- •Лекция №1 Основные понятия физики и химии полимеров
- •Лекция №2 Синтез полимеров. Основные понятия, термодинамика синтеза. Радикальная полимеризация; способы инициирования, кинетика и механизм реакции.
- •Кинетика и механизм радикальной полимеризации
- •Лекция №3 Влияние на скорость полимеризации концентрации мономера [м] и концентрации инициатора [і]; температуры и давления процесса. Гель-эффект. Ингибиторы радикальной полимеризации.
- •Влияние температуры и давления на скорость полимеризации
- •Гель-эффект
- •Ингибиторы радикальной полимеризации
- •Лекция №4 Ионная полимеризация. Катионная полимеризация: инициирование протонными кислотами и кислотами Льюиса. Сокатализатор и его функции; рост цепи обрыва и передачи цепи. Кинетика процесса.
- •Катализаторы анионной полимеризации
- •Лекция №6 Анионно-координационная полимеризация: полимеризация диенов, полимеризация на комплексных катализаторах Циглера-Натта на п-аллильных комплексах; получение стереорегулярных полимеров.
- •Лекция №7 Сополимеризация, ее значение как способа модификации полимеров. Типы сополимеризации: идеальная, блоксополимеризация, привитая. Состав сополимера. Закономерности процесса сополимеризации.
- •Состав сополимера.
- •Закономерности протекания сополимеризации.
- •Полимеризация в растворе.
- •Полимеризация в эмульсии.
- •Полимеризация в суспензии.
- •Лекция №9 Поликонденсация Типы реакций поликонденсации. Мономеры. Элементарные стадии процесса. Равновесная и неравновесная поликонденсация. Поликонденсационное равновесие; факторы определяющие его.
- •Элементарные стадии процесса поликонденсации
- •Поликонденсационное равновесие и факторы, определяющие его.
- •Побочные процессы при поликонденсации.
- •Поликонденсация в растворе
- •Твердофазная поликонденсация
- •На границе жидкость-жидкость
- •«Неравновесная поликонденсация: на границе раздела ж-г, эмульсионная. Реакция полиприсоединения. Ступенчатая полимеризация, её специфика ».
- •Эмульсионная поликонденсация
- •Ступенчатая поликонденсация
- •Лекция №12 Полимеранологичных превращения как способ химической модификации полимеров. Реакции внутримолекулярного отщепления и циклизации.
- •Процессы структурирования (сшивания) полимеров. Типы сеток и их параметры. Структурирование с участием функциональных групп полимеров, отвердителя.
- •Лекция №14 Радиационное и пероксидное сшивание. Структурирование с учетом винильных мономеров взаимопроникающие сетки.
- •Лекция №15 Процессы деструкции полимеров Физическая, химическая, биологическая, механическая, фотохимическая и радиационная деструкция
- •Лекция №16 Термическая деструкция, термостойкие полимеры, окисление полимеров кислородом воздуха и азотом. Термоокислительная деструкция важнейших промышленных полимеров
- •Лекция №23 Деформация полимеров Упругая, высокопластичная,. Пластическая, вынужденная высокопластичность, физическое состояние полимеров :стеклообразное, высокоэластичное, вязкотекучее
- •Лекция №24 Стеклообразное состояние полимеров. Структурное и механическое; зависимость температуры стеклования от химического строения полимера, молекулярной массы и гибкости макромолекулы.
- •Лекция №26 Высокоэластичное состояние полимера. Температурная область, влияние длительности действия силы и частоты деформации, молекулярной массы, полярности полимера и сшивки макромолекул
- •Лекция №27 Вязкотекучее состояние полимера. Влияние температуры, продолжительности; внешних воздействий, гидростатического давления, критической молекулярной массы.
- •1.Молекулярная масса
- •2.Разветвлённость макромол-лы
- •3.Температура
- •Лекция № 28 Пластификация полимеров. Фазовые равновесия в системе полимер-пластификатор. Пластификаторы и смягчители.
- •Лекция № 29 Кристаллизация полимеров, скорость кристаллизации, плавление кристаллов, влияние напряжения на кристаллизацию, влияние структуры, пластификации и наполнения на кристаллизацию.
- •Лекция № 30 Ориентированное состояние полимеров Ориентационная вытяжка и направленная полимеризация. Структура ориентированных полимеров
- •Лекция № 31 Растворы полимеров. Истинные растворы полимеров, ограниченное и неограниченное набухание, свойства растворов полимеров.
Лекция №14 Радиационное и пероксидное сшивание. Структурирование с учетом винильных мономеров взаимопроникающие сетки.
Радиационное сшивание макромолекул осуществляется методом полимеризации. При воздействии на макромолекулы радиации в начале образуются полимерные радикалы, которые затем рекомбинируют с образованием поперечных химических связей
Сшитый полиэтилен отличается повышенной термостойкостью, химической стабильностью, более прочный и жесткий материал. Образующаяся сетка позволяет материалу быть термоусаживаемым. Полиэтиленовая муфта растягивается и насаживается на трубу. При нагревании сетка пытается принять свою первоначальную форму , начинает усаживаться т.е. осуществляется прочное скрепление муфты и трубы.
Пероксидное сшивание. Пероксиды вводят в полимер (в ПЭ) и нагревают до 130 – 140 градусов. Т.к. полиэтилен при 100 градусах плавится, то получается расплав полиэтилена содержащий пероксид. Пероксид разлагается с образованием радикалов. Радикалы отрывают атомы водорода от макромолекулы полиэтилена, при этом образуются макрорадикалы:
На второй стадии макрорадикалы рекомбинируюет:
Такой метод сшивания легко реализуется в экструдере при добавлении к грануляту полиэтилена пероксида.
По механизму сополимеризации протекающий процесс отверждения ненасыщенных полиэфирных смол, например полиэфир малеинатов с помощью винилового мономера, чаще всего стирола. Двойная связь содержащаяся в макромолекулах полиэфирмалеината и двойная связь стирола раскрывается и происходит поперечная сшивка стирола. Удобство таких отверждающихся смесей состоит в том, что стирол в начале выполняет функцию растворителя смолы , а затем этот мономер входит в состав полимерной сетки. В этих случаях содержание смол в лаке достигает 85%.
Взаимопроникающие сетки (ВПС). Представляют собой сложную систему, состоящую из двух или более трехмерных сетчатых полимеров, в которых индивидуальные сетки химически не связаны, но неразделимы из-за механического переплетения цепей, вызванными условиями их синтеза.
ВПС на основе разных по природе полимер особенно перспективны, т.к. образуются материалы с широким диапазоном свойств.
ВПС классифицируется по двум признакам
-Морфология
-По способу их получения С морфологической точки зрения они делятся на:
-идеальные
-частично взаимопроникающие
-с четким фазовым расслоением Идеальные ВПС состоит из взаимопроникающих разнородных цепей на молекулярном уровне. Частично взаимопроникающие является результатом не полного смешения компонентов в них и характеризуется широким пиком механических потерь при температуре стеклования. ВПС на основе несовместимых полимеров отличаются четким разделением максимумов механических потерь составляющих компанентов.
По способу получения ВПС бывает с последовательным или одновременным отвердеванием составляющих компонентов.
Первый метод: включает получение сетчатого полимера являющегося матрицей для формирования в нем второго. Готовую первую сетку подвергают набуханию в жидком полимере или олигомере, который способен к последующему отверждению с образованием другой сетки с другой химической природой.
Схема получения ВПС этим методом:
Таким способом можно получить не только двойные, но и множественные ВПС, например тройные на основе сополимера стирола с дивинилбензолом.
Методом одновременного отверждения синтезируются такие исходные полимеры, когда исключается химическое взаимодействие между разнородными цепями. Это возможно в случае различных механизмов отверждения. Например комбинированные каучуки с пластмассами.
ВПС типа каучук-пластик получают по методу одновременного отверждения из эпоксидной смолы и бутилакрилата.
Низкомолекулярную эпоксидную смолу отверждают фталевым ангидридом, а каучук получают смешением бутилакрилата с 2% изопрена. Инициатор полимеризации перекись дибутила.
Эти два метода получения ВПС основные.
Первый метод позволяет получить ВПС в более чистом виде: вторая сетка формируется в присутствии уже готовой первой.
Вместе с тем несмотря на преимущество первого метода, второй метод более технологичен, позволяет в более широких пределах варьировать состав ВПС, а также соотношение компонентов в них.
ВПС – это перспективные системы для изготовления армированных пластиков и долговечных покрытий.