Классификация полимеров

Страницы

Главная страница
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ
1.1 Важнейшие классы неорганических веществ
2.1 Вещества. Атомы
2.2 Размеры атомов
2.3 Молекулы. Химические формулы
2.4 Простые и сложные вещества
2.5 Валентность элементов
2.6 Моль. Молярная масса
2.7 Закон Авогадро
2.8 Закон сохранения массы веществ
2.9 Вывод химических формул
3.1 Строение атома. Химическая связь
3.2 Строение атома
3.4 Строение электронной оболочки атома
3.5 Периодическая система химических элементов
3.6 Зависимость свойств элементов
3.7 Химическая связь и строение вещества
3.8 Гибридизация орбиталей
3.9 Донорно-акцепторный механизм образования
3.10 Степени окисления элементов
4.1 Классификация химических реакций
4.2 Тепловые эффекты реакций
4.3 Скорость химических реакций
4.4 Необратимые и обратимые реакции
4.5 Общая классификация химических реакций
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
5.1 Растворы. Электролитическая диссоциация
5.2 Количественная характеристика состава растворов
5.3 Электролитическая диссоциация
5.4 Диссоциация кислот, оснований и солей
5.5 Диссоциация воды
5.6 Реакции обмена в водных растворах электролитов
5.7 Гидролиз солей
6.1 Важнейшие классы неорганических веществ
6.2 Кислоты, их свойства и получение
6.3 Амфотерные гидроксиды
6.4 Соли, их свойства и получение
6.5 Генетическая связь между важнейшими классами
6.6 Понятие о двойных солях
7.1 Металлы и их соединения
7.2 Электролиз
7.3 Общая характеристика металлов
7.4 Металлы главных подгрупп I и II групп
7.5 Алюминий
7.6 Железо
7.7 Хром
7.8 Важнейшие соединения марганца и меди
8.1 Неметаллы и их неорганические соединения
8.2 Водород, его получение
8.3 Галогены. Хлор
8.4 Халькогены. Кислород
8.5 Сера и ее важнейшие соединения
8.6 Азот. Аммиак. Соли аммония
8.7 Оксиды азота. Азотная кислота
8.8 Фосфор и его соединения
8.9 Углерод и его важнейшие соединения
8.10 Кремний и его важнейшие соединения
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
9.1 Основные положения органической химии. Углеводороды
9.2 Электронные эффекты заместителей в органических соединениях
9.3 Предельные углеводороды (алканы)
9.3.1 Насыщенные УВ. Метан
9.4 Понятие о циклоалканах
9.5 Непредельные углеводороды
9.6 Диеновые углеводороды (алкадиены)
9.7 Алкины
9.8 Ароматические углеводороды
9.9 Природные источники углеводородов
10.1 Кислородсодержащие органические соединения
10.2 Фенолы
10.3 Альдегиды
10.4 Карбоновые кислоты
10.5 Сложные эфиры. Жиры
10.6 Понятие о поверхностно-активных веществах
10.7 Углеводы
11.1 Амины. Аминокислоты
11.2 Белки
11.3 Понятие о гетероциклических соединениях
11.4 Нуклеиновые кислоты
12.1 Высокомолекулярные соединения
12.2 Синтетические волокна

Классификация по структуре

По структуре полимеры делятся на: линейные, разветвленные и пространственные.

Линейные

Разветвленные

Пространственные

Состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру.

Целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон

Макромолекулы разветвленных имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной

Крахмал

Химические связи имеются и между цепями, образуя пространственную структуру

Резина, фенолформальдегидные смолы

Линейные — макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру (целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон).

Разветвленные — макромолекулы которых имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной (крахмал).

Сетчатые (пространственные) — химические связи имеются и между цепями (резина, фенолформальдегидные смолы).

Классификация по структуре макромолекулы

По структуре макромолекулы полимеры делятся на:

Линейные (высокоэластичные)
В макромолекулах линейных полимеров структурные звенья последовательно соединены друг с другом в длинные цепи. Цепи изгибаются в различных направлениях или сворачиваются клубком. Именно эта особенность строения придает эластичность полимерам. Из природных полимеров линейное строение имеют целлюлоза, амилоза (составная часть крахмала) натуральный каучук, а из синтетических – полиэтилен низкого давления, капрон, найлон и многие другие полимеры.
Разветвленные
Макромолекулы разветвленных полимеров – это длинные цепи с короткими боковыми ответвлениями. Такое строение имеют, например полиэтилен высокого давления, амилопектин (компонент крахмала).
Сетчатые (низкоэластичные)
Макромолекулы сетчатых полимеров представляют собой длинные цепи, связанные (сшитые) поперечными связями. Такая макромолекула имеет три измерения в пространстве. Высокомолекулярными соединениями с пространственной структурой являются: шерсть, фенолформальдегидные полимеры, резина.

Критерии рациональной структуры управления

Условия (или критерии) рациональной структуры управления таковы:

o соответствие звеньев управления его функциям;
o возможно меньшее количество ступеней (звеньев) в иерархии управления;
o сосредоточение на каждой ступени необходимых функций управления;
o концентрация функциональных звеньев в функциональных узлах (например, все экономические службы объединяются под руководством главного экономиста или финансового директора);
o четкое выделение участия каждого функционального звена в едином процессе управления, исключение дублирования функций;
o наименьшее количество источников «приема» и «выхода» команд из каждого звена управления.

Организационная структура менеджмента документально фиксируется в схеме структуры управления, штатных расписаниях, положениях о структурных подразделениях, а также в должностных инструкциях для исполнителей .

Рис. 8.3. Типы структур управления: а — линейная; 6 — функциональная; в — линейно-функциональная (штабная); г — вариант матричной структуры управления

Основные структурные понятия

Для характеристики высокомолекулярных соединений необходимо рассмотреть следующие основные структурные понятия.

Мономер

Мономеры — низкомолекулярные вещества, из которых образуются молекулы полимеров.

Молекулы полимеров являются макромолекулами.

Например, пропилен СН₂=СH–CH₃ является мономером полипропилена:

а такие соединения, как α-аминокислоты, служат мономерами при синтезе природных полимеров – белков (полипептидов):

Полимер, макромолекула

Высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения, называются полимерами (от греч. «поли» — много, «мерос» — часть).

Например, полиэтилен, получаемый при полимеризации этилена CH₂=CH₂:

… -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂— … или (-CH₂-CH₂-)_n

Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» — большой, длинный).

Молекулярная масса макромолекул достигает десятков — сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц массы.

Структурное звено полимера (мономерное звено)

Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном.

… -CH₂-CHCl- CH₂-CHCl-CH₂-CHCl-CH₂-CHCl-CH₂-CHCl- …

поливинилхлорид

В формуле макромолекулы это звeно обычно выделяют скобками:

(-CH₂-CHCl-)_n

По строению структурного звeна макромолекулы можно сказать о том, какой мономер использован в синтезе данного полимера и, наоборот, зная формулу мономера, нетрудно представить строение структурного звeна.

Строение структурного звена соответствует строению исходного мономера, поэтому его называют также мономерным звеном.

Степень полимеризации

Степень полимеризации (n)

— число, которое показывает, сколько молекул мономеров соединяются в макромолекулу полимера.

В формуле макромолекулы степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено:

n >> 1

Для синтетических полимеров, как правило, n ≈ 102-104; а самые длинные из известных природных макромолекул – ДНК (полинуклеотидов) – имеют степень полимеризации n ≈ 109-1010.

Молекулярная масса макромолекулы и полимера

Молекулярная масса макромолекулы связана со степенью полимеризации соотношением:

М(макромолекулы) = M (звена) × n,

где n — степень полимеризации, M — относительная молекулярная масса
(подстрочный индекс r в обозначении относительной молекулярной массы М_r в химии полимеров обычно не используется).

Для полимера, состоящего из множества макромолекул, понятие молекулярная масса и степень полимеризации имеют несколько иной смысл. Дело в том, что когда в ходе реакции образуется полимер, то в каждую макромолекулу входит не строго постоянное число молекул мономера. Это зависит от того, в какой момент прекратится рост полимерной цепи.

Поэтому в одних макромолекулах мономерных звеньев больше, а в других — меньше. То есть, образуются макромолекулы с разной степенью полимеризации и, соответственно, с разной молекулярной массой (так называемые полимергомологи).

Следовательно, молекулярная масса и степень полимеризации полимера являются средними величинами:

M_ср(полимера) = M (звена) × n_ср

Геометрическая форма макромолекул

Геометрическая форма макромолекулы — пространственная структура макромолекулы в целом.

В зависимости от строения углеродной цепи, различают линейные (неразветвленные), разветвленные и пространственные (сетчатые, сшитые) полимеры.

Линейная форма (структурные звенья соединены в длинные цепи последовательно одно за другим) — натуральный каучук, целлюлоза, амилоза (составная часть крахмала), поливиниловый спирт, полистирол, полиэтилен низкого давления, капрон, найлон и др. полимеры:

Разветвленная форма (макромолекулы разветвленных полимеров – это длинные цепи с короткими боковыми ответвлениями) — полиэтилен высокого давления, амилопектин (компонент крахмала):

Пространственная форма (сетчатая, сшитая), при которой длинные линейные молекулы соединены между собой поперечными химическими связями – шерсть, вулканизованный каучук (резина), фенолформальдегидные смолы:

В сетчатых полимерах различные углеродные цепи «сшиты» между собой, и вещество представляет собой одну гигантскую молекулу.

Геометрическая форма макромолекул в значительной степени влияет на свойства полимеров.

Рубрики: Высокомолекулярные соединения

Структурное звено — полимер

Структурное звено полимера — группа атомов, многократно повторяющаяся в макромолекуле полимера.

На схеме Зе представлена другая группа структурных звеньев полимеров. Звено полистирола аналогично звену полиэтилена; оно получается при замене в полиэтилене одного водорода фенильной группой.

На схеме Зв представлена другая группа структурных звеньев полимеров. Звено полистирола аналогично звену полиэтилена; оно получается при замене в полиэтилене одного водорода фенильной группой.

Группа, заключенная в квадратные скобки, называется структурным звеном полимера. Число элементарных структурных звеньев, или число молекул мономера п, входящих в состав полимера и образующих его цепь, называется степенью полимеризации.

Дугостойкость термореактивных пластических масс зависит от содержания углерода в структурном звене полимера. Чем больше в нем углерода, тем быстрее под действием электрической дуги поверхность полимера становится токопроводящей. Смешение полимеров с минеральными наполнителями, как правило, повышает ду-гостойкость пресскомпозиции, уменьшая содержание в ней углерода. Из органических полимеров лучшими с точки зрения их дугостойкости являются меламино — и мочевино-формальдегидные смолы.

J. 3. Средние впачения констант А и В в уравнении ( XVJ. 13.

Значение молекулярной энергии когезии для некоторых полимеров можно получить из табл. VI.2. Это значение следует разделить на Z — число атомов в цепи главных валентностей, отнесенное к одному структурному звену полимера.

Следовательно, для количественной оценки отношения того или иного растворителя к полимеру нужно определить теплоту взаимодействия этого растворителя с соответствующими модельными соединениями. В качестве модельных соединений рекомендуются низкомолекулярные аналоги структурного звена полимера.

Коэффициент пересчета составляет 22 4 х X 103 / F, где V — мольный объем структурного звена полимера.

Коэффициент пересчета составляет 22 4 X X 103 / F, где V — мольный объем структурного звена полимера.

Зависимость мольного Зависимость мольного.

Зависимости, представленные на каждом рисунке, могут быть аппроксимированы прямой линией, проходящей через начало координат. Наилучшее соответствие наблюдается между Vg и Vw Следует заметить, однако, что подобный параллелизм отсутствует для отдельных групповых вкладов. Это нетрудно видеть из данных табл. IV.4, в которой сравниваются групповые вклады в Vg и Vw Очевидно, существенные изменения отношений групповых вкладов частично компенсируются при комбинировании различных групп в структурном звене полимера.

Y. 1. Зависимость мольного объема каучукообразных аморф-ных полимеров от ван-дер-ваалъ-совского объема.| Зависимость мольного объема стеклообразных аморфных полимеров от ван-дер-ваальсовского объема.

Зависимости, представленные на каждом рисунке, могут быть аппроксимированы прямой линией, проходящей через начало координат. Наилучшее соответствие наблюдается между Vg и Vw, Следует заметить, однако, что подобный параллелизм отсутствует для отдельных групповых вкладов. Это нетрудно видеть из данных табл. IV.4, в которой сравниваются групповые вклады в Vg и Vw. Очевидно, существенные изменения отношений групповых вкладов частично компенсируются при комбинировании различных групп в структурном звене полимера.

Классификация по химическому характеру

По химическому характеру и составу полимеры и химические волокна бывают: полиэфирные, полиамидные, элементоорганические (например, кремнийорганические полимеры).

Полиэфирные полимеры	Полиамидные полимеры	Элементоорганические
Содержат группу -СОО- Лавсан (полиэтилентерефталат)	Содержат группу -СО-NH₂— Найлон, капрон	Содержат атомы других хим. элементов (кремний и др.). Кремнийорганические полимеры

Полиэфирные полимеры — содержат группу сложных эфиров -СОО-.

Полиамидные полимеры — содержат пептидную связь -СО-NH₂-.

Элементоорганические полимеры — содержат атомы других химических элементов (помимо С, Н, О, N).

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1

Установить класс кинематической пары, образуемой
плоской (1) и конической (2) поверхностями (конус касается плоскости только вершиной).
По отношению к координатным осям xyzперечислить
все виды допускаемых движений конуса относительно плоскости.

Задача2

Для плоской кинематической пары, представленной на рисунке,
установить:

— высшая пара, или низшая;

— класс кинематической пары;

— число подвижностей в относительном движении звеньев
1 и 2.

Задача3

Конус 2 касается плоскости 1 своей образующей. Для
кинематической пары, образуемой указанными звеньями, установить класс и число
подвижностей в относительном движении звеньев 1 и 2 (назвать эти подвижности по
отношению к какой-либо системе координат, связанной с плоскостью).

Задача 4

Конус 2 касается плоскости 1 кромкой своего основания,
вершина конуса s удалена от плоскости на расстояние где – проекция
вершины конуса на плоскость. Для кинематической пары, образуемой указанными
звеньями, установить класс и число подвижностей в относительном движении
звеньев 1 и 2 (назвать эти подвижности по отношению к какой-либо системе
координат, связанной сплоскостью).

Задача 5

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 9.

Задача6 (см.
рисунок к задаче 5)

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 4.

Задача7 (см.
рисунок к задаче 5)

Для механизма с одной степенью свободы написать
формулу строения механизма при начальном звене 5.

Задача8

Для механизма с одной степенью свободы пронумеровать
звенья и написать формулу строения механизма при начальном звене OA.

Задача 9

Считая звено 1 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 10 (см. рисунок к задаче 9)

Считая звено 2 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 11

Задача 12 (см. рисунок к задаче 11)

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 5.

Задача 13 (см. рисунок к задаче 11)

Считая звено 9 начальным, указать структурную группу,
которую можно отсоединить от механизма, не нарушая его подвижности (ответ
обосновать).

Задача 14

Считая звено 1 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 15

Задача 16 (см. рисунок к задаче 15)

Для механизма с одной степенью свободы указать номера
звеньев, образующих группу III класса 3-го
порядка при начальном звене 6.

Задача 17 (см. рисунок к задаче 15)

Задача 18

Задача 19 (см. рисунок к задаче 18)

Считая звено 5 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 20 (см. рисунок к задаче 18)

Считая звено 3 начальным, указать две первые
структурные группы, которые можно поочередно отсоединить от механизма, не
нарушая его подвижности (ответ обосновать).

Задача 21 (см. рисунок к задаче 18)

Считая звено 5 начальным, указать номера звеньев,
образующих группу III класса 3-го порядка.

Задачи 22 –
24

Для механизма с высшей кинематической парой построить
заменяющий механизм; замену высшей пары произвести непосредственно на
кинематической схеме. Написать формулу строения заменяющего механизма при
начальном звене 4.

Задачи 25 –
30

Если изображенная кинематическая цепь является
структурной группой, указать ее класс и порядок (в противном случае объяснить,
почему цепь не является группой).

Направляющая 1 в состав кинематической цепи не входит

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика Сопротивление материалов

Прикладная механика Детали машин
Строительная механика

00:00:00

Свойства полимеров

По свойствам полимеры можно разделить на: термореактивные, термопластичные и эластомеры.

Термореактивные	Термопластичные	Эластомеры
Неплавкие и неэластичные материалы. Фенолформальдегидные смолы, полиуретан	Меняют форму при нагревании и сохраняют её. Полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид	Эластичные вещества при разных температурах. Натуральный каучук, полихлоропрен

Термореактивные полимеры — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.

Например, фенолформальдегидные смолы, полиуретан.

Термопластичные полимеры — меняют форму в нагретом состоянии и сохраняют её после охлаждения.

Например, полиэтилен, полистирол, полихлорвинил и т.д.

Эластомеры – обладают высокоэластичными свойствами в широком интервале температур.

Например, натуральный каучук.