A polimerek azonosítására szolgáló módszerek. A polimerek polimer kutatási módszereinek szerkezetének tanulmányozására szolgáló módszerek

Oktatási és Tudományos Minisztérium

OROSZ FÖDERÁCIÓ

Gou VPO "Saratov Állami Egyetem

név "

Kémiai Intézet

Vitatkozom:

az oktatási és módszeres munkák alelnöke

d. Philol. n., professzor

"__" __________________20__

Munkaprogram fegyelem

A polimerek kutatásának modern módszerei

Irányjelzés

020100 - Kémia

Előkészítési profil

Nagy molekuláris vegyületek

Képesítés (diplomás)

Agglegény

Tanulmányi forma

Tanítvány

Saratov,

2011

1. A fegyelem fejlesztésének célkitűzései

A fegyelem fegyelmének célkitűzései, a polimer kutatás modern módszerei:

- a hazai és külföldi gyakorlatban alkalmazott polimerek tanulmányozásának fő módszereinek elméleti alapjainak megértésével kapcsolatos képződések kialakulása,

- az egyéni munkaképesség kialakulása kémiai kísérlet végrehajtása során;

- munkaképességek kialakításaaz analitikai és fizikai-kémiai vizsgálatokban használt soros berendezéseken;

- készségek és készségek megszerzése a kémiai kísérletek eredményeinek nyilvántartásba és feldolgozásának speciális módszereinek elsajátítása során;

- Számítógépes berendezések fejlesztése a laboratóriumi munkák nyilvántartásba vételének képességeinek használatához;

- A készségek megszerzésefüggetlen Dolgozzon az időszakos kémiai irodalommal.

2. A fegyelem elhelyezkedése az upo egyetemi felépítés szerkezetében

A "Modern Polymer Research" (B3.Dv2) fegyelem (B3.Dv2) egy professzionális (speciális) ciklusú, a Bachelors előkészítésének változó profilfegyelme020100 "Kémia", a "nagy molekuláris vegyületek" képzésének profilja, és a 8. félévben tanítják.

A fegyelmi anyag az alapvető tudományok elsajátítása során szerzett ismeretek, készségek és készségek alapján történik "neorganikus kémia, "Analitikai kémia", "Szerves kémia", "fizikai kémia", "nagy molekuláris vegyületek", "kolloid kémia", xiMIC technológia» professzionális (különleges) ciklus GEF VPO a képzés irányába020100 "kémia", változódiszciplínák "numerikus módszerek és programozás a fizikai-kémiai polimerekben" matematikai és természettudományi ciklus ésváltozó profil tudományágak "Modern megközelítések a polimerek szintéziséhez», « Medico-biológiai polimerek», « A vízoldható polimerek szintézise és tulajdonságai», « Polimer anyagok tudománya»OOP VPO a képzés irányában020100 "Kémia", profil "nagy molekuláris vegyületek".

A fegyelem sikeres fejlődéséhez a tanulónak ismernie kell a tudásta magas molekulatömeg szerkezete, tulajdonságai és osztályozásavegyületek, kémiai tulajdonságok és makromolekulák transzformációi, viselkedése megoldásokban,van egy ötlete a polimer testek szerkezetéről és alapvető fizikai tulajdonságairól, hogy a polimerek oldatainak előállítási készségeit, a polimerovalogikus transzformációkat végző reakciókat,hogy képes legyen tittometriás, potenciometrikus, gravimetrikus, stb. Elemzés, metrológiai feldolgozás a kísérleti eredmények, képesek működni egy számítógépen, tudjákaz oktatási és tudományos szövegek tervezésének szabványai és technikái, képesek matematikai számításokat végezni a polimer-kémiai problémák megoldásában.

A "polimerek kutatási módszerei" fegyelem keretében megszerzett ismeretek, készségek és készségek szükségesek a végrehajtás, a tervezés és a sikeres védelem érdekébengraduation minősítés (Bachelor's) munkája.

3. A hallgatók kompetenciája, amely a "polimerek kutatási módszereinek" fegyelmének fejlesztése eredményeként alakult ki

Kompetencia megfogalmazása	A kód
A vegyi kísérletek készsége, a vegyi anyagok és reakciók megszerzésének fő szintetikus és analitikai módszerei	PK-4.
A kémiai kísérletek során a modern oktatási és tudományos felszerelések munkaképessége	Pk-6.
Tapasztalattal rendelkezik az analitikai és fizikai-kémiai vizsgálatokban használt soros berendezésekben	Pk-7.
A kémiailag kísérletek eredményeinek regisztrálására és feldolgozására szolgáló módszerek	PK-8.

A fegyelem fejlesztése eredményeként a "polimerek tanulmányozásának modern módszereinek" hallgatók fejlesztése

tud:

– a polimer kutatási módszerek osztályozása,

- Természetes poliszacharidok (extrakció, frakcionált lerakódás, ultrafiltráció, dialízis, elektroforézis, ioncserélő kromatográfia, gélszűrés, ultracentrifugálás, enzimatikus tisztítás stb.)

- A polimerek szerkezetének és tulajdonságainak tanulmányozására szolgáló alapvető módszerek ;

képesnek lenni:

- a növényi vagy állati természetes nyersanyagokból származó poliszacharidokat,

- alkalmazza az alacsony és nagy molekulatömegű szennyeződések polimerek tisztítására szolgáló módszereket,

- meghatározza a polimer páratartalmát, frakcionális összetételét, oldhatóságát, molekulatömegét, a funkcionális csoportok helyettesítésének mértékét a makromolekulában,

- Végezze el a polimerovalogikus transzformációk reakcióit,

- azonosítsa a polimerek fő fizikai és fizikai-kémiai jellemzőit,

- munka az analitikai és fizikai-kémiai vizsgálatokban használt soros berendezéseken,

- használjon számítógépes technikát a laboratóriumi munka során;

saját:

- poliszacharidok kiválasztásának módszerei természetes nyersanyagokból,

- A polimerek tisztítására szolgáló módszerek szennyeződésektől

- a polimer polimer transzformációk kísérleti reakcióinak készsége,

- a polimerek szerkezetének és gyakorlatilag fontos tulajdonságainak kísérletének tanulmányozása,

- készségek Átfogó az elemzési módszerek alkalmazása -ért polimer vizsgálat

- az egyéni munkák készsége egy kémiai kísérlet végrehajtása során,

- fogadások különleges módszerek a kémiai kísérletek eredményeinek regisztrálására és feldolgozására,

- készségek független Munka periodikus vegyi irodalommal.

4. A fegyelem szerkezete és tartalma "Modern módszerek a polimerek kutatási módszerei"

4.1. A fegyelem teljes munkaerő-intenzitása 8 kreditegységet (288 órát) alkotnak, amelyek előadások - 48 óra, laboratóriumi munka - 96 óra, független munka - 108 óra, ebből 36 órát kapnak a vizsga előkészítéséhez.

	A tudományágak szakasza	Szemeszter	Közel-seme	A tanulmányi munka típusai, beleértve a diákok és a munkaerő-intenzitás független munkáját (órákban)
Előadások	Laboratóriumi munkák	Önálló munkavégzés	Teljes
	Általános információk a polimerek tanulmányozására vonatkozó módszerekről
	A természetes polimerek izolálásának és tisztításának általános módszerei
	Kromatográfiás módszerek							Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban.
	Anyagok elektromágneses sugárzással							Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban. Kivonatok
	A polimerek szerkezetének és tulajdonságainak vizsgálata							Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban. Üzleti Játékok
	záróvizsga							Értékelési vizsga
TELJES:

4.2. Az előadási kurzus tartalma

Általános információk a polimerek kutatásának módszereiről.

A polimerek tanulmányozására szolgáló módszerek jellemzői. Modern trendek a kutatási módszerek fejlesztésében. A kutatási módszerek osztályozása. A kutatás optimális módszerének megválasztása. A polimerek kémiai összetételének vizsgálata. A különböző kémiai elemek tartalmának meghatározása ban ben makrómolekulák.Elemzés polimerek termikus mód.Elemi elemzés.Kémiai elemzés a az egyes elemek tartalma. Elemzés funkcionális csoportok. A telítetlenség meghatározása polimerek.

A természetes polimerek izolálására és tisztítására szolgáló általános módszerek.

Filmezés, ultraszűrés, dialízis, elektrodialízis. Centrifugálás, ultracentrifugálás. Frakcionált csapadék és extrakció. Enzimatikus tisztítás. Kromatográfiás módszerek: ioncsere,adszorpció Méret-exkluzív, affinitáskromatográfia. Elektroforézis. Az egyéniség és a természetes poliszacharidok kritériumai.

Kromatográfiás módszerek.

A kromatográfiás módszerek jellemzői. Gáz kromatográfia. Kapilláris gázkromatográfia. Reakciós gázkromatográfia. Szembenézés gáz kromatográfia. Pirolitikus gáz kromatográfia. Pirolízis körülmények kiválasztása. A pirolízis termékek gázkromatográfiás elválasztásának feltételeinek kiválasztása. Használ Pgs a polimerek elemzése.

Folyadékkromatográfia. Nagy teljesítményű folyadékkromatográfia. Hajszálcsöves Elektromárság mód. Ioncserélő folyadékkromatográfia. Krómomembrán osztályozási módszerek. Vékonyréteg-kromatográfia. Elemzési módszerek. A módszer alkalmazási területei TLC. Gelproof kromatográfia. Felszerelés a módszer kialakítása. Molekulatömeg meghatározása és MMR polimerek. A polimerizáció kinetikájának vizsgálata. A kopolimerek összetételének tanulmányozása. Az oligomerek tanulmányozása. A tanulmány jellemzői varrott polimerek.

MACC spektrometriás elemzési módszer. Felszerelés a módszer kialakítása.

Minta bemeneti módszerek. Az anyag ionizációs módszerei. Típusok Elemzők tömegek. MACC spektrometriás induktív kötött plazmával. Tömegspektrometria hatálya. A keverékek kémiai összetételének elemzése

A kölcsönhatáson alapuló módszerek Anyagok elektromágneses sugárzással.

Röntgenfelszerelés elemzés és az elektronográfiát. Röntgen és x-rayelektronikus spektroszkópia. E. pelonográfia. A jelölt atomok módszere.

Módszerek ultraibolya és látható ragyog. Spektrofotometriás módszer elemzési módszer UV-ban - és látható terület. A felszívódás alapjai spektrofotometriás. Felszerelés bejegyzés.Mód minták előkészítése. Kvantitatív elemzés elvégzése. A kémiai reakciók kinetikájának tanulmányozása. Polimerek tanulmányozása és kopolimerek.Használt módszerek optikai törvények. Reflection alapú módszerek sveta.Refraktív módszerek sveta.Refraktometria. Dupla Bemprane. Szétszórási módszerek sveta. A fényszórás módszere. Raman szórás spektroszkópia. Fotocolormetrikus elemzési módszer.

Infravörös spektroszkópia. Felszerelés a módszer kialakítása. Alkalmazás iR spektroszkópia módszere. Az anyagok tisztaságának meghatározása. A kémiai reakciók mechanizmusának vizsgálata. Összetétel tanulmányozása és polimerek szerkezete. A kopolimerek összetételének meghatározása. Tanulmány mikrostruktúra, konfiguráció és makromolekulák konformációi. A polimerek felületi rétegeinek vizsgálata. A hőmérséklet átmenetek meghatározása ban ben polimerek. Kutatási oxidáció és polimerek mechaneodretsje. A keverési folyamatok tanulmányozása és vulkanizáció. A vulkanizátumok szerkezetének vizsgálata. Az IR spektroszkópia egyéb alkalmazásai. Lézer analitikai spektroszkópia. Lézer által kiváltott emisszió spektrális analízis (Liesa). Lézeres fluoreszkáló elemzés.

Mód rádiós spektroszkópia. A magmágneses rezonancia módszere. Fizikai a módszer alapjai.Jellemzők spektrum NMR. Felszerelés bejegyzés.Használ módszer NMR. A monomerek átalakulásának mértékének tanulmányozása a folyamat polimerizáció.Konformációs a polimerek elemzése. Tanulmány molekuláris mozgások ban ben polimerek.Tanulmány az öregedő gumik folyamata. Tanulmány komponens kompatibilitás és intermolekuláris kölcsönhatások -ért keverve polimerek. Tanulmány vulkanizáló hálók Elasztomerekben. Tanulmány deformációk és polimer áramlások. Elektronikus paramágneses rezonancia. Spektrum jellemzők HAJTÓMŰ NYOMÁSVISZONYA. Felszerelés módszertervezés HAJTÓMŰ NYOMÁSVISZONYA. Alkalmazási mód HAJTÓMŰ NYOMÁSVISZONYA. A paramágneses részecskék azonosítása. Kutatási gyökök ban ben polimerek. Molekuláris mozgások tanulmányozása ban ben polimerek. Az elasztomerek strukturálásának tanulmányozása. Nukleáris quadrupole rezonancia.

Elektrokémiai elemzési módszerek. Potenciometrikus elemzési módszer.Vezérlési módszer. Coulometrikus elemzési módszer. BAN BENoltamperometric mód.Polarográfiai elemzési módszer.Inverzió elektrokémiai módszerek. Magas frekvencia mód.

A polimerek szerkezetének és tulajdonságainak tanulmányozása.

Tanulmány tömegek, elágazó és a makromolekulák kölcsönhatása. A polimerek molekulatömegének meghatározása. Nem átlagos molekulatömeg. Midnomassian molekuláris tömeg. Más molekuláris tömegek. Meghatározás Mmr polimerek. Az oligomerek funkcionalitásának elemzése. A makromolekulák elágazásának vizsgálata. Az intermolekuláris kölcsönhatások tanulmányozása ban ben polimerek.

A subemolecular struktúra tanulmányozása. Meghatározás fajlagos mennyiségű polimerek. Intézkedés polimer sűrűség. Mód mikroszkópia.Terjedés elektronikus mikroszkópia. Szkennelés elektronikus mikroszkópia. Interferencia-diffrakció mód. A kristályosítási módszer kutatása HAJTÓMŰ NYOMÁSVISZONYA. Meghatározza a kristályosság fokát. A kristályos méretek meghatározása. Kutatási irányulás ban ben polimerek.

A polimerek üvegesedési hőmérsékletének meghatározására szolgáló eljárások. TÓL TŐL tatikai mód.Dinamikus mód. Dinamikus mechanikai módszerek. Elektromos módszerek. Dinamikus mágneses módszerek.

A polimerek ellenállásának értékelése Külső befolyásol és hatékonyság cselekvések stabilizátorok. A termálidős folyamatok tanulmányozása. Termogravimetrikus elemzési módszer. Differenciál-termikus elemzés. Különböző szkennelés kalorimetria. Polimerek oxidatív öregedése. Az oxigén felszívódás vizsgálata. A polimerek kémiai ellenállása. Tanulmány mechanokémiai megsemmisítés. Az ipari elasztomerek stabilitásának becslése. Tanulmány gumi. A termoelasztoplasztok tanulmányozása. Tanulmány vulkanizats. Értékelés Időjárásállóság elasztomerek. A cselekvés hatékonyságának tanulmányozása és stabilizátor kiválasztása.

Reológiai és műanyagoelasztikus a Kauchukov tulajdonságai és gumi keverékek. Rotációs Viscomemetry. Kapilláris Viscometry. Nyomószűrő plastométerek. Dinamikus reológiai vizsgálatok módszerei.

A gumi keverékek előállításának tanulmányozása. A kén oldhatóságának meghatározása Elasztomerekben. Elemzés Mikrohullámú B. gumi keverék. A keverés minőségének értékelése. Mennyiségi a keverés minőségének értékelése.

A vulkanizációs folyamatok tanulmányozása és vulkánizák szerkezete. Vulkanizálás értékelése tulajdonságok.Vibrációs retometria. Jobb riotterek. Tanulmány a vulkanizációs hálózat struktúrái.

Példák Átfogó az elemzési módszerek alkalmazása -ért a polimerek tanulmányozása. A polimer keverékek kutatásának módszerei. Expressz azonosítási módszerek polimerek.Pirolitikus gáz kromatográfia. Alkalmazás IR - I. NMR spektroszkópia. A termál használata és dinamikus elemzési módszerek és adat duzzanat . A töltőanyag határfelületének vizsgálata. Írja be a definíciót vulkanizálás rendszerek.

4.3. Laboratóriumi osztályok szerkezete és naptár terve

	A tudományágak szakasza	Szemeszter	Közel-seme	A tudományos munka típusai, beleértve a diákok és a munkaerő-intenzitás független munkáját (órákban)	A jelenlegi teljesítményellenőrzés formái (félév)
Laboratóriumi munkák	Önálló munkavégzés	Teljes
	A pektin anyagok izolálása és mennyiségi meghatározása citrushéjból. Pectin kiválasztása a sütőtökpépből. A citrus pektin gélképző kapacitásának összehasonlító elemzése Sütőtök pektinnel						Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban
	Chitin kiválasztása rákfélékből. A polimer-chip Chitin Chitosan kémiai reakciójának vezetése. A kitozán dezinálódásának és molekulatömegének meghatározása. A kitinminták és a kitozán oldhatóságának összehasonlító elemzése különböző környezetekben (3 feladatot biztosít)						Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban
	Az A -, B - és G-Cellulóz tartalmának meghatározása. Penosenov meghatározása. A gyanták és zsírok meghatározása. A cellulóz hamutartalmának meghatározása (2 feladat végrehajtását)						Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban. Interjú az absztraktokon

	A polimerek termomechanikai tulajdonságainak vizsgálata (3 feladatot biztosít)						Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban Üzleti játék száma 1
	A polimerek fizikai és mechanikai tulajdonságai (4 feladat biztosítása)						Írásbeli jelentés a laboratóriumi folyóiratban. Üzleti játék 2. szám.
TELJES:						Egyéni beszélgetés egy tanárral párbeszédben

5. Oktatási technológiák

A hagyományos oktatási technológiákkal (előadások, laboratóriumi munka), a modern információs alapok és a tudományos és technikai kreativitás módszerein alapuló technológiák mellett, ideértve az üzleti játékokon alapuló képzést, "ta polimerek ermomechanikai tulajdonságai "," A polimerek fizikai és mechanikai tulajdonságai ", fejlett független munka (absztraktok), valamint a szakmai készségek és készségek képzési rendszerei. Vannak találkozók az orosz és a külföldi vállalatok képviselőivel, az Orosz Tudományos Akadémia profilintézményeiből származó tudósok.

6. A diákok független munkájának oktatási és módszertani támogatása. Becsült eszközök az akadémiai teljesítmény ellenőrzésére, a köztes tanúsítás a fegyelem fejlesztésének eredményei szerint.

A diákok független munkája azt sugallja:

- a fegyelem részeire támaszkodó kivonatok előkészítése,

- elméleti anyag elsajátítása,

- laboratóriumi munka előkészítése,

- laboratóriumi munka nyilvántartása,

- Üzleti Játékok előkészítése,

- absztrakt írás,

– információk keresése az interneten és könyvtárakról (SNB SSU, Katedrális könyvtár stb.),

– a jelenlegi és a végső ellenőrzés előkészítése.

Végső vezérlési forma - vizsga (Jegyek az 1. függelékben).

6.1. A független képzésre vonatkozó kérdések

1. Optikai kutatási módszerek.

Elektromágneses sugárzás spektruma. Az UV spektroszkópiás módszer elméleti alapjai. Krómoforok, auxochromes. Az elmozdulási abszorpciós sávok típusai. Elektronikus spektrumok megoldások és polimerek filmek. Az oldószer hatása a polimerek elektronikus spektrumára.

2. Oszcillációs spektroszkópia.

IR - és CR-abszorpció elmélete. Valentin, deformációs oszcilláció (szimmetrikus és aszimmetrikus). Az egyes csoportok oszcillációinak típusai.

3. NMR spektroszkópia.

Az NMR spektroszkópiás módszer alapja a klasszikus és kvantummechanika szempontjából. Kémiai eltolás, szabványok NMR spektroszkópiában. Árnyékoló állandók, atomi, molekuláris, intermolekuláris árnyékolás. Spin-spin interakció. Állandó spin-spin interakció. A spin rendszerek osztályozása: az első és a magasabb spektrumok. Exchange interakció.

4. Hőmozgás polimerekben.

A polimerek hőmagassága. A szilárd polimerek hőmagassága. A hőteljesítmény elméleti elemzése. A polimer hő kapacitása olvad.

Az energiaátvitel polimerekben (hővezető képesség és polimerek hőmérséklete. Hővezetőképességi hőmérséklet függése. Amorf polimerek. Kristályos polimerek. Hővezetőképesség változásai a fázisátmenet területén. Hővezetés és molekuláris paraméterek (molekulatömeg, elágazás és láncszerkezet). A a termikus vezetőképesség hatása. A hőmérséklet-osztály hőmérsékletének függése. Teteropuláció és molekuláris paraméterek.

Az átmenetek és a relaxációs folyamatok termikus jellemzői polimerekben. Olvadás és kristályosítás. Transzformációk üvegszerű állapotban és közbenső transzformációkban.

5. Termofizikai folyamatok a polimerek deformációjában.

Reverzibilis deformációk. A polimerek hőtágulása. A reverzibilis deformációk termodinamikája. Szilárd polimerek termoelasztikussága. A gumi termoelasztikussága.

6. Ésszerű deformációk.

A polimerek tájolási kivonata. Polimerek megsemmisítése. A töltött gumi teljesítmény lágyítása.

6.2. Absztraktok témái

1. A poliszacharidok szerkezeti jellemzői.

2. Poliszacharid nanofolocon és nem szőtt anyagok villamosítása.

3. Matrichák és állványok poliszacharidok és származékaik.

4. A poliszacharid-adalékanyagok hatása a farmakológiai célú makkapszulok tulajdonságaira.

5. A növényi és állati eredetű poliszacharidok hatása a magok csírázásának sebességére.

6. Poliszacharidok biológiailag aktív rendszerekben.

7. A poliszacharidok használata a farmakológiában és az orvostudományban.

8. Poliszacharidok gyógyszeralapként.

9. Poliszacharidok az élelmiszeriparban.

10. Poliszacharidok és származékaik szorbensek.

11. Poliszacharid műanyagok.

12. A poliszacharidok és azok származékai alapján álló kompozit anyagok.

6.3. Kérdések a tanulmányi vita №1 "T.a polimerek ermomechanikai tulajdonságai "

Deformációs tulajdonságok. Amorf polimerek deformációja. Elasztikus deformáció. Kényszerített rugalmasság. A különböző tényezők hatása a polimerek üvegesedési hőmérsékletére. A kristályos polimerek deformációja. Deformációs görbék. A polimerek nyújtásának és csavarásának deformációjának jellemzői.

6.4. Kérdések a "A polimerek fizikai és mechanikai tulajdonságainak" №2 "fizikai és mechanikai tulajdonságaihoz"

Erő és megsemmisítés. Elméleti erő. A valódi polimerek erőssége. A polimerek tartóssága. Journal egyenlet: Elemzés és érték. Termoflutting elmélet és mechanizmus a polimerek megsemmisítéséhez. A makromolekuláris struktúrák hatása a polimerek mechanikai tulajdonságaira. A polimer szálak és műanyag tömegek fizikai és mechanikai vizsgálata.

7. A "polimerek kutatási módszerei" fegyelmének oktatási és módszertani és információs támogatása

Főirodalom

És mások. A polimer anyagok technológiája. Összesen. Ed. . St. Petersburg: szakma. 20c.

Fedusenko Connections: Tutorial. Saratov: Publishing House Saratovsk. un-ta. 20c.

A természetes poliszacharidok elosztására és tulajdonságaira vonatkozó módszerek:Tanulmányok. haszon. Saratov: Publishing House "Cube". 20c.

további irodalom

Henke H. folyadékkromatográfia / transz. ezzel. . Ed. . M.: Technoszféra. 20c.

A kémiai szénhidrát technológia tudományos alapjai / ed. . M.: Kiadó. 20c.

Schmidt V. Optikai spektroszkópia kémikusok és biológusok számára. Per. angolról . Ed. . M.: Technoszféra. 20c.

Szoftver és internetes erőforrások

Programok Microsoft. Office 2007, HemDraw segítségével

AVERCO, BIKMULLIN A polimerek szerkezetének és tulajdonságainak vizsgálata: vizsgálatok. haszon. Kazan: KSTU. 20c.

http: // www. Himi. ***** / bgl / 8112.html

http: // letöltés. ***** / Nehudlit / Self0014 / Averko-Antonovich. Rar

SHESTAKOV polimer kutatási módszerek: oktatási és módszerek. haszon. Voronezh: Vsu. 20c.

http: // ablak. ***** / Ablak / katalógus? P_RID \u003d 27245.

http: // www. / Fájl / 149127 /

A polimerek kutatásának éves módszerei. M.: Kémia.http: // www. / Fájl / 146637 /

Ageevat. DE. A polimerek vizsgálatára szolgáló termomechanikai módszer: módszertan. Utasítások a laboratóriumi műhelyhez a polimerek kémiai és fizikájában. Ivanovo: Gou VPO Ivan. Állapot Him.-Tehnol. un-t. 20c.

http: // www. ***** / E-LIB / NODE / 174

http: // ablak. ***** / Ablak / katalógus? P_RID \u003d 71432.

8. A "Modern polimerek kutatási módszereinek" anyagi és technikai támogatása

1. Az előadások tanulási közönsége.

2. Általános kivetítő illusztrálja az illusztráció anyagot.

3. 32 és 38 képzési laboratóriumok a szükséges berendezésekkel felszerelt laboratóriumi munkák elvégzéséhez

4. Polimerek, oldószerek és más kémiai reagensek mintái.

5. Vegyi ételek.

6. Személyi számítógép.

7. Oktatási és módszertani fejlesztés az elméleti anyag tanulmányozására, gyakorlati munka és jelentések készítése rájuk.

8. Katedrális könyvtár.

A programot a GEF VPO követelményeinek megfelelően készítik el, figyelembe véve az OOP HPE ajánlásait a 020100 - "kémia" előkészítésének irányába, a "nagy molekuláris vegyületek" képzési profiljával.

h.N., fej. Polimerek alaposztálya

A programot a Polimerek Alaposztálya ülésén hagyják jóvá

"___" "______________" 20___, protokollszám ____.

Fej Bázisosztály

A Kémiai Intézet igazgatója

A műanyag termékek különböző anyagokból készülnek különböző technológiák alkalmazásával. Szinte lehetetlen azonosítani az anyagi értékelés vagy az egyszerű mechanikai tesztelés adatai alapján. Ebben az esetben számos oka van arra, hogy ösztönözze a polimert. Az egyik leggyakoribb a vágy annak megállapítására, hogy melyik anyag versenyző terméket teremtett. Ezenkívül a gyártó által visszaküldött hibás termékek gyakran megbízható meghatározzák származásukat. Néha meg kell vizsgálni, hogy a megadott anyag ténylegesen használják-e. A másodlagos nyersanyagokból származó anyagok gyártója is szükséges annak meghatározásához, hogy melyik anyagot kapja különböző forrásokból. Elég gyakran, nagy mennyiségű nyersanyag elveszett azonosító jelzéssel esik a feldolgozás, vagy a raktáranyag megfelelő címke nélkül. Mindezen esetekben még a polimerek azonosításának módszereinek kezdeti ismerete segít az idő és a pénz megtakarításában.

Néha a késztermékek fogyasztói vágyakozhatnak annak ellenőrzésére, hogy az alkalmazott anyag felelős-e a megadott polimer típusáért, és ebben az esetben lehetséges az anyag legegyszerűbb azonosítása. Az új anyagok létrehozása szintén megköveteli az azonosítási módszerek kidolgozását is.

A polimer anyagok azonosításához két megközelítés létezik. Az első elég egyszerű, gyorsan és olcsó. Nagyon egyszerű eszközkészletet és nagyon kis mennyiségű tudást igényel a polimerekről. A második módszer a szisztematikus kémiai és hőelemzés megvalósításán alapul. Ebben az esetben komplex kísérleti technikát alkalmazunk; Ez a megközelítés magas időt és pénzt igényel, és a kapott eredmények értelmezése csak olyan szakember számára áll rendelkezésre, aki ismeri a polimerek kémiáját.

A polimer anyagok gyakran kopolimerek, keverékek, és tulajdonságaikat különféle adalékanyagok vagy keverékek alkalmazásával módosítják, például lánggátló adalékokkal, habzóanyagokkal, kenőanyagokkal és stabilizátorokkal. Ezekben az esetekben a legegyszerűbb azonosítási módszerek nem adnak kielégítő eredményeket. A megfelelő eredmények csak a komplex kémiai és hőelemzési módszerek használata.

Az első ilyen megközelítések a lehető legegyszerűbb vizsgálatok felhasználásával történő lehetséges opciók következetes megszüntetésének használatán alapulnak. A polimerek azonosítási rendszerében ( Műanyag azonosító diagram.) lásd lent.

Számos alapvető utasítás van, amelyet a polimer azonosításának egyszerűsítése érdekében kell vezetni.

Először is meg kell állapítani, hogy a tesztpolimer hőre lágyuló, vagy a hőre keményedő gyanták osztályára vonatkozik-e. A polimerek fő típusaira vonatkozó elválasztás elegendő ahhoz, hogy egyszerűen megvalósítható, egy fűtött forrasztó vas vagy forró pálca alkalmazása körülbelül 500 ºF hőmérsékleten. Ha az anyag lágyul, akkor ez egy hőre lágyuló. Ha nem, akkor - reaktív (hőre keményedő gyanta).

A következő lépés égő teszt. A minták meggyújtásához kívánatos a Bunzen égő használata, amely színtelen lángot ad. Ehelyett csak egy könnyebbet használhatsz. Azonban meg kell osztani a szagot az égő égőgázából és a polimer égetése során kialakított szaga. Az égési tesztek megkezdése előtt ajánlott főzni a következő kérdőívet, amelyre a vizsgálati eredmények szerint reagálni kell.

Égő?

Mi a láng színe?

Mennyire illeszkedik az anyagból?

Az anyag égetése során cseppek vannak kialakítva?

A formázott füst típusa és színe?

A dohányzás az égés folyamatában?

Az anyag önfegyverzéssel vagy továbbra is éget, miután eltávolította a láng forrását?

Gyorsan vagy lassan történik az égés?

Az anyag azonosításához hasonlítsa össze észrevételeit a polimer azonosító rendszerben megadott becslésekkel. A kapott eredmények megbízhatósága jelentősen javítható, ha az ismert anyag párhuzamos tesztjei vannak. A polimerek azonosítására vonatkozó eljárás végrehajtása során nem szabad elfelejteni a biztonsági előírásoknak való megfelelést. Az égő mintából eső cseppek nagyon melegek lehetnek, és könnyen tapadhatnak bármilyen felületre. A minta után, nagyon óvatosan távolítsa el a füstöt. Néhány műanyag, például a poliacetálok, az égés során mérgező formaldehidet képeznek, amely az inhalációs útvonal belélegzése, égési érzést okoz.

A fent említett polimer tesztek eredményeit tovább kell megerősíteni a következő vizsgálatokkal:

az olvadáspont meghatározása;

oldhatóság értékelése;

teszt rézhuzalral;

fajlagos gravitáció mérése.

Az olvadáspont meghatározása

Számos módszer a polimerek olvadáspontjának meghatározására. Ismeretesek.

Először is használják a Fischer-Jones-t. Ezt a módszert leginkább széles körben használják.

A készülék fűtőegységből áll, a hőmérséklet, amelyet egy rheosztát, hőmérő és nagyító lencse vezérel. A polimer kis granulátumát vagy csipetét elektromosan fűtött blokkba helyezzük, több csepp szilikon folyadékkal együtt. A mintát bevonatüveg borítja, és a hőmérséklet fokozatosan emelkedik, amíg a polimer megolvad, vagy nem elegendő ahhoz, hogy könnyen deformálódjon.

A szilikon folyadék által alkotott menekk jól látható egy nagyítón keresztül. A hőmérséklet, amelyben a meniszkusz elmozdulása olvadási pontonként történik. A módszer várható pontossága ± 5 ° F az irodalmi adatokhoz képest.

Ez a módszer alkalmazható mind a kristályos, mind az amorf polimerekre. Bármely kristályos polimerek esetében az olvadáspont elég élesen expresszálódik, így az átmenet nagyon könnyen rögzíthető. Amorf polimerek, éppen ellenkezőleg, sokféle hőmérsékleten lágyítva, ami megnehezíti az olvadáspontjuk meghatározását.

A KOFLAR módszer módszerének második módszerét csak részlegesen kristályos polimerek esetében alkalmazzuk. Ebben a módszerben a mintát a mikroszkóp fűtött tárgy táblájára helyezzük, és a polimert keresztezett polaroidok keresztül tekintjük. Amikor a polimer elolvad, a jellemző kettős gerendeplan a kristályos képződések jelenléte miatt eltűnik. A hőmérséklet, amelyben a kettős bemprán (általában az összes szivárvány szín formájában) teljesen eltűnik, az olvadáspontként történik.

Oldhatóság meghatározása

A polimer és egy másik oldószer aránya gyakran jelzi az anyag típusát. A szakirodalomban található oldhatósági adatok túl gyakoriak, ezért meglehetősen nehéz alkalmazni bizonyos feltételek mellett. Néhány polimer részleges oldhatósága különböző oldószerekben, valamint a különböző adalékok nagy koncentrációja, például lágyítószerek, szintén megnehezíti a polimert az oldhatóságával. Mindazonáltal az oldhatósági vizsgálat nagyon hasznos lehet az azonos bázispolimer különböző származékai közötti különbség megteremtéséhez.

Például ez a módszer megkülönböztethető cellulóz-acetáttal cellulóz-acetát-butiráttal, mivel az acetát teljesen oldódik a furfuril-alkoholban, és csak részben oldja fel a butirátot. Hasonlóképpen azonosíthatja a különböző poliamidok és polisztirol különböző típusát.

Az oldhatósági vizsgálatot leginkább úgy végezzük, hogy kis mennyiségű polimert helyeznek a csőbe. Ezután az oldószert hozzáadjuk ehhez a csőhöz és a cső rázza. A teljes feloldódás érdekében néha jelentősen szükséges. .

A rézhuzal tesztelése.

A klór jelenléte a polimerben, például polivinil-kloridban, könnyen felszerelhető rézhuzalral. A huzal csúcsa felmelegíti a lángot pirosra. Fűtött huzal vezetése a minta felületén, kis mennyiségű polimert rögzíthet. Ezután ismét a polimerekkel ellátott huzal csúcsát a lángba helyezzük. Ha a láng zölden festett, akkor ez jelzi a klóratomok jelenlétét az anyagban.

Hasonlóképpen bebizonyosodnak, hogy fluorozott szénhidrogénekben fluoratomok jelenléte bizonyítható.

Modern azonosító módszerek

Amint korábban említettük, a polimer anyag teljes és megbízható azonosítása összetett és összetett feladat, amely hosszú időt igényel, és az analitikai kémia, a modern berendezések tapasztalatainak és használatának mély megértése alapján. A polimer anyagok gyakran kopolimerek, keverékek és különböző adalékanyagokat tartalmaznak. Az anyagi módosítás megváltoztatja azon alapvető jellemzőit, amelyeket azonosítani kell, mint például a füst és a szag színe, ami az egyszerű azonosítási módszereket nem alkalmazza. Ráadásul nagyon kis mennyiségű anyag áll rendelkezésre, így a polimer azonosítása csak az alábbiakban ismertetett korszerű módszerek alkalmazásával lehetséges. Az anyag csak néhány milligramm szükséges a spektroszkópia, a termikus analízis, a mikroszkópia vagy a kromatográfia módszereivel.

A kompozíciókban szereplő polimerek és adalékanyagok azonosítása érdekében a következő modern analitikai módszereket alkalmazzák:

Fourier infravörös és infravörös spektroszkópia a spektrum közelében (F-X, B-X);

termogravimetriás analízis (THF);

differenciális szkennelési kalorimetria (DSC);

termomechanikai analízis (TMA);

nukleáris mágneses rezonancia spektroszkópia (NMR);

kromatográfia;

tömegspektroszkópia;

röntgen szerkezeti elemzés;

mikroszkópia.

A polimerek azonosítására használt modern módszerek listája és a táblázatban található adalékanyagok hozzáadása.

Módszer	Vidék alkalmazások
Folyadékkromatográfia	A makromolekulák méretének megoszlása
Gél-behatoló krómotigraphia	Keverékek, foszforiták, lágyítószerek, kenőanyagok vizsgálata
Gáz Chromotigraphia	Maradék monomerek Nem polimer komponensek Lágyítószerek
Infravörös spektroszkópia	A polimer típusa Természet-adalékanyagok
Hőelemzés	Töltőanyagok Kenőanyagok Molekulatömegű polimer
Röntgen szerkezeti elemzés	Töltőanyagok Tűzálló adalékok Stabilizátorok
Nukleáris mágneses rezonancia	Poliészterek Coloshorganikus kapcsolatok Fenolgyanták
Kémiai elemzés	Kenőanyagok Tűzálló adalékok Katalizátorok

Fourier infravörös spektroszkópia

Elemzés alapján a használata Fourier transzformációs infravörös spektrum jelenleg az egyik legszélesebb körben alkalmazott mind a gyakorló és a tudósok, azonosítására szolgáló eljárásokat polimerek. A vizsgálatok az, hogy az infravörös sugárzás áramlása a mintába irányul, ahol részben felszívódik, és részben áthalad az anyagon. A kapott infravörös spektrum ugyanaz a reflexió a polimer ujjlenyomatokként. Az elemzés eredményei grafikus formában jelennek meg a kijelzőn. Mivel két egyedi struktúra nem ad teljesen azonos spektrumot, a kapott spektrumot összehasonlítjuk a korábban vizsgált anyagok jól ismert szabványaival, amely lehetővé teszi, hogy egyértelműen azonosítsa az elemzett polimert.

A spektrum közelében lévő gyors infravörös spektroszkópia különösen népszerűvé vált az utóbbi időben. A mintát besugárzásnak vetjük alá a közel 800 és 200 nm közötti hullámhossz-tartományban fekvő közel infravörös régióban. A makromolekulák eltérő módon felszívják a sugárzást, amely végül egy egyedi spektrumot ad, amely lehetővé teszi a vizsgált polimer azonosítását. A közeli infravörös régió spektrummérési technológiája olcsó nagysebességű módszer, amely a Fourier infravörös spektroszkópia alternatív módjává vált.

Termogravimetriás elemzés

A termogravimetriás analízis módszer a minta súlycsökkenésének mérésére szolgál, mivel folyamatos fűtés. A módszer megvalósításához használt technika meglehetősen egyszerű. A tipikus berendezések analitikai mérlegekből állnak, amelyeket programozható elektromos fűtött sütő és rögzítőeszköz. Ez a módszer nagyon hasznos a különböző adalékanyagokkal és töltőanyagokkal rendelkező polimerek vizsgálatához, amelynek tartalmát tömeg szerint határozzuk meg. Például az üvegszálak és ásványi töltőanyagok tartalmát a polimerben a polimer teljes égetésével határozhatjuk meg az inert atmoszférában. A jogellenes maradék csak üveget és inert töltőanyagokat tartalmaz.

A termogravimetriás analízis módszert is alkalmazzuk az összetevők azonosítására is, amelyek különböznek az egyes komponens relatív stabilitásától.

Differenciál szkennelési kalorimetria

A differenciális szkennelési kalorimetriai módszer szerint a minta által abszorbeált vagy a mintából elválasztott energia mennyisége a hőmérséklet folyamatos növekedésével vagy csökkenésével mérhető, vagy amikor az anyag állandó hőmérsékleten zárható. Ez a módszer az olvadás egyik leghatékonyabb módja, beleértve az üvegdátolási, olvadási és kristályosodási hőmérsékletek meghatározását, valamint a termikus megsemmisítési hőmérsékletet is. Ez a módszer hasznos információkat is ad a kristályos kristályosság és a kristályosítás kinetikájának meghatározásához. A differenciális szkennelési kalorimetriás módszerének használata lehetővé teszi, hogy megítélje az antioxidáns jelenlétét vagy hiányát a polimerben, mivel ez befolyásolja az anyag oxidatív stabilitását. A módszer alkalmazható az összetevő relatív tartalmának meghatározására a keverékekben, blokkban és statisztikai kopolimerekben, amely befolyásolja az olvadó polimer jellemzőit.

A differenciálianalízis technikák alkalmazása mennyiségi információt is ad a különböző adalékanyagok összetételének tartalmáról, például tündérmesékről, amelyek hozzájárulnak a termék elválasztásához. Anti-statikus, ultraibolya sugárzási abszorberek, az anyagi módszerek módosítása.

A tipikus termogramok megfontolása lehetővé teszi az anyag viselkedésének megítélését az üveg átmeneti hőmérsékletétől a degradációs területig, valamint a két extrém pontok közötti változásokról.

Termomechanikai elemzés

A termomechanikai analízis célja az anyag tágulásának vagy tömörségének hőmérséklet-függőségének meghatározása, valamint a polimerek rugalmasságának és viszkozitásának modulusának hőmérséklet-függőségének mérésére. Ez a módszer lehetővé teszi, hogy megtalálja a lágyulási pontot, és jellemezze az anyag viszkoelasztikus tulajdonságait a hőmérséklet tartományban.

A termomechanikai analízis módszer megvalósítása nagyon egyszerű: az állandó terhelés alkalmazása és a minta mérete függőleges irányban történő mérése, és a kísérlet mind külső terhelés hiányában is elvégezhető, és amikor az erőt alkalmazzák. A termomechanikai analízis módszer nagyon hasznos a jellemzői a polimerek: ez lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározzuk az ilyen fizikai tulajdonságait az anyag, mint az olvadáspont, az üvegesedési hőmérséklet, a sűrűsége keresztirányú stroke, a kristályosodás foka, valamint a hőtágulás együttható.

Nukleáris mágneses rezonancia

A nukleáris mágneses spektroszkópia módszer erős analitikai módszer a szerves molekulák azonosítására és a szerkezet meghatározására. A molekulában lévő egyes atomok magja különböző pozíciókban lehet a hátuk orientációjával kapcsolatban. Ha egy ilyen rendszermag egy mágneses mezőt helyez el, akkor a hátak különbsége az energiaszintek felosztásához vezet. Ezután a molekula tovább befolyásolja a gyenge oszcilláló mágneses mezőt. Néhány specifikus és pontos meghatározott frekvenciával az oszcillációs rezonancia bekövetkezik, és ez a hatás regisztrált és fokozott.

A nukleáris mágneses rezonancia módszere a kémiai vegyület szerkezetének teljes jellemzőjét, valamint a keverékekben lévő összetevők megbízható azonosítása. Ez a módszer lehetővé teszi, hogy meghatározza a funkcionális csoportok szerkezetét, amelyet más analitikai módszerekkel nem lehet telepíteni.

A polimerek vizsgálatában a C13 atomok leggyakrabban az anyag azonosítására szolgálnak. Az alacsony molekulatömegű vegyületek, például lágyítószerek, stabilizátorok, kenőanyagok meghatározása nagyon könnyen és közvetlenül telepítve van NMR spektrumuk szerint.

Kromatográfia

A kromatográfia egy analitikai módszer, amely a keverékkomponens elválasztása, amely különböző sebességgel halad át az oszlopon, amely ugyanazzal az elválasztó közeggel teli. Rögzített anyag, amelyen keresztül a keverék áthalad, úgynevezett álló fázis, és általában szilárd vagy gél. Mozgó közeg (általában ez folyadék, és néha gáz) egy mozgatható fázisnak nevezik. Az elegyet oldószerben oldjuk, az eluensnek nevezzük, és egy oszlopon vagy oszlopsoron keresztül nyomjuk. Az összetevő szétválasztása az állófázis molekulái közötti interatomiális kölcsönhatások, a mozgatható fázis és eluens különböző elválasztott komponensei közötti különbségek miatt következik be. Ennek eredményeképpen a keverék egyedi összetevőit azonosítják, és egyes esetekben kvantitatív módon meghatározható.

Mind a folyékony, mind a gázkromatográfiát az anyagok azonosítására használják. Azonban a polimer anyagok iparában a gél-behatoló kromatográfia megkapta a legnagyobb eloszlást.

Tömegspektroszkópia.

A tömegspektroszkópia nagyon hasznos eszköznek tűnik a polimer szerkezetére vonatkozó részletes információk megszerzéséhez, és ebben a módszerben nagyon kis mennyiségű anyagot alkalmazunk. A polimer molekulatömegét és a vegyületek atomszerkezetét spektrális analízissel határozhatjuk meg. Gázkromatográfiával kombinálva a tömegspektroszkópiát, az úgynevezett kromato-tömegspektroszkópiát, még nagyobb azonosítási képességeket biztosít, mint a tényleges tömegspektroszkópia.

Az elemzési eljárás az, hogy a vizsgált anyagot melegítjük és vákuumkamrába helyezzük. Az elektronsugarat a pár befolyásolja, amely ionizálja a molekulát egész vagy töredéke. A kialakult ionok felgyorsulnak az elektromos területen, és amikor áthaladnak a mágneses mezőn, mozgó vonalak csavartak, úgyhogy a mozgás iránya a tömeg sebességétől és arányától függ a töltéshez. Ez végül tömeges szétválasztásra vezet (elektromágneses elválasztás). Annak a ténynek köszönhetően, hogy a nagyobb ionok kinetikus energiája nagyobb, hosszabb ív mentén mozognak a világos ionokhoz képest, és ez alapanyag-azonosításként szolgál. A mágneses mező kimenetén az ionokat csapdákban gyűjtik össze.

Röntgenelemzés

A röntgensugaras szerkezeti elemzést elsősorban a legtöbb polimer készítményben jelen lévő adalékanyagok magas színvonalú és mennyiségi azonosítására használják, meghatározzák a szennyezőanyagok jelenlétét, valamint a polimerek és a monomerek különböző elemeinek nyomkövetési mennyiségének becsléseit.

A röntgensugár-analízis megvalósításához két típusú eszközöket használnak - a hullámhossz mentén és az energiájukban lévő emissziós spektroszkópia.

Mikroszkópia

Az optikai mikroszkópia lehetővé teszi a minták felületi morfológiájával kapcsolatos információk beszerzését, beleértve a keverékek és ötvözetek szerkezetének szennyezésének és elemzésének azonosítását. Ez a technika rendkívül hasznos a vékony filmek szerkezetének tanulmányozásához.

Az optikai mikroszkópos módszerek közé tartoznak két osztályú tanulmány - pásztázó elektronmikroszkópia és áttetsző elektronmikroszkópia. Az utóbbi esetben egy nagy engedélyezési képesség érhető el. A kép több mint 100 000 növekedésével érhető el az eredetihez képest.

A szkenner elektronmikroszkópia használata azon a tényen alapul, hogy egy jól fókuszált gerenda a felület mentén mozog, és a nagy felbontású kép a másodlagos elektronok szétszóródása miatt következik be a minta felületéről. Átlátszó elektronmikroszkóppal, a képet az elektronok átadása speciálisan elkészített mintán keresztül.

A modern esetekben a legmodernebb mikroszkópos változatok is alkalmazhatók, különösen atomerő mikroszkóppal.

Tanulmányi struktúra makrómolekulák A következő módszerekkel hajtható végre:

Kémiai A módszerek magukban foglalják a makromolekuláknak az alacsony molekulatömegű vegyületekbe történő feldarabolását és az azt követő azonosításuk analitikai módszerekkel. Leggyakrabban az ózont a hasításhoz használják.

Spektrális A módszerek a polimer azon képességén alapulnak, hogy kölcsönhatásba lépjenek az elektromágneses sugárzás területével, szelektíven abszorbeálják az energiát az adott területen. Ugyanakkor, az energia állapota olyan makromolekula eredményeként megváltozik az ilyen intramolekuláris folyamatok elektronok átmenetek ingadozása atommagok, transzlációs és rotációs mozgást a makromolekula egészére. Abszorpció, UV, VI, IR spektroszkópia és NMR, belső reflexiós spektroszkópiát használnak.

6) Viscometry.

7) Gelproof kromatográfia.

Kutatás oSM molecuular A struktúrákat a következő módszerekkel lehet elvégezni:

1) Könnyű spektroszkópia.

2) Elektronmikroszkópia.

3) Röntgen szerkezeti elemzés

4) Elektronika.

A polimerek rugalmassága

A lánc rugalmasság csak a polimerek számára jellemző tulajdonság.

Rugalmasság - Ez a makromolekula képessége, hogy a belső hőmozgás vagy a külső erők hatásának köszönhetően megváltoztassa a konformációját.

Vannak termodinamikai és kinetikus rugalmasság.

Termodinamikai rugalmasság Ez jellemzi a képességét, a lánc, hogy képes konformációjának változtatására, az intézkedés alapján hőmozgást és függ a különbség az energiákat a rotációs izomerek Au. A kisebb ΔU, annál nagyobb a valószínűsége a makromolekula átalakulásának egyik konformációból a másikba.

A termodinamikai rugalmasságot az ismétlődő kapcsolat kémiai szerkezete és a makromolekula konformációja határozza meg, amely a kémiai szerkezetetől is függ.

Dienna polimerek:

CH 2 -C (R) \u003d CH-CH 2 - (R \u003d H, CH3, CL)

a nagy rugalmasság jellemzi a vinil-sor polimerekhez képest:

CH 2 -CH- (R \u003d H, CH3, CL, CN, C 6H 5)

Ez annak köszönhető, hogy a dién polimerek forgó izomerek energiájának különbsége kevesebb, mint 100-szor. Az ilyen különbség a CH 2-csoport közötti kettős kötéscsoporttal rendelkező CH 2 csoportok közötti váltás kölcsönhatások (vonzerő-repulzió) csökkenésével jár, amely alacsonyabb potenciális akadályt tartalmaz. Ugyanez a kép figyelhető meg a láncban lévő SI-O vagy C-O kötéseket tartalmazó makromolekulák esetében.

A szubsztituensek jellege enyhe hatással van a termodinamikai rugalmasságra.

Ha azonban a poláros szubsztituensek egymáshoz közel vannak, az interakció csökkenti a rugalmasságot. A szigorúság biopolimerek, stabil spirális konformációikat hidrogénkötések képeznek.

Kinetikus rugalmasság Tükrözi a makromolekula átmeneti sebességét a tápegységben az energiával az U 1 energiával az U 2 energiával, és az U 0 aktiválási korlátot leküzdeni kell.

A kinetikus rugalmasságot a kinetikai szegmens nagysága becsüljük.

Kinetikus szegmens - Ez a makromolekula része, amely reagál a külső hatás egészére. Értéke a külső befolyás hőmérsékletétől és sebességétől függően változik.

Polimerek, amelyek linkek jellemző az alacsony értékek u 0 mutatnak nagy kinetikus rugalmasságot. Ezek tartalmazzák:

1) A telítetlen polimerek és a vinil-sor polimerek karjai, amelyek nem tartalmaznak funkcionális csoportokat - polibutadién, poliizopén, polietilén, polipropilén, poliizobutilén stb.;

2) karabolimerek és kopolimerek a poláris csoportok ritka elrendezésével - polikloroprén, sztirol-sztirollal vagy akrilsav-nitrilekkel (legfeljebb 30-40% -os tartalom) stb.

3) heteroacent polimerek, amelyek poláris csoportjait nem poláris - alifás poliészterekkel elválasztják;

4) heteroacent polimerek, amelyek C-O, SI-O, SI-SI, S-S csoportokat tartalmaznak stb.

A szubsztituensek számának növekedése, térfogata, polaritása, a hely aszimmetriája csökkenti a kinetikus rugalmasságot.

CH 2 -CH 2 -; -CH 2 -CH-; -CH 2 -che

Ha van kettős, kinetikus rugalmasság az egyetlen kötés melletti növekedés mellett. A polibutadién és a poliizoprén rugalmas polimerek, amelyek rugalmasságot mutatnak a szobában és az alacsonyabb hőmérsékleten. A polietilén és a PVC csak emelt hőmérsékleten kinetikus rugalmasságot mutat.

Minden esetben a makromolekula kinetikus energiájának növelése, növelése növeli az aktiválási akadály leküzdésének valószínűségét, és növeli a kinetikus rugalmasságot.

A külső befolyás sebessége nagy hatással van a kinetikus rugalmasságra. A makromolekula nagy hossza és az átmeneti interakció miatt az egyik konformációból a másikba való áttéréshez bizonyos időre van szükség. Az átmeneti idő a makromolekula szerkezetétől függ: minél nagyobb az interakció szintje, annál nagyobb a konformáció megváltoztatásához.

Ha az erő ideje nagyobb, mint az átmeneti idő az egyik konformációból a másikba, akkor a kinetikus rugalmasság magas. Nagyon gyors deformációval, még egy termodinamikailag rugalmas makromolekula is viselkedik, mint egy kemény.

A kinetikus rugalmasság becsülhető üveg-átmeneti hőmérsékletgel T C és fluity t t.

Üvegszál hőmérséklet - Ez a rugalmasság alacsonyabb hőmérsékleti határ. T.<Т tól től A polimer bármilyen körülmények között nem tudja megváltoztatni konformációját, még akkor is, ha potenciálisan rugalmas, nagy termodinamikai rugalmassággal. Ezért a T C üvegtovábbítási hőmérséklet a polimer rugalmasságának kondenzált állapotának minőségi jellemzőjeként szolgálhat.

Hőáramlás - Ez a konformáció felső hőmérsékleti határértéke az egyetlen kötés körüli gátolt forgás következtében a makromolekula súlypontjának megváltoztatása nélkül. A T\u003e T T-vel már az egyes szegmensek mozgása van, ami a teljes makromolekula súlypontjának mozgását okozza, azaz azaz azaz a teljes makromolekulát, azaz. A jelenlegi. Minél nagyobb a Δt \u003d t t. C, minél magasabb a polimer kinetikus rugalmassága a kondenzált állapotban.

A temperáció és az üvegszál hőmérséklete a deformációs módtól függ, különösen annak sebességétől. A mechanikai expozíció sebességének (gyakoriságának) növekedésével mind a t c, mind a t t, valamint a kinetikus rugalmasság hőmérséklete a magasabb hőmérséklet felé változik.

Ugyanazon külső hatások alatt a polimerek kinetikus rugalmassága nem függ a makromolekula molekulatömegétől, mivel az aktiválási akadályt csak a szomszéd kölcsönhatása határozza meg. A növekvő m növeli a szegmensek számát.

T c Az m első növekedése növekedésével, majd az M C C C Cr értékével állandóvá válik. M CR megfelel az M szegmensnek. A termodinamikailag rugalmas polimerek esetében az MR CD több ezer: polibutadiene - 1000, PVC - 12000; poliizobutilén - 1000; Polisztirol - 40000. Ezért a molekulatömegű polimerekhez 100 000-1 millió tonna, gyakorlatilag függetlenül M.

A konformációs átmenetek végrehajtása érdekében nemcsak az U 0 forgatás potenciális gátját, hanem az intermolekuláris kölcsönhatást is leküzdeni kell. A szintet nem csak a makromolekula kémiai szerkezete határozza meg, hanem OZM molekuláris szerkezetet is. Így a kinetikus rugalmasság a polimer szerkezetétől molekuláris és supemolekuláris szinten függ.

Az amorf állapotban lévő makromolekulák nagyobb rugalmasságot mutatnak, mint a kristályosnál. A kristályos állapotot a makromolekulák sűrű csomagolásának és a helyükön való sűrű csomagolásának köszönhetően rendkívül magas szintű intermolekuláris kölcsönhatás jellemzi. Ezért a kristályos állapotban a rugalmas polimerek (polibutazadién, polikloroprén, polietilén stb.) Macromolekulák viselkednek, mint kemény, nem képes megváltoztatni a konformációt. Az orientált állapotban a polimerek rugalmassága is csökken, hiszen amikor a láncok közeledése és a csomagolás sűrűsége növekedése történik. Ez növeli a láncok közötti további csomópontok kialakulásának valószínűségét. Ez különösen a funkcionális csoportokkal rendelkező polimerekre jellemző. Példa: cellulóz és származékai. Ezeket a polimereket közepes termodinamikai rugalmasság jellemzi, és egy orientált állapotban nem változtatja meg a konformációt bármilyen körülmények között (t a bomlási hőmérséklet felett).

Küldje el a jó munkát a tudásbázisban egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

A diákok, a diplomás hallgatók, a fiatal tudósok, akik a tudásbázisokat használják tanulmányaikban és munkájukban, nagyon hálásak lesznek.

lg m \u003d c1 - C.2 V.r. + S.3 V.2R. + (16).

Az elosztás meghatározása az eluens térfogatával (V.r.) és kalibrációs görbe V.r.(M) Lehetővé teszi az integrált és differenciál molekulatömeg-eloszlás egyszerű elérését:

Vr.(M.)

F.w. (M.) F.(V.r. )tól től(V.r. )dvr.

f.w.dM.1 (17),

V.r. ( M.1 )

ahol az M1 a legalacsonyabb molekulatömegű komponens molekulatömege.

Ezek, az eluens térfogatú integrált eloszlásból való áttérés F (V.r.) az integrált eloszláshoz F (m) az abszcissza tengely helyettesítése (V.r.) Az LG M \u003d C1 - C2VR-egyenlet LGM tengelyén.

Így A kalibrálási eljárás a szabványok következetes kromatográfiásai és a megtartott mennyiségek meghatározása V. r. A csúcsok maximumjai. Minden szabványhoz V. r. Alkalmazás LGPIKA \u003d F ( V. r. ) és kombinálja a sima vonalat, amely egy kalibrációs görbe, amelyet tovább alkalmaznak az ismeretlen molekulatömegű polimerek analízisével.

Hígított oldatok

A makromolekulák oldatában való viselkedése jelentősen függ az oldószer termodinamikai minőségétől, a polimer molekulatömegétől és az oldat hőmérsékletétől. A paraméterek változása befolyásolja a makromolekuláris golyók méretét és formáját, amely a híg polimerek oldatok hidrodinamikai tulajdonságainak változásához vezet. A polimerek molekuláris jellemzőiről szóló információk fő forrása a molekuláris optika és a hidrodinamika híg oldataiban. Először is, azt statikus és dinamikus módszerek fényszórás, amelynek használata lehetővé teszi az MM meghatározását, méretek I. az oldott tárgyak konformációja. Meg kell jegyezni, hogy ezeknek a módszereknek a használata különösen produktív a polimer supramolekuláris struktúrák tulajdonságainak vizsgálatában, mivel a külső hatások által érintett rendszerről tájékoztatást nyújt. Egy másik abszolút módszer -

sedimentáció-diffúziós elemzéslehetővé teszi, hogy megbízhatóan mérje meg Állandó ülepítés S. és progresszív diffúziós együtthatók D. A polimer oldatok erős hígításának régiójában. A kapott értékek lehetővé teszik az azonosítást Mm. és hidrodinamikai sugár R.h. A vizsgált polimerek.

A fényszóródás módja

A fényszóródás módjának elvét.A világítási módszer alapja a folyékony közegen áthaladó fény szétszóródásának hatása. Ez a szórás a sűrűség ingadozások és az anyagkoncentráció jelenlétének tulajdonítható a termikus mozgás miatti megoldás külön térfogatában. A sűrűség különbsége a refraktív indexek közötti különbségek megjelenéséhez vezet. A folyékony közegen áthaladó fényt a különböző sűrűségű területek határaiban helyezzük vissza, eltér a kezdeti irányból, azaz elszórt. A nagyobb, mint a fluktuáció. Ha a tápközeg polimer oldata, akkor az oldószersűrűség ingadozása mellett a polimer koncentráció ingadozása található. Ezek az ingadozások a nagyobb koncentrációjú szakaszok belsejében lévő kevesebb, mint az ozmotikus nyomás, azaz nagyobb koncentrációjú, azaz nagyobb koncentrációval A nagyobb mm-es oldott anyag.

A fő felhasználást a fény intenzitásának mérésére alapított módszerekkel állítjuk elő, a polimerek oldatainak szétszórva, szögfüggőség. A módszerek megkülönböztetik statikus fényszórás (rugalmas) vagy dinamikus(Quasishibry) szétszórás. A fő különbség a módszer a szétszórt fény intenzitásának mérése.

-Ért rugalmasvagy Rayleigh szórás A csökkenő és szétszórt fény ugyanolyan hullámhosszú. A szétszórt központok mozgása következtében a szétszórt fény megszűnik, hogy monokromatikus, és egy sor helyett Ralea csúcs van. Ebben az esetben a teljes intenzitás átlagosan teljes intenzitást mérünk a szórási szög függvényében. A statikus fényszórás használatával bizonyos rendszerekben meghatározhatja a tömeg- és jellemző lineáris részecskeméretet.

-Ért rugalmatlan szórás A szétszórt fény gyakorisága eltér a csökkenő fény frekvenciájától. A módszerben dinamikus szórás A fényt az időszeladás intenzitásának megváltoztatásával mérjük. Honnan határozták meg a részecskék diffúziós együtthatóit, a részecskeméretet és a méreteloszlását.

Ralea, amikor 1871-ben a tökéletes kis sűrűségű gázok legegyszerűbb esetének tanulmányozása során javasolta a statikus (rugalmas) szétszóródás elméletét. Az átmérőjű gömb alakú dielektromos részecskék szórás fényét tekintette d., sok kisebb hullámhosszúság ( d. < ? 20), и с коэффициентом преломления, близким к единице. В отсутствие поглощения и при использовании неполяризованного света rayleigh egyenlet A következő űrlap van:

A fényszóró folyadékok molekuláris elmélete Einstein. Figyelembe véve a szórást a termikus ingadozások eredményeként sűrűség, kapott folyékony zavaró egyenletet:

Debaaz Einstein elmélet a polimerek megoldásaihoz. BAN BEN a polimerek hígítása (a< 0.5 г/дл) рассеивающими центрами являются полимерные клубки. Если молекулярные клубки малы (h. 2 1 2 400 A) összehasonlítva az incidens fény hullámhosszával (azaz 0,05 + 0,1 l.), a szétszórt fény intenzitása nem függ a fényszóródás szögétől és a szögfüggőségtől - a labdát (1. ábra). Ebben az esetben a debye egyenlet igaz.

A törésmutató inqurementje, R.és - a Rayleigh számát vagy a megoldás zavarosságához kapcsolódó szórási együttható számát.

Az adósság-kifejezés helyettesítése az ozmotikus nyomás egyenletéhez

a második viriális együttható értéke (1. ábra, A).

b. Ábra. egy. A szétszórt fény diszkrétessége nem függ a szóródás szögétől (A);

a szétszórt fény inverz intenzitásának koncentrációs függései COP / R. = 90 a Tris- (pentafluor-fenil) -vel kapott polisztyréterek esetében, melynek különböző molekulatömegű [(C6F5) 3GEH] \u003d 0,02 mol / l ( 1) és [(C6F5) 3GEH] \u003d 0,005 mol / l ( 2 ) koncentrációból (B) kloroformban

Az mm-es polimerek meghatározásához a makromolekulák mérete kicsi a hullámhosszhoz képest (kevesebb L / 20), elegendő a relatív felesleges szétszóródás értékének 90 szögben. A fényszóródás módszerével az MM az átlagos átlagértéknek felel meg. Mindezek a kis részecskékre vonatkoznak (összehasonlítva az eső fény hullámhosszával). A növekvő méretekkel, a fényszórási változások mintái, a szétszórt fény intenzitásának gömb alakú aszimmetriája, a polaritás mértéke megváltozik. A kis és nagy részecskék szétszóródásának különbségei (? L / 20) vektordiagramok segítségével bizonyíthatók (2. ábra).

Ábra. 2.MI diagramok 0 kicsi (A) és Nagy (B) részecskékhez. Az árnyékolt rész megfelel a szétszórt fény polarizációjának mértékének.

A nagy makromolekulák esetében a szétszórt fény intenzitása gömb alakú. Ez annak köszönhető, hogy az elektromágneses oszcillációk, amelyek izgatottak, amelyeket az egymástól eltávolított makromolekula izgatottak, nem fázis. A két indukált dipol hullámainak fázisai közötti különbség nagyobb, annál nagyobb a mérete a makromolekulák és annál nagyobb a szórási szög és (3. ábra).

Az elsődleges fénysugár irányában a fáziskülönbség nulla, és az ellenkező irányban - a legnagyobb. A szétszórt fény intenzitásának szögű függése a szétszóródás jelzése - a makromolekulák méretének és formáinak meghatározására szolgál. E tekintetben a Debye-egyenlet bevezeti a belső interferencia tényezőt (vagy formanyomtatványt - P.és): Édes, hogy megkeressük

Ábra. 3.Makromolekula fényszórás

Bármilyen forma makromolekulákhoz P.és \u003d 1 és \u003d 0 s. Növekvő és Érték P.és csökken. Az űrlap tényezője a tehetetlenségi sugárhoz kapcsolódik, és a részecskék (gömbök, hengerek, vékony botok stb.) Függvényétől függ a Zimma egyenleta statisztikai konfigurációval rendelkező részecske formája a Tangle egyenlő:

1R 1 (8 2 9 2)h. 2 SIN 2 (/ 2) (26),

hol h. 2 A polimer lánc végei közötti távolság átlagos négyzete.

Az egyenlet (26) helyettesítése (25):

A polimer lánc szélei közötti távolság átlagos négyzete, amelyet az egyenletből (28) határoznak meg z. - átlagos érték. Tudás h. 2 ,

h.2 6r. 2 (29).

A nagy molekulák mm-es és más paramétereinek meghatározásához, amikor a fényszóródás szögletes aszimmetriáját megfigyeljük, általában használják dupla extrapolációs technika(vagy a téli módszer).

A tél megmutatta, hogy a függőségek:

- KC.R.tól től tól től, -ért és \u003d. const;

- KC. R.tól től sin2 ( és 2), -ért tól től = const.;

- KC.R.c. 0 tól től sIN2 (és / 2) és KC.R.c. 0 tól től tól től egyenes vonalakat képviselnek.

Azok. Közvetlen, a (30) és (31) egyenletek által leírtak szerint, levágva az ordinát szegmens tengelyén 1 / M.w.. A megfelelő szög együtthatók nagysága értékeket találhat A.2 és h. 2. A leírt extrapoláció grafikusan ábrázolható az egyik diagramon zamma diagram.(4. ábra) függőség képviselete KC.R.tól től (100tól től2 + SIN (és / 2). A diagram megszerzéséhez egy különböző szögben egy koncentrációjú oldatból készült fényszórást mérjük, és az 1. ábrán látható függőségek grafikonját építjük. 4 koordinátát, a következő függést extrapolálja és \u003d. 0. Ezután kap egy sor ilyen függőséget a különböző koncentrációkhoz. Az egyik saroknak megfelelő pontokon és a különböző koncentrációkon keresztül vezetnek olyan vonalakat, amelyek aztán extrapolálják tól től\u003d 0. Megfelelő vonalak és= 0 és tól től= 0, metszi egy ponton B), vágás az ordinát vágás tengelyén, amely szerint az átlagos mmm polimer található. A BS0 vonal dőlésszögéből a C \u003d 0-nál a makromolekula tehetetlenségi sugarainak meghatározása lehetséges, és a BI0 tilt vonalon a és \u003d 0 a második viriális együttható.

Ábra. Négy.Általános nézet a téli diagramról

Előfeltétel a fényszórási módszerek használatáhoztanul a polimer oldatok a többszörös szórás hiánya, azaz Az incidens sugárzás minden fotonnak csak egy polimer molekulával kell rendelkeznie az oldatban. Ezt a rendszer megfelelő hígításával és a vizsgálat alatt álló minta térfogatának csökkenésével érik el.

A közelmúltban az úgynevezett "közlekedési" módszereket a makroszkopikus transzposher anyag vizsgálatán alapuló, folyékony táptalajban a külső erő hatására széles körben kifejlesztették a molekulatömegi jellemzők meghatározására. Ezeknek a módszereknek az alapja a makromolekulák közlekedési mobilitásának függése molekulatömegükből. Ezek a módszerek közé tartozik üledék diffúzió, elektroforézis I. kromatográfiás elválasztásmakrómolekulák.

Kiválasztás és diffúzió

Diffúzióközvetlenül kapcsolódik a molekulák mobilitásához, következésképpen a sebességének méretétől függ. Mennyiségi kapcsolat a diffúziós együttható között D. és a diffúziós részecske dimenzióját Einstein kapta:

Ez az egyenlet a kolloid részecskék diffúzálására és molekulákra érvényes. Ha a molekula gömb alakú, akkor a kötet V. 4 r.3 .

A sűrűség megszorítása d., a molekula tömegét kapjuk, és amikor megszorozzuk az Avogadro számát N.A., sok 1 imádkozunk, vagyis

Kifejező r. Az einstein-egyenletből (32), és helyettesítjük azt a (33) egyenletbe, expresszáljuk a gömb alakú molekula molekulatömegét.

a gömb alakú és nem szitált részecskék diffúziós együtthatóinak aránya ugyanolyan sebességgel mozog.

A makromolekulák diffúziójának minden meglévő egyenlete, és jelenleg nincs olyan egyenlet, amely megköti a makromolekulák transzlációs diffúziójának együtthatóját az MM-vel. Ezért az MM empirikus arányokból számít. Ehhez a makromolekulák transzlációs diffúziójának együtthatóját meghatározzák második törvény Fika:

A diffúziós koefficiens meghatározására szolgáló módszerek a vizsgált polimer és az oldószer közötti határérték közötti határérték mérésére alapulnak. A koncentráció és a gradiens eloszlása dcdX.a határ közelében Különböző időpontokban a megfigyelés az 5. ábrán látható görbék által expresszálódik. DC eloszlásdX.van egyfajta Gauss-görbe, maximum Az oldat és az oldószer (x \u003d 0) közötti határ. Ezt a Wiener egyenlet írja le, a FIC második törvényének integrációjával feltételezések:

hol tól től0 - oldat koncentrációja, g / cm3; t. - az idő a diffúzió kezdetétől, C; x. - A határon vizsgált gradiens távolságát.

Ábra. öt.Koncentrációs eloszlási görbék (A), koncentráció gradiens (B) lejátszási index (b)

A regisztrációhoz általában olyan optikai módszereket használnak, amelyek meghatározzák a törés tényezőt n. Megoldás és gradiens dN.dX.mentén Diffúziós irányok.

Az ebben a módszerben alkalmazott munkakoncentrációkhoz (0,5 g / ml) a refraktív index gradiensét közvetlenül arányos a koncentráció gradienssel:

Az egyenlet (37) integrálása után n.0 legyen n.1 (Hol n.0 és n.1 - az oldószer és a habarcs refrakciójának mutatói):

A törésmutató gradiens eloszlását Gauss-görbe (5., B ábra) is kifejezi.

A kiszámítás legegyszerűbb módja a maximális ordinát módszereamely megfelel x. \u003d 0. Ebben a kifejezésben x.2 4DT. A (39) egyenletben nullára fordul, és ez az egyenlet egyszerűsül:

Sedimentációs módszer.Mint ismert, a részecske üledékezési sebességének ismerete meghatározzák a méretüket. A centrifugális mezőben lévő molekulák a forgás tengelyére merőleges irányban fordulnak elő. A molekula letelepedésekor (kötet v.) A centrifugális erő hatására a forgási tengelytől való távolsága folyamatosan változik ( x.). Ugyanakkor a centrifugális erő a centrifuga szögsebességétől függ ( w.2 x.). Az ellenállási erőt a Stokes törvény (gömb alakú részecskék esetében) fejezi ki:

A diffúziós együtthatót a diffúziós módszerben mutatjuk be. Az ülepítő konstanst ultracentrifuga határozza meg. Ehhez egy polimer oldattal ellátott küvettán keresztül egy ultracentrifugaba elhelyezkedő fénysugár átadja a fénysugárzást, amely egy küvetta-völgyre esik. Amikor a küvetta elfordul, mivel az anyag kicsapódik, az oldat és az oldószer közötti szakasz határát fokozatosan mozgatjuk, és a fény a küvetta magasságában különböző mértékben felszívódik. A fotográfuson a különböző feketéscsíkok csíkjait kapjuk. Fényképezés képek bizonyos időközönként, akkor kapsz egy üledékes görbét, vagyis A koncentráció gradienseloszlási görbe a küvetta magasságában különböző időpontokban.

Függőség lnx. tól től t. Az egyenes, a dőlésszög szögét kell kifejezni, amelyet kiszámíthat az ülepítési együtthatót S..

A koncentrációs hatások kizárása Az érték keresése S.0 , extrapoláló mennyiség S. végtelen hígításon (azaz a függőség grafikonjának építése 1 S F.(c.) ). Értékek ismerete S.0 és D.0 keresse meg a molekulatömeget A (44) általános képletű polimer.

Az ultracentrifuga ülepedésének módszere abszolút módszer a polimer molekulatömegének mérésére, mivel Nincs feltételezése a makromolekula konformációiról.

A kombinációban a könnyű szétszóródás, a Viscometry és az ülepedési-diffúziós analízis módszerei teljes információt nyújthatnak a makromolekulák hidrodinamikai és konformációs tulajdonságairól az oldatban, ami különösen fontos a szuper-visszatérítendő polimerek esetében. A kloroformban hígított oldatokban molekuláris hidrodinamikai módszereket és optikát két különböző topológiai szerkezetű szuperszívó kopolimerekkel vizsgáltuk Németország (FG és DG) perfluorozott hidridjei alapján. A DG mennyiségének változtatását és a szintézis során a monomerkeverékbe történő beadás szekvenciáját különböző architektúrákkal végzett polimerekkel kaptuk. Az első sorozat kopolimerek különböző molekulatömegű (2,3 · 104-31 · 104), amely merev lineáris láncok közötti elágazási pontok és különböző számú elágazási pontok a kaszkádok egy dendritikus fragmens, a második - kopolimerek, amelyek, egy közeli az elágazás mértéke, több "laza" szerkezete van

a makromolekulák perifériájára vonatkozó nagyobb számú lineáris link, molekulatömegű 2,5 · 104-23 · 104 (6. ábra).

Ábra. 6.A Tris- (pentafluor-fenil) polimerek vázlatos szerkezete (CO) különböző architektúrák Herman Ebis- (pentafluor-fenil) Hermann vázlatos szerkezete: kopolimerek merev lineáris láncokkal az elágazási pontok és különböző számú elágazási pontok között egy dendrites fragmens (A) kaszkádjaiban, a kopolimerek szorosan az átlagos elágazásoknak van egy "laza" struktúrája, mivel nagyobb számú lineáris link a makromolekulák (B) és a Superband perfluor-polifeniléngenerman (B) peremeknél.

A vizsgált kopolimerek nagyon alacsony jellegzetes viszkozitással rendelkeznek. Az értékek 1,5 és 5 cm3 / g között változnak, mm-es növekedés 1,4 · 104 és 25 · 104 között. Az ilyen mm-es ági pontok között rugalmas láncokkal rendelkező szuper-fényvisszaverő polimerek esetében általában 3 és 50 cm3 / g közötti tartományban lehetséges. A CO-PFG alacsony értékei egyértelműen jelzik makromolekulák kompakt méretét, a polimer anyag nagy sűrűségét az oldatban lévő mennyiségben. Az einstein aránynak megfelelően egy szilárd gömb alakú sf \u003d 2,5 v. . A CO-PFG részleges specifikus térfogatának értéke, a PF 1,3 cm3 / g, ami valamivel kisebb, mint a legalacsonyabb molekulatömegű polimer - PFG (1. táblázat) jellemző viszkozitása (1. táblázat) (pentafluor-fenil) német. Ennek megfelelően feltételezhető, hogy makromolekulák formája nagyon kissé eltér a gömb alakú. Az 1. táblázatból látható, hogy a PFG arány / SF 1.2. Az ilyen alacsony érték / sf a dendrimerekre jellemző, mint a szuper-visszatérítendő polimerek esetében. A legutóbbi szokásos / sf 1.5.

Molekulatömeg

hidrodinamika

jellemzők

az FG és a DG alapú szuperradikáns kopolimerek

M.SD. · 10

R., nm

erg / jégeső / mol1 / 3

A kapott adatok szerint arra lehet következtetni, hogy az első sorozat makromolekulái (a 6. ábra, A) egy kicsit kompakt méretek és egy kisebb forma aszimmetriával vannak jellemezve a második sorozatú molekulákhoz képest (6, B) . Valószínűleg annak a ténynek köszönhető, hogy az első sorozat kopolimerjei összetételükben egy dimer lánc a DG linkekből, amelyekre a "hengerelt" elágazó blokkok, az ilyen molekulák keményebbek és formájúak, a gyengített ellipszoidok hasonlítanak, ellentétben a szuperfinomos A második sorozat makromolekulái, amelyekre jellemző, egy merev gömb alakú mag jelenléte egy fókuszpontos (C6F5) 3 és a DG és az FG kapcsolatok ágai, amely általában nagyobb laza struktúrát biztosít a szuperfinomított PFG-hez képest

Így A molekuláris hidrodinamikai módszerek és optika azt mutatja, hogy a vizsgált polimerek makromolekulái kompakt méretekkel rendelkeznek, és a polimer anyag nagy sűrűségével jellemezhetők, és a formájuk aszimmetriája alacsony. Ezeknek a jellemzőknek megfelelően közelednek a dendrimemekhez. A rögzített molekulatömeggel a "laza" szerkezetű kopolimereket a makromolekulák és a magasabb jellemző viszkozitási értékek jellemzik.

Polimerek koncentrált megoldásai

A koncentrált olyan oldatok, amelyekben az oldott anyag molekulái kölcsönhatásba lépnek egymással. Az ilyen megoldások reológiai tulajdonságai iránti érdeklődés elsősorban a polimerek feldolgozásának technológiájának köszönhető, amelyek közül sokan megoldások és olvadagolók révén dolgoznak fel.

Fontolja meg a funkciókat a polimerek mechanikai tulajdonságai, található fluid állapot.Polimerek alatt, található tanításban (vagy a viszkózus állapot általában a polimerek koncentrált oldataira, a kristályosító polimerek és amorf polimerek olvadása ilyen deformációs üzemmódokban és ilyen hőmérsékleteken, amikor a viszkózus áramlás deformációját teljes deformációban játsszák le, vagyis A teljes deformáció visszafordíthatatlan összetevője.

A termomechanikai kutatás főbb módszerei mellett a folyadékpolimerek esetében olyan specifikus módszert alkalmazunk, amely az állandó deformációs fordulatszám üzemmódban mérési stresszeket tartalmaz. Bár elvben az állandó deformációs sebességet is elvégezhetjük a szilárd és nagyon rugalmas polimerek mechanikai vizsgálatában, csak folyadékpolimer rendszerekhez, ez a módszer kulcsfontosságú, mert Csak számukra, a teljes deformáció korlátlanul magas lehet, és ezért az állandó deformációs fordulatszám-üzemmódban a feszültség kialakulása befejeződik az állandó áramlási mód elérésével. Ez az áramlási rendszer megfelel a feszültség és a felhalmozódott és a nagyon rugalmas deformáció anyagában fennálló jellegzetes értékeinek; A deformáció továbbfejlesztése csak egy viszkózus kurzuson keresztül történik, ha az anyag állapota nem változik idővel.

A polimerek viszkozitása az MM, a hőmérséklet, a nyomás, valamint a deformációs üzemmódtól (deformáció és feszültségsebesség) függ. A polimer rendszerek túlnyomó többségét a viszkozitási anomáli hatás hatását a viszkozitási anomália hatása jellemzi, amely a nyírófeszültség növekedését eredményezi. Éppen ellenkezőleg, mivel a deformáció és a feszültség aránya nő, a hosszanti viszkozitás növekszik. A polimerek viszkozitása nagymértékben függ a hőmérséklettől. A polimer hőmérsékletétől távol eső magas hőmérséklet-tartomány esetében a hõmérsékleten lévő viszkozitási görbét exponenciális függőség írja le, amely jellemzi a viszkózus áramlásmentes energiatevékenység mennyiségét U.. MHM növekszik, az aktiválási energia független lesz az MM, azaz Mivel a molekulák hosszabbítják meg a molekulákat, van egy szegmentális természet az áramlás során (egy áramlási törvény megvalósításához, csak a molekula csak része van). Aktiválási energia lineáris polimerek Az elemi link szerkezetétől függ, növeli a lánc merevségét. Annak ellenére, hogy az elemi áramlási hatás mechanizmusa és végrehajtása nem függ a makromolekula egészének hosszától, az abszolút viszkozitási értékek jelentősen függnek az MM-től, mivel a makromolekulák visszafordíthatatlan mozgása szükséges, hogy a A makromolekula súlypontja az egyes szegmensek független mozgása révén történt. Minél magasabb MM, annál nagyobb a megállapodás szerinti mozgások száma a makromolekula súlypontjának áthelyezése érdekében. Ebből következik, hogy az MM-ből származó viszkozitás függését két helyről hajtják össze. Az első az a régió, az alacsony MM értékek, ahol a viszkozitás arányos mm, és a második szakaszban, ez az a terület, ahol mm jelentős hatása van a viszkozitásra és a feltétellel kezd végezni. M.3.5 .

A nagyon rugalmas deformációk megjelenése lehetséges polimereknél, nem csak nagyon rugalmas, hanem viszkózus állapotban is. Mindkét esetben fejlesztése ugyanolyan mechanizmusnak köszönhető - eltérés

A nagy molekulatömegű polimerek esetében a fenékszínű modul szignifikánsan növekszik, mint az MMP bővül.

Ugyanúgy, mint a nagyon rugalmas állapotban, folyadékpolimerekben, különösen szilárd töltőanyagot tartalmazó polimerekben, a szerkezetük reverzibilis megsemmisítésének hatásai lehetségesek, ami a rendszer tulajdonságaiban a tixotróp változáshoz vezet. A fluid polimerek esetében a megnövekedett mobilitási makromolekulák miatt a tixotróp visszanyerésének folyamata gyorsabban halad, mint a polimereknél nagyon rugalmas állapotban.

A koncentrált oldatok viszkoelasztikus tulajdonságainak vizsgálata szükséges ahhoz, hogy értékes információkat szerezzen a szerkezetükön, amely egy térbeli ingadozó rács, amelyet szorosan csomagolt aggregátumok vagy makromolekula társultak, amelyek belsejében oldószermolekulák.

Ha összetett architektúra polimereket, például az ultra-standard polimerek és a dendrimerek, akkor a reológia általános problémái szempontjából a makromolekulák gömb alakú szerkezete lehetővé teszi számukra, hogy egyrészt polimerekként fontolják meg őket, és másrészt, mint kolloid diszperzió.

A blokkban lévő elágazó szerkezeti polimerek reológiai tulajdonságainak részletes vizsgálata során gyakorlatilag nem végezték el, bár pontosan részletes vizsgálatot végez ezeknek a polimereknek az oldószerek nélküli viszkoelasztikus tulajdonságairól, hasznos információkat szolgáltathatnak a viselkedésük sajátosságairól A flexibilis makromolekuláris fragmensekkel rendelkező kolloid részecskék folyamán. A mai napig a reológiai (főként viszkózus) tulajdonságok fő vizsgálata a dendrimerek hígított oldataihoz történt a molekuláris szerkezetük azonosítása érdekében. Az egyik munkában (Hawker C.J. munkatársaival) az olvadékban lévő dendrimerek reológiai tulajdonságainak tanulmányozására szánt, az MM-ből származó viszkozitás szokatlan függését a dendritikus poliészter példáján fedezték fel. A dendrimerek alacsonyabb generációi esetében a viszkozitás mm-ről való áramfüggőségének mutatója szignifikánsan nagyobb, mint a készülék, majd az MM elérte, ez a függőség lineáris lesz. A különböző polibenzil-éter-generációk dendrimerek áramlási görbéi a Newton-karakter a nyírási sebesség (0,1-100 C-1) széles skáláján, amely a polimerek számára nem jellemző. Egy másik helyzet a poliamidoamin dendrimerek generációira történik: az üveg átmeneti hőmérsékletétől eltérő hőmérsékleten a dinamikus viszkozitás csökkenése a váltási frekvencia (Wang H.) növekedésével csökken.

A dendrimerek és a szuper-visszatérítendő polimerek áramlása a végcsoportok természetétől függ. Így a módosítása polypropylenemy dendrimerek amino- és cianocsoport vezetett a viszkozitás növekedését, miközben a newtoni folyási viselkedést. Tande B.m. A társszerzőkkel azt is kimutatták, hogy a negyedik és ötödik generáció kezdeti polipropilén dendrimerek viszkozitása állandó a nyírási arányban. Ugyanakkor a metil- és benzil-kripiláttal módosított dendrimerek esetében viszkozitási anomália figyelhető meg. Ezek az eredmények a végcsoportok fontos hatását mutatják a dendrimerek olvadékainak reológiai tulajdonságaira. Lehetséges lenne elhinni, hogy az üvegáru feletti hőmérsékleten már lehetséges a dendrimerek számára. Azonban a szerzők Smirnova n.n. és tereshchenko A.S. Az alkalmazottak megállapították, hogy a karbosilán dendrimerek a magas generációk, az üveg mellett a második, a magas hőmérsékletű átmenet figyelhető meg. Az adiabatikus nagyfelbontású kalorimetriás módszert észlelték, amely a dendrimeterek intermolekuláris érintkezők jellegéhez kapcsolódott. A magas hőmérsékleti átmenet jellegének részletes vizsgálata, valamint a dendrimerek végcsoportjainak átmenetének lehetséges hatása széles hőmérsékleti tartományban vizsgálták a karboszilán dendrimer-származékainak viszkoelasztikus tulajdonságait, különbséget a terminál típusában csoportok (Mironova MV et al.). Kimutattuk, hogy carbosilane dendrimerek nagy generációk képesek alkotni OZM molecuular szerkezet formájában fizikai rács intermolekuláris kapcsolatok. A szemét megsemmisítését a nyíró deformáció és a hőmérséklet kezdeményezheti. A fizikai hálózat megsemmisítésével okozott karbosilán dendrimeterek magas hőmérsékletű átmenete relaxációs jellegű. Ezt a dendrimerek végcsoportjai konkrét intermolekuláris kölcsönhatása határozza meg, és a mobilitásától függ. A rövid sziloxán szubsztituensek jelenléte rendkívül rugalmas tulajdonságok kialakulásához vezet a szálas terület felett, míg a kevésbé rugalmas karboszilán és butil-szubsztituensek bevezetése hozzájárul a tipikus "polimer" tulajdonságok megnyilvánulásához. Így a kezdeti dendrimerek molekuláris szerkezetének egy vagy egy másik típusú felületi rétegét képezi, beállíthatja a viszkoelasztikus tulajdonságaikat.

4. Módszerek a polimer anyagok fizikai-kémiai és mechanikai tulajdonságainak vizsgálatára

A polimerek kémiai szerkezete, azaz Kémiai összetétele és a makromolekulában lévő atomok összekötő eljárása nem határozza meg a polimer anyag határozott viselkedését. A polimerek tulajdonságai nemcsak a vegyi anyagon, hanem a fizikai (szupramolekuláris) struktúráján is függenek. A strukturális folyamatokat olyan módszerekkel vizsgálják, amelyek a polimer anyag fizikai tulajdonságainak bármely indikátorának függőségétől való függőségét mérik. Itt tartalmazzuk: hőelemzési módszerek (hőelemzési módszerek, átmeneti hőmérsékletek, differenciális hőelemzés), szonda módszerek (a szerves anyagok polimerekkel való kölcsönhatásának termodinamikai paraméterei: Oldékonysági együtthatók, szorpciós entalpia, részleges mólék keverék entalpies a polimerek szabad térfogatának méretéről stb.), Mechanikus (szilárdság, deformáció és relaxációs tulajdonságok mérése), elektromos (dielektromos állandó, dielektromos veszteségek) és dilatometriai módszerek. Tekintsünk néhány felsorolt \u200b\u200bmódszert.

4.1 A polimerek hőelemzésének módszerei

A hőelemzési módszerek közé tartoznak olyan módszerek, amelyeknél a polimerek tulajdonságai becsülhetik a hőmérsékletváltozás során (hűtés vagy fűtés). A leggyakoribb a differenciál szkennelési kalorimetria (DSC), a termogravimetriás analízis (TGA), a dinamikus mechanikai analízis (DMA).

Különböző szkennelési kalorimetriás.Ez a módszer alapul mérje meg a vizsgálati minta és a minta összehasonlításából származó hőáramlás különbségét, amelyek az anyag fizikai vagy kémiai tulajdonságaiban bekövetkezett változások következtében alakulnak ki. A kapott információ lehetővé teszi az előforduló folyamatok természetének meghatározását és a polimer anyag tulajdonságait jellemzi. A termikus áramlások közötti különbség az olvadás, a kristályosítás, a kémiai reakciók, a polimorf transzformációk, a párolgás stb. Ennek következtében következik be, amelynek eredményeképpen egy specifikus hőállapítást és hőteljesítményváltozásokat lehet meghatározni, például a polimer.

Termogravimetriás analízis.Ez egy módszer, amelynek alapja a a minta állandó mérése, a hőmérséklet függvényében állandó fűtési sebességgel, az időtől függően. Lehetővé teszi a kis mennyiségű anyag felhasználását, információt szerez a kinetikáról és a polimer megsemmisítésének mechanizmusáról, hőállóságának, szilárd fázisú reakcióinak,

És meghatározza a nedvességet, a maradékanyagok tartalmát a polimerben (monomer, oldószer, töltőanyag), vizsgáljuk a kompozit polimer anyagok szorpciójának és összetételének folyamatát. Ha IR Fourier vagy tömegspektrométert csatlakoztat a TGA-analizátorhoz, akkor a kiválasztott gázok analízise teljes információt ad a komplex termokémiai folyamatok mechanizmusával kapcsolatban, amelyek a növekvő hőmérsékleten a polimerhez mennek.

Dinamikus mechanikai elemzéskutatásra használják mechanikai és viszkoelasztikus tulajdonságok függősége (nyíró, nyújtó, stressz, tömörítés, hárompontos és konzolkanyar) polimer anyagok hőmérséklet, idő és frekvencia, amikor periodikus terhelés. Részletesen ezt az elemzési módszert a 4.3 szakaszban kell figyelembe venni.

Jelenleg a hőelemzés módszereinek korszerűsítése vezetett

a moduláris rendszerek megjelenése egyedi műszaki jellemzőkkel, a DMA, a DSC és a TGA módszerek egyesítésével. Ez lehetővé teszi, hogy egyidejűleg meghatározza a polimer anyag különböző jellemzőit a frekvenciák és a hőmérsékletek széles körében, ami lehetővé teszi, hogy nem csak a mechanikai tulajdonságok (a polimer hatókörének meghatározása), hanem a molekuláris hátteret is az anyagban lévő szerkezetek. Pontosan ez az, ami új lehetőségeket nyit meg a polimer anyagok és feldolgozási folyamat kiválasztásának optimalizálására, a minőségellenőrzés, a polimer megsemmisítésének elemzésére, a varrási polimerek, a géladás stb. Reakcióinak tanulmányozására.

4.2 Szállítási és diffúziós módszerek (szonda módszerek)

A polimerek gyakorlati felhasználásának területét (például védőbevonatok, membránok, tömítések) határozzák meg áteresztőképesség.

Gáz behatolási mechanizmusok szilárd testeken keresztül

A polimerek gázáteresztő képességét, valamint más tulajdonságokat olyan tényezők határozzák meg, mint a lánc rugalmassága; intermolekuláris kölcsönhatás; a polimer fázisának és fizikai állapota; Csomagolási sűrűség makromolekulák; Varrás fok. Döntő fontosságú diffúziós permeabilitásamely elsősorban a szorpció és a diffúzió miatt következik be, rugalmasan a polimerlánc és az interkeptuális kölcsönhatás.

Gáz-szorpció polimerekkel.A gázok külső és a polimerek belső felületei vagy a makromolekulák között felmerülő mikropropórákban feloldódnak. A felszívódó vagy sorbetűsgáz teljes mennyisége például McBene (érzékeny spirálmérlegek) skálájával mérhető, és kiszámítja a koncentrációt tól től Gáz a polimerben. Ez annál nagyobb a részleges nyomás p. Gáz a környezetben: tól től p. ahol az arányossági együttható

a szorpciós koefficiensnek hívják(gázmennyiség, felszívódott egyesült polimer térfogat, részleges nyomás, egy és tapasztalat hőmérséklete). A szorpciós koefficiens CM3 / (cm3 kgf / cm2) van kifejezve. A gázok és gőzök szorpciójakor kondenzálhatják a polimert, azaz Változtassa meg a fázis állapotát, folyadékba fordulva. Bizonyos esetekben a szorbeda anyag aggregátumokat vagy munkatársait képezhet a polimerbe.

A rugalmas nem szabadalmi polimer esetében, amelyben csak a gáz oldódási folyamat következik be (gázt tölt be szabad térfogatot, amely ingadozó jellegű, amelynek eredményeképpen a szorpció során a gázmolekulák a polimer kapcsolatokkal rendelkező helyeket cserélhetnek), ezt az együtthatót hívják a Gáza oldékonysági együtthatója, amely a részlegesektől függ gáznyomás és hőmérséklet.

A nem termikus gőz polimerek szorpciójának folyamata a komponensek kölcsönös feloldódásának folyamata, amely a különböző mechanizmusok szerint fordul elő, a hőmérséklet függvényében:

1. t ts. A szorbitáló polimer rendkívül rugalmas állapotban van, amelyhez a lánc rugalmasságát jellemzik, és a szorbát molekulák és linkek vagy polimer láncszegmensek igen kis nyomású értékekkel lehetségesek. A szorpciós izotermák típusa a szorbát termodinamikai affinitásától függ a polimer lánc polimerhez és rugalmasságához. Minél kisebb affinitás, annál kevésbé szorpció.

2. t ts. A szegmentális mozgás hiánya miatt nehéz a gőzmolekulák és a polimer láncok közötti csere. Ebben az esetben a gőzmolekulák csak a polimerben rendelkezésre álló mikro-lapokba behatolhatnak, amelyek kis csomagolt polimerekkel rendelkeznek. A sortbed anyag mennyisége ebben az esetben kevés, amely a szorpciós módszer érzékenységén kívül esik.

Ezért a szorpciós folyamatok leginkább észrevehetőek, ha a rendszer nagyon rugalmas állapotban van, azaz. Lehetőség van a szorbát molekulák és láncok közötti cseréje, amelynek eredményeképpen a polimer duzzanat először is, ami a szorbate párokban való oldódásába léphet.

Sikertelen gázkromatográfia

A gázok és gőzök halmozódásának termodinamikájának vizsgálatához polimerekben és fizikai-kémiai paraméterek meghatározásához a továbbított gázkromatográfia (OGH) módszerét alkalmazzuk. Ehhez a polimert a porózus szilárd hordozó felületére alkalmazzuk, és a szorbátot a gáz hordozóáramba injektáljuk. Az OGM módszer nagyon informatív, hogy tanulmányozza a szorpció termodinamikáját polimerekben, ami szintén növeli a szabad térfogat mennyiségét.

Az OGH módszer elméleti alapjai.Az OGM módszerben az időt mérjük szorbitált t.r. és a korrekció t.a. Alkatrészek. Érték t.a.megfelel a tényleges szinte nem felszívott komponens (rendszerint levegőben) van szükség, hogy vegye figyelembe a „halott” térfogata kromatográfba. Így megtalálhatja a tiszta tartott kötetet V.N.: A kromatográfiás oszlop és a hőmérséklet hossza T..

Az OGM módszerben használt oszlop főzéséhez rendkívül fontos ismerni a polimer fázis tömegét (GR) w.L.. Figyelembe véve a nagyságot w.L. Egy specifikus rezisztens mennyiség is beszerezhető. V.g.: I.E. A legfontosabb kísérleti érték, amelyen a termodinamikai paraméterek függenek.

Érték p.0 (PA) - az oszlop beömlőnyomása és a paraméter j.nm. Ez egy korrekciós arány egyenlő a nyomás átlagolt a tartózkodási idő a minta a kromatográfiás oszlopra, hogy a nyomás a kimeneten is.

Egy másik termodinamikai paraméter, amely végtelen hígítással érhető el:

A redukált aktivitási együttható jellemzi az eltérés a idealitás a bináris rendszer a polimer párok (eltérés a ROUlyl törvénye a nyomás a gőz gőz).

A hőmérséklet-függését az aktivitási együtthatónak, akkor ki lehet számítani a részleges moláris entalpiája keverő, amely jellemzi a kölcsönhatás a szorbát a polimerrel:

mivel a szorpciós entalpiát összegként lehet képviselni H.s. H.c. H.m. hol H.c. - Különböző szorbátok entalpia kondenzációja.

A kísérletet gázkromatográfiával végezzük hővezető detektorral. A hőmérséklet az oszlop kell tartani pontossággal 0,5 ° C, a nyomás a bemenettől a kromatográf legfeljebb 0,6 kPa, amely lehetővé teszi, hogy módosítások bevezetése egyenletek (2) és (4), a kimeneti nyomás egyenlő a légkörrel. Hélium héliumot használnak hordozógázként; A sebességet szappanfilm áramlásmérővel mérjük. A légcsúcs meghatározására szolgál t.a..

A gázkromatográfiás kísérlet a hőmérséklet és a gáznyomás stabilizálása után kezdődik az oszlopban. Az elpárologtató hőmérséklete 30 ° C-ra van állítva a szorbát forráspontja felett. A mintában lévő szorbát mennyisége elegendőnek kell lennie a kromatogramon (~ 0,01 μl) csúcson. Minden egyes szorbát esetében minden egyes hőmérsékleten 7-10 párhuzamos kísérlet végezünk.

Amikor a gázok és gőzök szorpciója az OGH polimerekben való szorpciója rendkívül fontos, hogy a kromatográfiás kísérlet során a polimerfázis teljes rétegében a volumetrikus szorpciót a polimer fázis teljes rétegében állapítsa meg. Ebből a célból speciális kísérletekben a vivőgáz sebességének hatását tanulmányozzák (2,5-30 cm3 / perc) a megfigyelt időpontban és a megtartás összegénél. Például, ha használják n.-Az 45 ° C-on és n.-Nem 50 ° C-on gázkromatográfiára az LHM-80-on, azt találtuk, hogy az 5 cm3 / perc alatti sebességnél a hordozógáz sebességének észrevehető befolyása van, így különböző hőmérsékleteken és különböző szorbátokkal működő méréseket hordozták ezen a sebességen. Nyilvánvaló, hogy a kromatográfiás kísérlet során magasabb hőmérsékleten magasabb diffúziós együtthatót hajtanak végre. Ezt is jelzi a specifikus áthidalott térfogat függőségének linearitása az inverz hőmérsékletről. Az így talált termodinamikai paraméterek megfelelnek a végtelen hígítás feltételeinek a polimer térfogat-szorpciójában.

A szorbátok telített gőzeinek nyomása az antoinegyenlet és (vagy) egyenletek alkalmazásával történik

ln. P.Vp. = A.ln. T. + B./T. + C. + DT.2,

amelyek paraméterei speciális adatbázisokban vannak táblázatok.

Ha szorbate tartja a diagramokat, azaz Az affektív térfogat logaritmusának korlátozása az inverz hőmérsékletről a hőmérséklet (30-115 ° C) hőmérséklete során lineáris, ez jelzi a szorpció belső energiáját a vizsgált hőmérsékleti tartományban. Mivel a szorbed molekula (mm-es szorbát) mérete egy adott hőmérsékleten növekszik, növeli az adott áthidaló térfogat növekedését. A függőségek lineáris jellege lehet egy másik megerősítés, hogy a kísérleti körülmények között a hordozóra alkalmazott polimer fóliában a volumetrikus szorpció teljesen megalapozott. Így a mért értékek V.g. Használható a termodinamikai szorpciós paraméterek kiszámításához. Értékek szerint V.g. A (4) képlet szerint kiszámítjuk a különböző szorbátok oldhatósági együtthatóját a polimerben. A kromatográfiás kísérletben való egyensúlyi szorpciótól való eltérésekhez vezető diffúziós korlátozások a tartási diagramok S alakú formájának oka.

A (6) egyenletből kiszámított részleges moláris entalpiát minimálisra csökkenti a szorbát molekuláris méreteitől függően, míg a minimum koordinátái megfelelnek az üveges polimer szabad térfogatának átlagos méretének. Azok. A szorpció folyamatában (az oldott anyag kis tartalmával) a szorbát molekula kitölti az üvegszerű polimer (szabad térfogat elemek) által rendelkezésre bocsátott üres álláshelyeket. A keverés melegének köszönhetően élesen negatív, mivel ugyanakkor a szorbát molekulák nem működnek a polimer láncok csúszásával. Ezért az OGH-módszert sikeresen alkalmazzák szondaként, hogy az üvegszerű polimerekben szabad térfogat mennyiségét becsülje meg, és eredményei jó egyetértéssel rendelkeznek a többi szonda módszerekkel, például a posztitronok megsemmisítésének módszerével.

Spektroszkópiás idők a posztitronok megsemmisítése

A posztitronok megsemmisítési módját a szabad térfogatok elemeinek méretével és eloszlásával kapcsolatos információk megszerzésére használják, koncentrációjuk, valamint a szabad térfogatok, például a hőmérséklet, a nyomás, a mechanikai deformitás és a fázis összetétele a polimerből. Ezzel a módszerrel nyomon követheti a gyors térfogat változásait a polimerek fizikai öregedésének folyamatában, a szorpció és a duzzanat eredményeként,

a varrás közben. A posztitronok megsemmisítésének spektrumainak paraméterei nagymértékben függenek a polimerek szerkezetétől, és gyakorlatilag nem függnek az MM-től.

Ez a módszer az anyag pozitron életének időpontjának mérésére alapul. A polimerben a posztitronok mind a szabad állapotban is létezhetnek (E +) és

a társult. Ez utóbbi hidrogénszerű pozitron atom formájában lehetséges, azaz. Elektron-positron pár (PS vagy E-E +). A részecske szingulett állapota p.-Ps-ben párhuzamos hátrányokkal és rövid élettartammal (0,125 NS vákuumban), míg egy hármas állapot ( o.-Ps) párhuzamos pörgetésekkel jelentősen hosszabb élettartammal rendelkezik (142 ns vákuumban). Úgy gondolják, hogy a hosszú élettartamú részecske o.-Ps belép a területen csökkentett elektronsűrűség, azaz. ESO-ban. Az átfedő hullámfunkciók eredményeként o.-Ps és az atomi orbiták elektronjai, amelyek az ESO falait alkotják, az élet idejét o.-Ps erősen lerövidül a megsemmisítéshez képest

vákuumban, és általában 1,5-4,0 NS-t tesz ki. Az élet megfigyelt időpontjai erősen függnek az ESO méretétől: minél több ESO, annál hosszabb ideig a pozitron élettartama a polimerben. Az idő spektruma az idők kísérleti jellemzői ÉN. (NA) és megfelelő statisztikai mérlegek vagy

intenzitás ÉN.ÉN. (%). Feltételezzük, hogy a pozitronikus komponens intenzitása az ESO koncentrációjától függ.

A posztronok forrását általában az izotóp 22na (félidő 2,6 év) szolgálja. A képződött pozitront van energiát 0-0,5 MeV maximális eloszlása \u200b\u200b0,2 MeV és a hossza a kilométer hagyományos polimerek? 1 mm. Az anyagban a posztitronok gyorsan termálhatók, és az összes későbbi folyamatok a részecskék termikus energiával való részvételével járnak el.

Kísérleti telepítés a posztitronok megsemmisítésének időpontjának mérésére az 1. ábrán látható. Ez egy olyan posztitronokból áll, amelyek a vizsgálat alatt álló polimer két mintája között helyezkednek el. Az életidőket az elektromos impulzusok amplitúdójában az időintervallumok átalakításának elvén működő elektronikus rendszer határozza meg. A rendszer nyilvántartja a két esemény közötti időt: az elsődleges g-kvanta megjelenése a forrásból, és a toitronok megsemmisítését kísérő Quanta. A 105-107-es regisztrálás után ilyen eseményeket (azaz a G-Quanta fotomultipliperrel regisztrált) regisztrálták a pozitron idők kísérleti görbéjének eloszlását y (t) Az események számának bemutatása y. A mért időtől függően t..

Ábra. egy.A pozitron megsemmisítés spektrumának mérésére szolgáló telepítési séma

Elsődleges kísérleti függőségek y (t) Egy diszkrét vagy folyamatos modellen alapuló elemzés részeként értelmezhető.

Félig empirikus kifejezés kötési élettartam o.-Ps -ps ( f.3 ) átlagos sugárméret ( R.3 ) Gömb alakú ESO a polimerben (Tao-Eldrupp Formula):

A jól ismert sugarú gömb alakú geometria feltételezésében az ESO térfogata ( h.f.) vagy a mennyiségek terjesztése.

Ábra. 2.A POSITRONIUM és az átlagos ESO sugár a polimerekben a TAO ELDRUPP Formula szerint

A szabad térfogatok elemeinek nagyméretű dimenzióit polimer szorbensekben és szerves klaszterekben találtuk. Ezt a módszert úgy találtuk, hogy az ultrahangos polisztirol szorbenseknél vannak üreges pórusok sugarú 14 A, amely az anyag szabad térfogatának összes elemének körülbelül 20% -át teszi ki.

Tehát a posztronok megsemmisítésének módszere mikroszkópos leírást ad a szabad térfogatok átlagos sugarai és a megfelelő mennyiségek tekintetében h.f.. Ahhoz, hogy ezeket az értékeket a polimerek makrokopópiai paramétereihez kötjük, meg kell tanulni a szabad térfogatú N (cm-3) elemeinek átlagos koncentrációját, amely után lehetséges, hogy a szabad térfogat megosztását munkahelyként becsülje meg h.f.N.

A posztronok megsemmisítésének hagyományos módszere célja a polimer mátrix belsejében lévő szabad térfogat tanulmányozása. Azonban sok olyan tárgy van, amelyeknél a nem térfogatú, de a polimerek (membránok) felületi tulajdonságai, bevonatok különböző anyagok felületén stb. A polimer rétegek ilyen tulajdonságai, mint az üveg átmeneti hőmérséklet, a sűrűség, a lánc mobilitás és mások nagyon eltérőek lehetnek a polimer mátrixban és a fázispartíció határán belül.

A hagyományos posztitronokhoz használt, közepes energiával 200 KEV 1 mm-es féktávú. Ez az érték sok nagyságrenddel nagyobb, mint a felületi rétegek jellemző vastagsága, ezért az ilyen kísérletekben a pozitron idők időpontjait tartalmazzák a mátrix szabad térfogatáról. Ahhoz, hogy tanulmányozza a szabad térfogat a közeli felületi réteg, az szükséges, hogy a pozitron sugárnyaláb energia jelentősen alacsonyabb volt, mint a megadott érték (A pozitront nem hatolnak be a fenntartó a minta és annigulate a felszín közeli rétegek). Ebből a célból az alacsony energiájú monokromatikus pozitron gerendákat szignifikánsan alacsonyabb (0,2-20 kEV) alkalmazzák az ellenőrzött pozitronenergiával, ami lehetővé teszi, hogy a polimerek vékony rétegeinek (több nanométer) vékony rétegének vizsgálata és ingyenes térfogatú profil kialakítása bennük.

A polimerek szabad térfogatának tanulmányozására szolgáló eljárások a szondák, azaz Azon alapul, hogy egyes próbák molekulákat vezetnek be a polimerbe, és megfigyelik a viselkedését, amely alapján következtetéseket kell hozni a szabad térfogat struktúrájáról. Ezek a módszerek különböznek a kiválasztott szondák jellegében és méretében. Így a polimerek vizsgálatára szolgáló posztitronok megsemmisítése során a szonda az elektron-pozitron gőz - egy pozitron atom. A továbbított gázkromatográfia módszere szerint a szondák a szerkezeti és a kapcsolódó vegyületek sorai. Az NMR 129XE módszere széleskörű alkalmazást talált, amelyben az egyetlen szonda 129xE Atom - "vizsgálja" szabad térfogatot különböző polimerekben.

Az utóbbi években a polimerek szabad térfogatának tanulmányozására szolgáló kísérleti módszerek mellett a polimer nanostruktúrák számítógépes szimulációja egyre fontosabbá válik a polimer anyag tulajdonságainak előrejelzéséhez (diffúziós együtthatók, oldhatóság stb.). Számítógépes szimulációs adatok elemzése során a szonda módszereinek eredményeit a számítások pontosságának megerősítésére használják. Ugyanakkor a számítógépes szimuláció új további lehetőségeket nyit meg a szabad térfogatok tanulmányozására a polimerekben, főként alapvetően nem érhető el a vizsgálati módszerek vizsgálatára: a szabad térfogat vizualizálása; A szabad térfogat kohéziójának elemzése (klaszterméret, zárt vagy nyitott porozitás); Az ESO méretének megoszlása; A szabad térfogat elemek mobilitásának (dinamikája) tanulmányozása polimerekben.

Jelenleg, módszerek Monte Carlo, molekuláris mechanika, valamint az elmélet az átmenet és a kapcsolódó megközelítések, széles körben használják modellezésére szabad térfogat.

...

Hasonló dokumentumok

Az ásványi anyagok hemoszorbációs módosítása. Az agyag sziklák tulajdonságai. A HERPEGEG betét bentonit-agyagjának módosításának módszerei. A szintetizált vegyületek tanulmányozására szolgáló fizikai-kémiai módszerek. A bentonin szorpciós jellemzőinek meghatározása.

a kurzus munka, hozzáadva 10.27.2010


A polimerek koncepciójának és tulajdonságainak meghatározása. A polimer kompozit anyagok fő típusai. Az anyagok és termékek tűzveszélyének jellemzői. A gyúlékonyság csökkenésének jellemzőinek tanulmányozása. Az égési termékek toxicitásának problémája.

bemutatás, 25/25/2015


A polimer anyagok gyártásának technológiájának jellemzői, a feldolgozási folyamatok fő paraméterei. Módszerek formázására szolgáló termékek töltött és töltött polimer anyagokból. A megerősített polimerek feldolgozására szolgáló módszerek. Alkalmazásuk szempontjait.

absztrakt, hozzáadva 04.01.2011


A polimerek alapú kompozitok fejlesztésére szolgáló modern területek általános jellemzői. A polimerek megerősítésének lényege és értéke. A polimer kompozit anyagok megszerzésének és tulajdonságainak jellemzői. A polimerek keményedésének fizikai-kémiai vonatkozásainak elemzése.

absztrakt, hozzáadva 05/27/2010


A másodlagos polietilén-tereftalát (PET) tűzállóságának növelésére szolgáló lehetőségek elemzése úgy, hogy antipiril organoglinként vezetjük be. A polimer anyagok elemzésére szolgáló modern fizikai-kémiai módszerek lényege. A polimer anyagok hatásmechanizmusa.

a kurzus munka, hozzáadva 11/10/2010


A polimerek keverékeinek fizikai és mechanikai tulajdonságainak vizsgálata. A gumi keverékek öntéséhez szükséges fő módszerek tanulmányozása. Polimer anyagok keverése az olvadékban és az oldatban. Berendezés polimerek keverékeinek gyártásához. A keverés minőségének értékelése.

absztrakt, hozzáadva 12/20/2015


A készítmény átalakulásának mintái, a bentonit tulajdonságai a módosítás folyamatában. A bentonit természetes és módosított formáinak szorpciós tevékenységének vizsgálata. A KABARDINO-BALKAR betét bentonitának módosításának módjainak meghatározása.

mester munkája, hozzátette: 30.07.2010


A tanulmány a dinamika a polimer láncok oldatban, ami egy érzékeny teszt belüli chromolecular strukturálása és kémiai átalakulások részvételével makromolekulák, valamint egy tényező, amely befolyásolja az áramlás a reakciók a polimer láncok.

a cikk hozzáadódott 03/18/2010


A polimerek kémiai reakciók jellemzői. A polimerek megsemmisítése a hő- és kémiai környezet hatása alatt. Kémiai reakciók a fény és ionizáló sugárzás hatása alatt. A mesh szerkezetek kialakulása a polimerekben. Polimerek reakciója oxigénnel és ózonnal.

teszt munka, hozzáadva 08.03.03.2015


Beszerzése alapú kompozit anyagok polimerek és természetes réteges szilikátok (szmektitek): hektáronként és montmorillonit. Poligráf mint struktúrák előállítására guanidin-tartalmú polimer nanokompozitok. Polimer-szilikát nanokompozitok.