- •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
4.4.5. Требования предъявляемые к пластификаторам
При подборе пластификаторов необходимо учитывать и практические требования, определяющие возможность применения того или иного пластификатора. Основными из них, являются следующие:
1. Совместимость в широком интервале концентраций и температур. Если пластификатор ограниченно совместим, то при определённой температуре, возможно его отделение от полимера, «выпотевание» на поверхность изделия или на другую поверхность. Это не только может ухудшить качество изделий, но и сделать их непригодными к использованию (например, придать клейкость, липкость).
2. Нелетучесть, стойкость к испарению в условиях эксплуатации изделий. Это требование является весьма важным, так как для многих сильнополярных полимеров, например белков очень хорошим пластификатором является вода, но летучесть препятствует её практическому использованию для постоянной пластификации.
3. Низкая температура плавления или, собственная морозостойкость пластификатора.
4. Стойкость к старению под действием света, тепла, кислорода, воздуха, влаги и т.д. Если пластификатор нестоек к старению, то он соответственно снижает сопротивление старению изделия независимо от стойкости основного полимера, из которого изготовлено изделие.
5. Нетоксичность как в процессе изготовления изделий, так и при их эксплуатации.
6.Пожаробезопасность. Это требование важно не только для обеспечения пожаробезопасности производства, но и для снижения огнеопасности самого плёнкообразователя, например нитроцеллюлозы.
7. Отсутствие собственной окраски. Собственная окраска пластификатора сильно ограничивает возможность получения полимеров с различной окраской. Бесцветные пластификаторы дают возможность получения полимеров окрашенных в различные цвета.
8.Низкая стоимость и доступность. Это требование особенно важно при изготовлении изделий широкого потребления.
9.Стойкость к действию воды и других растворителей.
10. Хорошие диэлектрические свойства.
11. Отсутствие запаха.
Каждое из этих требований может являться главным в зависимости от конкретного назначения изделий из полимерных материалов.
4.4.6 Способы проведения пластификации
Пластификаторы могут вводиться в полимерные композиции различными способами.
1. Растворение полимера в пластификаторе. Такой способ используется при производстве полимерных плёнок и лакокрасочных материалов.
2.Сорбция пластификатора полимером или полимерным материалом из эмульсий или растворов пластификатора. Таким способом осуществляегся пластификация производных целлюлозы, поливинилхлорида, полиамидов и других полимеров.
3.Добавление пластификатора к мономерам перед их полимеризацией или поликонденсацией. Этим способом проводят пластификацию феноло-формальдегидных икарбамидо-формальдидных полимеров и полиэфирных смол.
4.Введение пластификатора в эмульсию полимера перед его переработкой, например, пластификация поливинилхлорида.
5. Непосредственная переработка полимера с пластификатором например производство изделий из целлулойда.
4.5. Периодические реакции в гелях и студнях
Разнообразные химические реакции, протекающие в растворах могут протекать в гелях и в студнях. Однако из-за того, что в гелях и студнях отсутствует перемешивание и конвекционные токи, эти реакции имеют специфический характер. Реакции в растворах протекают очень быстро в связи с возможностью привести реагирующие вещества в соприкосновение. В гелях и студнях реагирующие вещества могут прийти в соприкосновение только в результате диффузии, а процесс диффузии в гелях идет очень медленно. Поэтому химические реакции в студнях идут очень медленно, причем в различных участках студня могут протекать различные реакции независимые одна от другой. Характер реакций в гелях и студнях зависит от растворимости вновь образованного вещества.
Если в результате реакции получается нерастворимое вещество, то образование осадка возможно в растворе, на поверхности или внутри геля или студня. Осадки в них появляются обычно не по всему объему, а слоями или в виде колец. Отделенных друг от друга Примером реакции приводящей к образованию колец Лизеганга является взаимодействиесовершенно прозрачными промежутками. Эти реакции получили название периодических или ритмических реакций. Это явление было впервые описано Лизегангом в 1896 г. и поэтому эти реакции называют кольцами Лизеганга. Примером реакции, приводящей к образованию колец Лизеганга является взаимодействие бихромата калия в желатиновом геле с раствором нитрата серебра.