химия и физика полимеров

Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет _________________________________________________________________________________________________ В.М. Сутягин, Л.И. Бондалетова ХИМИЯ И ФИЗИКА ПОЛИМЕРОВ Учебное пособие Издательство ТПУ Томск 2003 ББК 24.7 УДК 541.6:[54+53](075.8) C 90 С 90 Сутягин В.М., Бондалетова Л.И. Химия и физика полимеров: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 208 с. В учебном пособии изложены научные основы синтеза высокомолекулярных соединений цепной и ступенчатой полимеризацией, реакциями полимераналогичных превращений. Дано физико-химическое обоснование происходящих при этом процессов и их количественное описание. Рассмотрены современные представления о механизме и кинетике реакций, о связи строения мономеров с параметрами их реакционной способности, о структуре полимеров, их фазовых и физических состояниях, о растворах полимеров. Пособие предназначено для студентов направления 550800 «Химическая технология и биотехнология», специальности 250500 «Химическая технология высокомолекулярных соединений». УДК 541.6:[54+53](075.8) Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Рецензенты Доктор химических наук, профессор ТГУ А. Г. Филимошкин Доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института химии нефти СО РАН З.Т.Дмитриева © Томский политехнический университет, 2003 © Оформление. Издательство ТПУ, 2003 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ………………………………………………………………. 7 Часть I. ОСНОВЫ ХИМИИ ПОЛИМЕРОВ ……………………………. 9 Глава 1. Реакции образования полимеров ……………………………… 1.1. Общие положения…………………………………………... 1.2. Способность мономеров к полимеризации……………..…. 1.3. Сравнение радикальной и ионной полимеризации……….. 9 9 11 17 Глава 2. Радикальная полимеризация……………………………………. 19 2.1. Общие положения……………………………………………. 19 2.2. Инициирование……………………………………………… 20 2.3. Стадия роста цепи…………………………………………… 25 2.4. Обрыв цепи………………………………………………….. 27 2.5. Передача кинетической цепи ……………………………… 28 2.6. Вывод кинетических уравнений скорости полимеризации и степени полимеризации…..……………. 33 2.7. Ингибиторы радикальной полимеризации………………… 38 2.8. Влияние основных факторов на процесс полимеризации винильных соединений……......................... 41 2.9. Строение и реакционная способность алкенов в радикальной полимеризации……………….......................... 43 2.10. Эмпирический подход к оценке параметров реакционной способности винильных мономеров в радикальной полимеризации…………………………… 50 2.11. Способы проведения радикальной полимеризации……….. .54 Глава 3. Катионная полимеризация………………………………………. 56 3.1. Инициирование катионной полимеризации………………….. 56 3.2. Рост цепи………………………………………………….…… 59 3.3. Обрыв цепи………………………………………………….… 60 3.4. Передача цепи……………………………………….………… 61 3.5. Вывод уравнения скорости катионной полимеризации и степени полимеризации………….………. 62 3.6. Влияние различных факторов на скорость полимеризации и молекулярную массу………………………. 63 3.7. Реакционная способность винильных мономеров в катионной полимеризации…..