Создание теоретической базы, позволяющей самостоятельно решать широкий круг технологических задач по синтезу полимеров

1. Цель курса: создание теоретической базы, позволяющей самостоятельно решать широкий круг технологических задач по синтезу и

переработке
полимеров и конструированию изделий из них.
Задачи курса: ознакомление с
1) молекулярным и надмолекулярным строением
полимеров,
2) агрегатными, фазовыми и физическими
состояниями полимеров,
3) механическими и прочностными свойствами
полимеров

2. ОСОБЕННОСТИ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ (МАКРОСВОЙСТВА) 1) Отсутствие газообразного состояния 2) Даже разбавленные растворы полимеров

очень вязкие.
3) ВМС растворяются гораздо медленнее, и их растворению
предшествует набухание. Наблюдается замедленная кинетика и
размытость фазовых переходов.
4) Особые механические свойства. Большие обратимые деформации,
развивающиеся в течение некоторого времени.
Наличие высокоэластического и ориентированного состояния.
5) Течение растворов и расплавов полимеров не подчиняется закону
Ньютона.

3.

ОСОБЕННОСТИ МАКРОМОЛЕКУЛ (МИКРОСВОЙСТВА)
1) Высокая молекулярная масса
2) полидисперсность или полимолекулярность
3) высокая степень ассиметрии
4) множество межмолекулярных контактов
5) сложность надмолекулярной структуры
6) различное геометрическое строение
7) разнозвенность
8) различные конфигурации макромолекул
9) гибкость макромолекул

4. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ ПОНЯТИЕ О КОНФИГУРАЦИИ МАКРОМОЛЕКУЛ

Конфигурационные различия могут определяться:
1) порядком присоединения элементарных звеньев:
голова к голове – 1,1 присоединение
CH
CH
CH2
CH2
Cl
Cl
голова к хвосту – 1,2 присоединение
CH2
хвост к хвосту – 2,2 присоединение
CH
CH2
CH2
CH
Cl
CH
CH
Cl
Cl
CH2
Cl
2) геометрической изомерией
цис – 1,4 полиизопрен – натуральный каучук, транс – гуттаперча.
H
CH3
С
H2C
CH2
CH3
С
С
CH2
H2C
С
H

5.

3) оптической изомерией
H
(CH
R
CH 2 )n
CH 2
C
(CH
R
R
CH 2 )m
Типы стереорегулярных полимеров

6.

7.

Микротактичность (степень стереорегулярности) –
отношение числа изо- и синдиотактических изомеров в цепи
к общему числу мономерных звеньев
H
H
H
H
H
X
X
H
X
X
H
H
i – диада (изотактическая)
(i – триада)
s – диада (синдиотактическая)
(s – триада)
(h– триада)

8. Оценка микротактичности на уровне диад

i-диада
s-диада
1,86 м.д.
1,86 м.д.
1,86 м.д.

9.

H
Ei
C H2
CH
C H2
X
C H2
C
CH
X
Es
H
C H2
C H2
X
X
H
X
C
C H2
X
Если энергия активации образования
Ei < Es, то для макромолекулы из N
звеньев может быть рассчитано число
звеньев i и s конфигурации (Ni и Ns)
Ni
N e
e
E s Ei
RT
E s Ei
RT
e
1
Es Ei
RT
s - диада
C
H
и число границ раздела (n) при
переходе от одной конфигурации к
другой
n
N
Ns
i - диада
C
1
N e
e
Es Ei
RT
Es Ei
RT
1
2
Тогда среднечисловая длина непрерывных последовательностей (Li и Ls)
в i – конфигурации
в s – конфигурации
Li
Ni
e
n
Es Ei
RT
1
Ls
Ns e
n
Es Ei
RT
e
1
Es Ei
RT