Надо Знать

добавить знаний



Химия полимеров



План:


Введение

Химия полимеров (химия высокомолекулярных соединений) - область науки, которая изучает химические и физико-химические свойства, методы и закономерности реакций синтеза и преобразований высокомолекулярных соединений, а также исходных реагентов ( мономеров, олигомеров), которые применяются для их получения. Отрасль исследует как искусственные ( полиолефины, полиэстер, полиамиды и др.)., так и природные полимеры ( крахмал, целлюлоза, лигнин).


1. Предмет изучения

Изучает кинетику, катализ, механизм реакции полимеризации, поликонденсации, полиприсоединения, полимераналогичних преобразований, деструкции и сшивания полимеров, процессов их стабилизации и других химических превращений.

Устанавливает взаимосвязь между химическим строением и условиями синтеза со структурой и свойствами высокомолекулярных соединений. Исследует, в связи с химическим строением, физические преобразования в полимерах и их растворах, а также структуру, физические, физико-механические свойства полимеров, поверхностные, межфазные и другие явления, происходящие в полимерных системах и композитах.


2. Основные направления исследований

  • Синтез мономеров, новых инициирующих и каталитических систем, олигомеров для получения на их основе линейных, разветвленных и сетчатых полимеров.
  • Изучение реакций полимеризации, поликонденсации, полиприсоединения, полигетероциклизации механизма и кинетики этих реакций, влияния строения выходных реагентов и условий синтеза на закономерности реакций и свойства полимеров.
  • Изучение механизмов реакций синтеза и химических превращений в высокомолекулярных соединениях под действием УФ, лазерной, радиационного и другого облучения, установление взаимосвязей между механизмом реакций и свойствами.
  • Исследование химических превращений в полимерах и полимерных системах, их механизма и закономерностей.
  • Изучение процессов термической, термоокислительной, световой, механической и биологической деструкции и стабилизации полимеров, создание новых стабилизаторов, изучение их действия.
  • Изучение закономерностей синтеза блок-сополимеров, привитых и сетчатых полимеров, взаимопроникающих полимерных сеток, механизма их формирования, установления взаимосвязи их свойств со структурой.
  • Изучение структуры и физико-химических свойств полимеров, их растворов и гетерогенных полимерных систем.
  • Исследование поверхностных и межфазных явлений в многокомпонентных полимерных системах, их структуры и свойств.
  • Изучение физических процессов в полимерах и полимерных системах в связи с их составом и химическим строением полимерной матрицы.
  • Химические и физико-химические основы формирования композиционных и мембранных полимерных материалов.

3. История

До конца 19 века было мало известно о структуре полимерных материалов. На основе измерений давления насыщенного пара и осмотического давления было известно, что в этих случаях идет речь о больших молекулы с высокой молекулярной массой. Ошибочным было предположение о том, что это коллоидные соединения.

Проведенные Г. Майером и Ф. Кларком в 1928 году ренгеноструктурного исследования каучука пролили немного света на эту проблему. Однако первые результаты были вновь неправильно интерпретированы, что привело к заниженному значение молекулярной массы определенной этим методом [1]. Кристаллические тела состоят из многих кристаллитов (фактически микрокристаллов) соединенных пределами. Как теперь известно, полимерные молекулы проходят через эти границы и присутствуют одновременно во многих кристаллитов. Тогда это не было известно, что и привело к неправильной интерпретации результатов. Работы Т. Сведбега по исследованию биомолекул ( нобелевский лауреат по химии 1926 года) привели к лучшим результатам.

Отцом науки о полимерах считается немецкий химик Герман Штаудингер. В 1917 году в своем докладе в швейцарской академии наук он сообщил, что высокомолекулярные соединения состоят из ковалентно соединенных длинноцепочечных молекул [2]. 1920 -го года он публикует в докладах немецкого химического общества статью, устанавливающей современную науку о полимеры. Уже в 1924-1928 следуют работы о строении полимеров, которые заложили основы сегодняшнего представления о класс соединений [3] [4] [5]. В 1953 году за свои работы Герман Штаудингер получает Нобелевскую премию по химии.

В начале 1950-х годов немецкий химик Карл Циглер открывает, что катализаторы на основе алкилалюминию и тетрахлорида Титана позволяют полимеризуваты этилен в полиэтилен уже при комнатной температуре. До этого полимеризувалы этен при высоком давлении в стаевих автоклавах. Полученный таким образом полиэтилен имел другие свойства, высокую степень благоустройства. Итальянский ученый Джулио Натта основываясь на работах Циглер разработал такую ​​же методику производства полипропилена [6]. Циглер и Натта получили за свои работы в 1963 году Нобелевскую премию по химии. Работы [7] Поля Флори и Мавриция Гуггинса заложили основы теории поведения полимеров в растворах, смесях и их кристаллизации. На сегодня они составляют основы физической химии полимеров.


4. Основы

Полимеры состоят из одного или различных типов мономеров ( греч. моно - Один). Полимеры, состоящие из одного сорта мономеров называют гомополимерами ( греч. гомо - Равный), из разных сортов - сополимеров.

Процесс получения полимеров из мономеров называют полимеризацией или полиреакциею. При полиреакции различают разные степени: конденсация, рост цепи. О полимерах говорят когда молекулярная масса достигает 10000 а.е. и более. При соединениях меньшей массы говорят о олигомеры ( греч. олиго - Некоторые).

Для анализа полимеров используют различные методы:

Механизмы реакций образования описаны в статьях поликонденсация, полимеризация, Полидобавлення.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам