- •Тверской государственный технический университет
- •Е.А. Панкратов, н.Ю. Старовойтова, т.Л. Кравец
- •Химия и физика полимеров
- •Часть 2
- •Глава I. Молекулярное строение полимеров
- •Зависимость свойств полимеров от топологии макромолекул
- •Конфигурация макромолекулы и конфигурационная изомерия
- •Конформация макромолекулы и конформационная изомерия
- •Внутримолекулярное вращение
- •Гибкость полимерной цепи
- •Количественные характеристики гибкости
- •Потенциальная энергия макромолекулы
- •Механическая модель молекулы
- •Ближние и дальние взаимодействия
- •Межмолекулярные взаимодействия
- •Глава II. Полимерные тела
- •Фазовые, агрегатные и физические состояния высокомолекулярных соединений
- •Кристаллическое состояние полимеров
- •Основные условия кристаллизации полимеров
- •Влияние различных факторов на скорость и глубину кристаллизации
- •Механизм кристаллизации
- •Кинетические особенности кристаллизации
- •Характер деформации кристаллических полимеров
- •Лиотропные и термотропные жидкокристаллические полимеры
- •Стеклообразное состояние
- •Характеристика состояния
- •Температура хрупкости и температура стеклования
- •Деформация стеклообразных полимеров и явление вынужденной эластичности
- •Высокоэластическое состояние полимеров
- •Особенности высокоэластического состояния
- •Два типа упругих тел и характер высокоэластической деформации
- •Термодинамическое рассмотрение природы упругих сил
- •Кинетическая теория высокоэластичности
- •Релаксационный характер процесса деформации эластомеров
- •Явление гистерезиса
- •Вязкотекучее состояние полимеров
- •Характеристика состояния
- •Температура текучести
- •Ориентация макромолекул при течении полимера. Структурная вязкость
- •Механическое стеклование. Химическое течение
- •Пластическая и общая деформация полимеров
- •Надмолекулярные структуры в полимерах
- •Глава III. Растворы полимеров
- •Общая характеристика
- •Разбавленные растворы полимеров
- •Теория Флори-Хаггинса
- •Качество растворителя и -точка
- •Уравнение Марка-Куна-Хувинка
- •Полуразбавленные растворы полимеров. Явления ассоциации и гелеобразования
- •Концентрированные растворы полимеров и расплавы
- •Характеристика концентрированных растворов
- •Пластификация полимеров. Пластификаторы
- •Основы термодинамики растворов полимеров
- •Самопроизвольный характер процессов растворения
- •Тепловой эффект процессов растворения
- •Модель полимерного раствора Флори-Хаггинса
- •Фазовые равновесия системы «полимер-растворитель»
- •Набухание и растворение полимеров
- •Методы исследования растворов полимеров
- •Методы определения средних молекулярных масс
- •Осмометрия
- •3.7.3. Эластоосмометрия
- •Криоскопия и эбулиоскопия
- •Вискозиметрия
- •Светорассеяние
- •Фракционирование. Гельпроникающая хроматография и седиментация
- •Метод концевых групп
- •Глава IV. Физические свойства полимеров
- •Прочность и долговечность
- •Механическая прочность
- •Долговечность
- •Механизм разрушения полимеров
- •Факторы, влияющие на прочность образца
- •Кинетика процесса разрушения
- •Адгезия и аутогезия
- •Основные понятия и определения
- •Теории адгезии
- •Влияние различных факторов на величину адгезии полимеров
- •Образование аутогезионной связи
- •Проницаемость полимеров
- •Сорбция и диффузия газов и жидкостей. Газопроницаемость
- •Влияние физических факторов на газопроницаемость полимера
- •Паропроницаемость
- •Электрические свойства полимеров
- •Классификация полимеров по электропроводности
- •Характер электропроводности
- •Электропроводность полимеров с сопряженными двойными связями
- •Полимеры как диэлектрики. Основные характеристики диэлектриков
- •Библиографический список
- •Химия и физика полимеров
- •Часть 2
- •Учебное пособие
- •170026, Г. Тверь, наб. А. Никитина, 22
Федеральное агентство по образованию
Тверской государственный технический университет
Е.А. Панкратов, н.Ю. Старовойтова, т.Л. Кравец
Химия и физика полимеров
Часть 2
Физика полимеров
Учебное пособие
Издание первое
Тверь 2010
УДК 541.6
ББК 24.7я7
Панкратов, Е.А. Химия и физика полимеров: учеб. пособие. Физика полимеров / Е.А. Панкратов, Н.Ю. Старовойтова, Т.Л. Кравец. Изд. 1-е.
Тверь: ТГТУ, 2010. Ч. 2. 124 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).
ISBN 978-5-7995-0530-1 © Тверской государственный
технический университет, 2010
ПРЕДИСЛОВИЕ
Наука о полимерах является неотъемлемым звеном в последовательности химических дисциплин. Однако полимерное состояние вещества невозможно описать, пользуясь только подходами физической химии. Необходимы знания статистической физики, физики конденсированного состояния вещества, реологии и т.д. Кроме того, нужно более глубокое знание разделов высшей математики и теории вероятностей, чем это было необходимо для изучения предыдущих химических дисциплин.
Условно при изучении полимеров можно выделить два фундаментальных раздела – химия полимеров и физика полимеров. Если задачей химии полимеров является изучение закономерностей синтеза и химических свойств полимеров, то для физики полимеров главная цель – выявление взаимосвязи между строением и свойствами полимера и, в конечном счете, полимерного материала.
Курс «Физика полимеров» не только базируется на цикле общенаучных и общехимических дисциплин, но и, в свою очередь, является фундаментальным курсом, на котором основано последующее изучение студентами общей технологии производства полимеров, технологии пластических масс и др.
Вторая часть учебника «Химия и физика полимеров» – «Физика полимеров» – создана на основе лекций, читаемых авторами в Тверском государственном техническом университете. Она включает в себя четыре раздела, раскрывающих основные закономерности полимерного состояния вещества. Последовательность изложения материала такова, что позволяет, двигаясь от главы к главе, от микро- к макросвойствам, получить целостную картину о строении и физических свойствах полимеров.
В предлагаемом учебном пособии изложены современные представления о молекулярном и надмолекулярном строении и структуре полимеров, способах регулирования структуры, методах исследования полимерных растворов. Также внимание уделено некоторым физическим свойствам, важным для инженера-технолога – прочности и долговечности, паро- и газопроницаемости, адгезивным и электрическим свойствам.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 25.05.00 Химическая технология высокомолекулярных соединений и 01.10.00 Химия и охватывает все разделы программы Государственного образовательного стандарта Высшего профессионального образования.
Книга может оказаться полезной не только студентам, обучающимся по смежным специальностям полимерного профиля, но и аспирантам и научным сотрудникам, а также инженерно-техническим работникам отраслей промышленности, производящих и потребляющих полимеры и материалы на их основе.