Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Каждому тематическому разделу практикума предпослано небольшое теоретическое введение, необходимое для осмысленного выполнения работ. В начале каждой работы сформулирована ее цель, перечислены материалы, реактивы, оборудование, приборы, посуда, необходимые для выполнения работы. Далее приведены порядок проведения работы и методика ее выполнения, а также обработка результатов. В конце каждой работы дано задание по подведению основных итогов эксперимента и объяснению полученных данных. Ко всем разделам прак-
тикума указана литература для углубленной самостоятельной проработки студентами теоретического материала.
Во втором издании (первое вышло в 1977 г.) переработаны теоретические основы всех глав практикума и методики большинства лабораторных работ, введен ряд новых работ и вопросы для предварительного контроля усвоения материала и самоконтроля знаний студентов. В практикум включены работы различной сложности, что позволяет избирательно, по усмотрению преподавателей и в зависимости от отводимого времени, использовать их при выполнении лабораторных заданий студентами различных специальностей, а также при обучении студентов по индивидуальным планам (выполнение НИРС, УИРС и дипломных работ).
Главы 1, 10, 13 написаны Н. И. Аввакумовой и Е. В. Кузнецовым, глава 2 — В. Ф. Куренковым (совместно с Г. С. Бикушевым), главы 3, 6 — Л. А. Буда-риной и В. Ф. Куренковым, главы 4, 5 — С. М. Дивгун, глава 7 — Л. А. Будариной и С. М. Дивгун, главы 8, 17 —А. Е. Заикиным, главы 9, И, 16 — В. Ф. Куренковым, главы 12, 14 — Л. А. Будариной, глава 15 — С. М. Дивгун (совместно с В. П. Про-копьевым).
Считаю своим долгом от имени авторского коллектива выразить глубокую признательность Б.М.Зуеву, Р. Я. Дебердееву, А. П. Гилю, Е. А. Гонюх, Л. Ш. Зайнутдиновой, В. П. Кулешову, Ф. Г. Заги-дуллиной и другим товарищам за помощь при работе над книгой.
Авторы выражают благодарность проф. А. Ф. Николаеву, доц. Н. И. Дувакиной и доц. Б. М. Чудно-вой за внимательный просмотр рукописи и ценные советы по улучшению ее содержания.
В. Куренков
СИНТЕЗ ПОЛИМЕРОВ
Раздел первый
Полимеры представляют собой высокомолекулярные соединения, молекулы которых (макромолекулы) построены из большого числа соединенных друг с другом химическими связями одинаковых или разных молекул или группировок. Наличие двух типов связей — химических (прочные связи вдоль основной цепи) и физических (слабые связи между цепями) придает полимерам специфические физико-механические свойства: высокую упругость, эластичность, способность к пленко- и волок-нообразованию и др.
Число мономерных звеньев в одной макромолекуле — степень полимеризации — определяет молекулярную массу полимера. Вследствие особенностей процессов синтеза полимеров практически невозможно получить совершенно одинаковые по размеру макромолекулы, поэтому полимеры являются полидисперсными, т. е. неоднородными по молекулярной массе.
В зависимости от строения макромолекул полимеры могут быть линейными, разветвленными и сетчатыми (или сшитыми). По химическому строению основной цели полимеры делятся на два больших класса: гомоцепные (построены из одинаковых атомов) и гетероцепные (построены из атомов различных элементов). Из гомоцепных наиболее распространены карбоцепные полимеры, основная цепь которых построена из атомов углерода.
Полимеры получают по реакциям полимеризации и поли-конденсации. Полимеризацией называется процесс образования полимеров путем последовательного соединения мономеров, содержащих реакционноспособные кратные связи или циклы. Процесс полимеризации может осуществляться по радикальному и ионному механизмам.
ГЛАВА 1
РАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Радикальная полимеризация протекает по цепному механизму, при этом в результате каждого элементарного акта происходит образование нового радикала, к которому присоединяется новая нейтральная молекула, т. е. кинетическая цепь превраща-
ется в материальную. Основными стадиями радикальной полимеризации являются: инициирование, рост цепи, обрыв цепи и передача цепи.
Инициирование заключается в образовании в реакционной системе свободных радикалов, которые могут генерироваться в результате воздействия тепла (термическое инициирование), света (фотоинициирование), ионизирующих излучений (радиационное инициирование), а также химическими инициаторами (химическое инициирование). Термический, фото- и радиационный способы инициирования цепной полимеризации малоэффективны и сопровождаются различными побочными реакциями (разветвление, деструкция и т. д.). Поэтому чаще всего применяют химическое инициирование — образование свободных радикалов вследствие термического и фотохимического распада различных соединений, содержащих лабильные связи, а также в результате окислительно-восстановительных реакций.
Наиболее распространенными инициаторами являются пер-оксиды, гидропероксиды, азо- и диазосоединения, перэфиры, ацилпероксиды. Так, пероксид бензоила при нагревании распадается по схеме:
80—95 0C
C6H5-С—О—О—С—C6H5->• 2C6H5-C-O. ->• 2СвН5+2С02
