доли пластификатора и выражается уравнением:
∆Тс= К φ
где, φ - объёмная доля пластификатора в смеси с полимером;К - коэффициент, не зависящий от природы пластификатора.
В этом случае в ослаблении межмолекулярных связей участвует не только полярная группа, но и вся молекула введённого неполярного или слабополярного пластификатора, поэтому пластифицирующий эффект будет пропорционален общему содержанию введённого пластификатора.
Введение равных объёмов различных пластификаторов понижает Тс на одну и ту же величину.Знание величин К позволяет не только рассчитать необходимое количество пластификатора для достижения заданного сниженияТс , но и определить их соотношение при замене одного пластификатора другим
Если количество введённого пластификатора превышает концентрацию, соответствующую равновесному пределу его совместимости с полимером, то Тс не зависит от концентрации пластификатора, а избыток пластификатора может выделяться из системы при переработке, хранении и эксплуатации материала. Введение больших количеств пластификатора может вызвать уменьшение области высокоэластичности, что существенно понизит эксплуатационные характеристики материала, ипользуемого в высокоэластическом состоянии.