Рабочая программа дисциплины «Химия и физика высокомолекулярных соединений» (стр. 4 )

6.              Карбогетероцепные полимеры: полиметиленоксид, полиэтиленоксид, полиэтилентерефталат, глифталевые смолы, целлюлоза и ее производные, поликапролактам, полигексаметиленадипамид, полиуретаны. Способы получения, свойства и области применения.

7.  Локальная конфигурационная изомерия и стереорегулярность монозамещенных полиэтиленов.

8.              Конфигурационная изомерия полидиенов.

9.              Понятие о конформационной изомерии и гибкости макромолекулярной цепи. Модель ССЦ и цепи с заторможенным вращением, среднеквадратичное расстояние между концами цепи и радиус энерции, понятие о статистическом сегменте.

10.       Понятие о термодинамической и кинетической гибкости цепи. Факторы, влияющие на гибкость реальных полимерных цепей.

 

Модуль 2. Растворы полимеров

1.  Особенности процесса растворения полимеров (набухание). Истинность полимерных растворов. Фазовые диаграммы систем полимер-растворитель. Правило фаз.

2.              Решеточная модель раствора полимера Флори-Хаггинса. Энтропия смешения, химический
потенциал. Отклонение от идеальности полимерных растворов.

3.              Уравнение состояния полимера в растворе. Второй вириальный коэффициент, Q-условия. Термодинамическое качество растворителя. Невозмущенные размеры макромолекул. Коэффициент набухания.

4.              Методы оценки средних молекулярных масс: осмометрия, метод концевых групп, светорассеяние, ультрацентрифугирование, фракционное осаждение (растворение), турбидиметрическое титрование, гель-проникающая хроматография.

5.              Гидродинамические свойства макромолекул в растворах. Абсолютная, относительная, удельная, приведенная и характеристическая вязкости. Связь характеристической вязкости с молекулярной массой и размерами макромолекул.

6.              Особенности ионизационного равновесия в растворах полиэлектролитов. Факторы, влияющие на величину рК. Электростатическая составляющая свободной энергии макроиона.

7.              Особенности гидродинамических свойств полиэлектролитов. Полиэлектролитное набухание.

8.              Кооперативные конформационные переходы и химические реакции в растворах полиэлектролитов.

 

Модуль 3. Структура и основные физические свойства полимерных тел

1.  Молекулярная и надмолекулярная организация аморфных полимеров. Три физических состояния. ТМК аморфных полимеров.

2.              Условия необходимые и достаточные для существования полимера в кристалличском состоянии. Типы надмолекулярных структур закристаллизованных полимеров. ТМК кристаллических и кристаллизующихся полимеров.

3.              Термодинамика высокоэластической деформации.

4.              Статистическая теория высокоэластичности.

5.              Релаксационные свойства полимеров.

6.              Особенности механических свойств в вязкотекучем состоянии.

7.              Механические свойства полимеров в стеклообразном состоянии.

8.              Явление вынужденной эластичности.

9.              Механические свойства кристаллических полимеров.

10.       Влияние предварительной ориентации на механические свойства полимеров.

11.       Прочность полимеров.

 

Модуль 4. Синтез полимеров

1  Полимеризационно-деполимеризационное равновесие. Термодинамика полимеризации.

2                 Радикальная полимеризация. Инициирование, реакции роста, обрыва и передачи цепи. Кинетика радикальной полимеризации.

3                 Уравнение состава сополимера. Константы сополимеризации, диаграммы составов сополимеров. Схема "Q-e".

4                 Ионная полимеризация и сополимеризация. Механизм, кинетика. "Живые цепи".

5                 Стереорегулирование при радикальной и ионной полимеризации.

6                 Координационно-ионная полимеризация.

7                 Поликонденсация. Термодинамика и поликонденсационное равновесие. Кинетика. Побочные реакции при поликонденсации.

8                 Технические способы проведения полимеризации и поликонденсации.

 

Модуль 5. Химические свойства и химические превращения полимеров

1.   Особенности химических реакций с участием макромолекул.

2.                           Полимераналогичные превращения, внутримолекулярные реакции.

3.                           Межмолекулярные реакции (реакции сшивания). Блок- и привитая сополимеризация.

4.                           Деструкция полимеров.

 

Тест по темам Модуля 1

Пример одного из вариантов теста:

1.Расположите полимеры: а) полиэтилен, б0 полипропилен, в) полистирол, г) полиакрилонитрил в порядке возрастания жесткости цепи.

1. а>б>в>г	3. а<б<в<г
2. г>а>б>в	4. б>г>а>в

 

Ответ: 3 (а<б<в<г).

2.Сколько вариантов конфигурационных изомеров может существовать у диады (двух соседних звеньев) политрифторхлорэтилена?

1. 2	3. 8
2. 6	4. 12

 

Ответ: 2 (6).

3.Оцените степени полидисперсности двух фракций полимера А1 и А2, если фракция А1 содержит 150N молекул с массой 2, 40N молекул с массой 5 и 500N молекул с массой 1, а фракция А2 – 50N молекул с массой 2, 2N молекул массой 250, 500N молекул с массой 1.

1. А1 > А2

2. А1 < А2

3. А1 = А2

 

Ответ: 2 (А1 < А2).

4.Степень свернутости цепи карбоцепного полимера с валентным углом 109°5' и  равна:

1. 50	3. 130
2. 100	4. 200

 

Ответ: 3 (130).

 

Рубежная контрольная работа

Примерные задания и методика их выполнения

1. Как изменяется нижняя критическая температура растворения (НКТР) с увеличением молекулярной массы полимера?

Ответ: уменьшается.

Фазовая диаграмма температура-состав для системы полимер-растворитель с НКТР и некоторым фиксированным ММР имеет вид:

где х2 – мольная доля полимера, I – однофазная область, II – область расслоения системы на две фазы. При увеличении молекулярной массы полимера его растворимость ухудшается, что согласно диаграмме, означает смещение вниз кривой, разделяющей области I и II, т.е. понижение НКТР. При бесконечном возрастании молекулярной массы полимера НКТР будет стремиться к Θ-температуре, отмеченной на диаграмме.

2. Как меняется характеристическая вязкость  раствора стирола в толуоле при введении осадителя – метанола?

Ответ: уменьшается.

Толуол является «хорошим» растворителем для полистирола. Это означает, что свободная энергия взаимодействия полимер-растворитель меньше свободной энергии внутримолекулярного взаимодействия звеньев полимера между собой. При добавлении осадителя – метанола качество растворителя ухудшается, что означает возрастание роли внутримолекулярных взаимодействий и, следовательно, сжимание полимерного клубка. Из-за уменьшения размеров полимерного клубка падает раствора полистирола.

3. Найти максимальную массу ПММА при полимеризации метилметакрилата при 50°С при фотохимическом инициировании, если константа роста Кр = 410 л/моль, константа скорости обрыва Ко = 24·106 л/моль·с, М = 9,25 моль/л, константа скорости передачи цепи на мономер Км = 195·10-4 л/моль·с, скорость полимеризации Vпм = 1·10-5 моль/л·с.