Химия и физика полимеров - Тугов И.И.
ISBN 5—7245—0243—7
Скачать (прямая ссылка):
6.1.4. Фазовое равновесие в системе полимер — растворитель . . 406
6.1.5. Свойства растворов полимеров......... 411
6.2. Коллоидные системы............. 414
6.2.1. Дисперсии и эмульсин........... 415
6.2.2. Студни............... 416
6.2.3. Смеси полимеров с пластификаторами...... 418
6.2.4. Смеси полимеров............ 422
6.2.5. Наполненные полимеры........... 425
Контрольные вопросы.............. 428
Список рекомендуемой литературы . . . . 429
ПРЕДИСЛОВИЕ
Можно без преувеличения сказать, что химия, физика, физико-химия полимеров — одни из наиболее быстро развивающихся областей науки. Начав существовать как самостоятельный раздел химической науки в 30-х годах нашего столетия, химия и физика полимеров достигли в настоящее время высокого уровня развития. Крупнейшие отрасли промышленности: резиновой, пластических масс, химических волокон, пленок, лаков и клеев, электроизоляционных материалов — перерабатывают и применяют полимеры. Развитие практически любой отрасли народного хозяйства сегодня невозможно без применения полимеров.
Широкое использование и высокие темпы роста производства полимеров обусловлены, в первую очередь, разнообразием их физических, химических и механических свойств. Для направленного изменения свойств, т. е. для установления связи состав — структура — свойства, необходимо владеть знаниями о структуре полимеров и способах ее регулирования в процессе синтеза. Решение этой задачи требует серьезного анализа и обобщения обширной информации в области химии и физики полимеров, накопленной за последние годы. Отбирая эту информацию для учебного пособия, авторы руководствовались тем, что в какой бы области полимерной науки и технологии ни работал специалист, он должен владеть знаниями не только в этой области. Действительно, современный химик-синтетик должен зиать не только методы синтеза мономеров и полимеров, но и хорошо разбираться в том, как свойства получаемого им полимера зависят от химической природы исходных веществ— мономеров. Исследователь, занимающийся физикой и механикой полимеров, должен иметь четкое представление об их химическом строении. Наконец технолог, работающий в области переработки полимеров, должен знать и химию полимеров, и их физические и эксплуатационные свойства, а также свойства их растворов.
В предлагаемом учебном пособии изложены современные представления о структуре полимеров, особенностях их свойств, способах регулирования структуры. В отличие от других пособий по химии и физике полимеров описаны методы исследования структуры полимеров, большое внимание уделено их теп-лофизическим и электрическим свойствам. Рассмотрены способы получения полимеров, а также направленной физической и химической модификации их с целью создания материалов с требуемыми свойствами. В конце каждой главы даны контрольные вопросы, которые помогут студентам в усвоении пройденного материала.
5
ГЛАВА 1
СТРУКТУРА ПОЛИМЕРОВ
Полимеры — это природные и синтетические соединения, молекулы которых, как следует из их названия (поли — много, ме-ра — часть), состоят из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок, соединенных между собой химическими или координационными связями в длинные линейные или разветвленные цепи.
Группа атомов, с помощью которой можно описать строение полимера, называется составным звеном. Составное звено, которое многократно повторяется, называют повторяющимся составным звеном, а группы на концах цепи — концевыми группами. Молекула полимера, состоящая из повторяющихся составных звеньев и концевых групп, называется макромолекулой.
Вещества, из которых образуется полимер, называют мономерами (моно — один). Если при получении полимера мономер полностью входит в его состав, то составное повторяющееся звено является мономерным звеном. Если же получение полимера сопровождается выделением низкомолекулярных продуктов, например воды, газов, то строение составного (или повторяющегося составного) звена будет отличаться от строения мономера и называть такое звено мономерным нельзя.
Полимеры, полученные из одного мономера, называются го-мополимерами, а из двух или более — сополимерами.
Число повторяющихся звеньев (л) можно варьировать в широких пределах — от десятков до десятков тысяч. Как правило, в одном полимере содержатся макромолекулы различной длины, т. е. с разным числом составных повторяющихся звеньев.
Переход от низкомолекулярного соединения к полимеру происходит в результате роста числа повторяющихся звеньев. При этом заметно изменяются физические и химические свойства, но при достижении определенного значения п они перестают изменяться, несмотря на дальнейшее увеличение числа звеньев. С этого момента соединение становится полимером. Таким образом, полимер — это соединение, построенное из многократно повторяющихся одного или более составных звеньев, соединен* ных между собой химическими или координационными связями, число которых достаточно для проявления комплекса свойств, остающихся практически неизменными при добавлении или удалении одного или нескольких звеньев.
