- •Физико-химия и технология полимеров, полимерных композитов
- •Введение
- •ГлаВа 1. Основные определения и понятия высокомолекулярных соединений
- •Номенклатура полимеров
- •Классификация вмс
- •Сополимеры
- •Основные отличия вмс от низкомолекулярных соединений
- •Значение вмс в природе, технике, технологии
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 2. Методы получения полимеров
- •Синтез полимеров реакцией цепной полимеризации
- •Мономеры реакции полимеризации
- •Радикальная полимеризация
- •Кинетические закономерности
- •Регуляторы и ингибиторы
- •Влияние различных факторов на процесс радикальной полимеризации
- •Ионная полимеризация
- •Катионная полимеризация (кп)
- •Катализаторы катионной полимеризации. Сокатализаторы
- •Механизм и кинетика катионной полимеризации
- •Факторы, влияющие на процесс катионной полимеризации
- •Анионная полимеризация
- •Механизм и кинетика анионной полимеризации
- •Анионно-координационная полимеризация
- •Полимеризация полиеновых соединений
- •Полимеризация с раскрытием цикла
- •Ступенчатая полимеризация
- •Поликонденсация
- •Факторы, влияющие на процесс поликонденсации
- •Способы проведения полимеризации и поликонденсации
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 3. Физико-Механические свойства полимеров
- •Гибкость цепи полимеров
- •Термодинамическая и кинетическая гибкость
- •Параметры, определяющие гибкость цепи
- •Факторы, влияющие на термодинамическую гибкость цепи
- •Факторы, влияющие на кинетическую гибкость цепи
- •Физические состояния полимеров
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 4. Растворы высокомолекулярных соединений
- •Сравнительные особенности золей и растворов высокомолекулярных соединений
- •Термодинамика растворения вмс
- •Набухание вмс
- •Свойства растворов вмс
- •Вязкость растворов вмс
- •Изоэлектрическая точка полиамфолитов
- •Мембранное равновесие
- •Устойчивость растворов вмс
- •Коллоидная защита
- •Пластификация и применение растворов вмс
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 5. Химические превращения полимеров
- •Особенности химических реакций полимеров
- •Полимераналогичные превращения
- •Макромолекулярные реакции
- •Реакции концевых групп
- •Реакции деструкции
- •Химическая деструкция полимеров
- •Физическая деструкция полимеров
- •Добавки, снижающие скорость старения полимеров
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 6. Композиционные материалы
- •Факторы, влияющие на процессы образования и свойства композиционных материалов
- •Совместимость компонентов композита
- •Переработка полимерных материалов
- •Некоторые представители композиционных материалов, применяемых в строительстве
- •Понятие адгезии, работа адгезии
- •Теории адгезии
- •Пленкообразующие и лакокрасочные материалы
- •Вопросы для самоподготовки
- •Лабораторные работы
- •Синтез высокомолекулярных соединений
- •Экспериментальная часть Получение полимеров методом полимеризации
- •Получение полимеров методом поликонденсации
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Физико-механические свойства полимеров
- •Массы полимеров
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Химические превращения полимеров
- •Экспериментальная часть Полимераналогичные превращения или реакции звеньев цепи
- •Макрореакции полимеров
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •Научно-исследовательская работа
- •Темы рефератов
- •План и порядок оформления рефератов
- •Темы нир по полимерным композиционным материалам
- •Примерный развернутый план проведения исследований
- •Итоговое тестирование
- •Словарь терминов (глоссарий)
- •Библиографический список рекомендуемой литературы Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Оглавление
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-лет Октября, 84
Контрольные вопросы и упражнения
1.Что понимают под смачиванием? Метод определения угла смачивания.
2. Значение процесса смачивания в технологических процессах.
3. Какова природа процесса смачивания? Что обозначают термины: адгезия, когезия, коэффициент растекания?
4. Что такое гидрофобизация? Какие вещества используются в качестве гидрофобизаторов (запишите их молекулярные формулы)?
5. В каких случаях повышают гидрофобность поверхности материалов, а в каких увеличивают гидрофильность? Приведите конкретные примеры.
Работа №4. Растворы полимеров
Цель работы: познакомиться с процессом растворения полимеров и факторами, влияющими на растворимость полимеров; определить степень набухания полимера объемным методом; научиться качественному определению растворимости полимеров в различных растворителях.
Реактивы: набор образцов полимера, набор растворителей: вода, ацетон, этиловый спирт, толуол, уксусная кислота и др.
Оборудование: водяная баня, прибор для определения степени набухания полимеров, штатив с маркированными пробирками.
Экспериментальная часть
Опыт 4.1. Определение степени набухания полимера
Определение набухания проводится в приборе (рис. 9), состоящем из двух стеклянных шариков, соединенных градуированной трубкой объемом 2 мл.
Рис. 9. Схема прибора для определения степени набухания полимеров
Через отверстие верхнего шарика залейте растворитель до верхней метки трубки (V1). Взвешенный с точностью до 0,01 г на воздухе образец полимера наколите на проволоку и подвесьте к пробке, которой закрывают верхний шарик прибора. Прибор переверните так, чтобы растворитель покрыл полимер, выдержите 1 час и возвратите в исходное положение.
По шкале отметьте объем растворителя (V2) после поглощения его образцом и найдите ∆V= V1 – V2, т. е. количество поглощенного растворителя. Из полученных данных рассчитайте степень набухания полимера (х) %:
х = ∆Vρp100/g , (6)
где ρp – плотность растворителя, г/см3; g – навеска полимера, г.
Опыт 4.2. Качественное определение растворимости полимеров
В пробирки поместите приблизительно по 0,2 г измельченного полимера и налейте по 2 мл растворителей. Пробирки промаркируйте карандашом по стеклу, после чего оставьте в штативе при комнатной температуре, периодически осторожно встряхивая. По истечении часа отметьте характер изменений полимера в пробирках.
Если полимер набухает, но не растворяется, пробирку поместите в водяную баню, предварительно нагретую до 50 0С (источник нагрева должен быть отключен), и выдержите 10 – 15 мин, наблюдая за изменениями полимера в этих условиях.
Результаты опыта по растворимости полимеров запишите в рабочую тетрадь в виде таблице (табл. 5), в которую внесите номер пробирки с указанием полимера, растворителя и наблюдения.
Таблица 5
Зависимость растворимости полимеров от вида растворителя
Растворитель |
Растворимость |
||
Растворяется на холоду (при нагревании) |
Набухает на холоду (при нагревании) |
Нерастворим |
|
|
|
|
|
Выводы из наблюдений сделайте, руководствуясь литературными данными, представленными в табл. 6.
Таблица 6
Растворимость полимеров
Полимер |
Растворитель |
Полиэтилен, полипропилен |
Ароматические углеводороды (бензол, толуол и др.), хлорпроизводные углеводородов при нагревании
|
Полиметилметакрилат и другие полиакрилаты |
Ацетон, сложные эфиры (этилацетат и др.), ароматические углеводороды, хлорпроизводные углеводородов
|
Окончание табл.6 |
|
Полимер |
Растворитель |
Полистирол |
Ароматические углеводороды, хлорпроизводные углеводородов
|
Полиэфирные смолы линейного строения в неотвержденном состоянии |
Низшие спирты, ацетон, сложные эфиры, хлорпроизводные углеводородов
|
Жидкие и неотвержденные фенолформальдегидные смолы |
Ацетон, этиловый спирт |
Жидкие и неотвержденные карбамидные смолы |
Вода |
Полиамидные смолы |
Уксусная кислота
|
Сложные эфиры целлюлозы |
Ацетон, сложные эфиры
|
Простые эфиры целлюлозы |
Хлорпроизводные углеводородов
|
Карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид |
Вода |
Поливинилхлорид |
Хлорпроизводные углеводородов
|
Выводы
По результатам проведенного исследования в опыте 4.2 сделайте заключение – какое строение имеет изученный полимер:
а) полимер растворяется полностью, образуя прозрачный бесцветный или окрашенный раствор, следовательно, полимер имеет __________ строение;
б) образец растворяется не полностью, и на дне пробирки остается твердый осадок, следовательно, полимер имеет __________ строение и в его составе присутствует __________;
в) образец набухает, но не растворяется, следовательно, полимер имеет __________ строение;
г) образец не растворяется и не набухает, следовательно, полимер имеет __________ строение.