Fizikalno-kemijske metode analize polimera. Kemijsko skladištenje polimera

Povijesno gledano, prve su bile klasične kemijske metode određivanja broja atoma koji ulaze u sastav makromolekula u polimeru i slijeda njihove raspodjele.

Zbog kemijskog sastava polimera i prve linije proizvodnje, prisutnost ovih i drugih funkcionalnih skupina u polimeru daje približno 1% biljke značajan učinak na sve pokazatelje. Broj nezasićenih viskoziteta u gumi ukazuje na njenu postojanost tijekom oksidacije, postojanost prije vulkanizacije itd. Od još većeg značaja je analiza kemijskog sastava polimera.u tim slučajevima, ako postoji miris proizvoda kopolimerizacije. Čini se da se skladište kopolimera razlikuje od skladišta izlaza zbog različitih reakcijskih svojstava monomera, te nepoznate konstante kopolimerizacije monomera koju je moguće znati samo analitičkim putem. Očito, za različite kopolimere (a ima ih mnogo) dovoljno je zamijeniti barem jedan od komonomera. Ako se drugi komonomer oštro razlikuje od prvog nakon skladištenja (na primjer, dušik, klor, alkohol, itd.) ili izvan stupnja nezasićenja (na primjer, u slučaju kopolimera olefina i diena), tada analiza možete li završiti na kemijskom putu i to bez velikih poteškoća. Međutim, analiza takvih kopolimera, kao što su butadien - stiren, upleteni, i češće, provodi se pomoću fizikalnih metoda.

Predlaže se da se postupak prethodne identifikacije polimera provodi sljedećim redoslijedom:

Ponašanje u poluprocjeni je u tablicama koje opisuju prirodu ponašanja polimera u polupromjeni boje polutke, prirodu taljenja, mirise koji su vidljivi.

Važnost vanjskih fizičkih karakteristika - debljina (na primjer, prema flotaciji ili sedimentaciji), talište ili interval. U usporedbi s tradicionalnim analitičkim metodama, ove metode ne zahtijevaju složenu i skupu opremu, potrebno je puno kraće vrijeme, a rezultati su pouzdaniji.

Važnost polimera ovisi o načinu njihove identifikacije i ojačavanja popratnim materijalima (pojačivači, smolasti agensi, pigmenti, stabilizatori itd.). Provjera kriminaliteta je najjednostavniji način identifikacije. Za to se približno 10 mg uzorka pomiješa s 1 ml vode i zagrijava korak po korak uz miješanje. Ponašanje polimera u početnom stanju dovodi do umetanja u njegovu kemijsku strukturu; međutim, slično testiranje za identifikaciju polimera je nepouzdano;

“Vrijednost ugljičnog dioksida umjesto elemenata (ugljika, vode, dušika, halogena, fosfora, silicija, sirka itd.):

“Umjesto sumpora u pepelu i prisutnost ili prisutnost anorganskih dodataka u polimeru.

Identifikacija funkcionalnih skupina kemijskim metodama.

Najčešće korištene metode su optičke i radioizotopne metode. Optičke metode omogućuju promatranje tankih talina pripremljenih iz sastava. Na slikama koje su jasno vidljive i jasne, ovom metodom se procjenjuje broj čestica sumpora...

U reometrima bez rotora, ponašanje humusne smjese tijekom procesa vulkanizacije procjenjuje se u obliku koji oscilira. Okretni moment koji se prenosi ekspresijom mjeri se senzorima u drugom obliku, a konstantna distorzija zagrijanih oblika skraćuje trenje.

Destruktivni procesi u vulkanizacijskim mrežama, koji nastaju termooksidacijskim strujanjem u polja mehaničkog tlaka, podrazumijevaju ireverzibilno statičko i dinamičko bubrenje (puzanje). Za elastomerne sustave uvodi se nova TMA metoda koja se temelji na...

Plastični virusi se izrađuju od raznih materijala različitim tehnologijama. Praktički je nemoguće identificirati materijal na temelju vizualne procjene ili jednostavnog mehaničkog ispitivanja. U ovom slučaju ne postoje razlozi zašto je polimer potrebno identificirati. Jedan od najširih je odrediti koji materijal sadrži konkurentski virus. Osim toga, neispravne klice koje se obrate vibratoru često zahtijevaju pouzdan ishod njihovog ponašanja. Ponekad može biti potrebno provjeriti izjave iznesene u materijalu objavljenom na web stranici. Generator recikliranih materijala također prepoznaje potrebu za utvrđivanjem materijala koji se obnavlja iz različitih dijelova. Često se velike količine sira bacaju prije prerađivača, s identifikacijskom oznakom otpada ili se materijal bez odgovarajuće etikete skladišti u skladištu. U svim tim slučajevima, osnovno znanje o metodi identifikacije polimera pomoći će uštedjeti novac.

Ponekad kupac gotovih proizvoda ne može provjeriti odgovara li materijal deklariranoj vrsti polimera, au tom slučaju može se provesti najjednostavnija identifikacija materijala. Stvaranje novih materijala zahtijevat će i razvoj metoda identifikacije.

Postoje dva pristupa identificiranju polimernih materijala. Prvo je lako završiti, brzo je i jeftino. Potrebni su vam čak i jednostavni alati i vrlo malo znanja o polimerima. Druga se metoda temelji na sustavnoj kemijskoj i toplinskoj analizi. I ovdje se koristi složena eksperimentalna tehnologija; Ovakav pristup zahtijeva puno vremena i novca, a interpretacija rezultata dostupna je samo stručnjaku koji dobro poznaje kemiju polimera.

Polimerni materijali su često kopolimeri, spojevi, a njihova se svojstva modificiraju raznim dodacima ili miješanjem s komponentama kao što su usporivači gorenja, sredstva za pjenjenje, maziva i stabilizatori. U takvim slučajevima najjednostavnije metode identifikacije neće dati zadovoljavajuće rezultate. Jedini način da dobijete prave rezultate je korištenje širokog spektra metoda kemijske i toplinske analize.

Prvi od važnih pristupa temelji se na sekvencijalnom isključivanju mogućih opcija pomoću najjednostavnijih testova. Vrste prikaza u Sustavu identifikacije polimera ( Tablica za identifikaciju plastike), prikazano ispod.

Postoji nekoliko glavnih inkluzija koje se prate kako bi se olakšala identifikacija polimera.

Prvo moramo utvrditi testira li se polimer s termoplastom i je li klasificiran kao termoreaktivna smola. Ovaj odjeljak o glavnim vrstama polimera može se jednostavno dovršiti dodavanjem zagrijanog lemilice ili vrućeg štapića na vruću temperaturu od 500 ºF. Ako materijal omekša, onda je termoplastičan. U svakom slučaju, to je duroplast (termoreaktivna smola).

Odskočna daska je test za planinu. Za prženje jaja potrebno je koristiti Bunsenovu spužvu koja daje bezbolnu polovicu. Da biste ga zamijenili, možete koristiti samo upaljač. Međutim, miris plina koji gori može se podijeliti na plin koji gori i miris koji nastaje izgaranjem polimera. Prije nego počnete s testiranjem na štednjaku, preporuča se pripremiti početnu hranilicu koja će biti potrebna za praćenje rezultata ispitivanja.

Zašto spaliti materijal?

Koje je boje polovica?

Kako materijal miriše na spaljivanje?

Kako nastaju kapljice u planinskom materijalu?

Vrsta i boja, što se događa?

Kako se kotao taloži tijekom procesa gorenja?

Je li materijal samogasiv ili će nastaviti gorjeti nakon što je izgorio napola?

Je li moguće da planinska juha stalno izlazi?

Kako biste identificirali materijal, usporedite svoju zabrinutost s ocjenama u sustavu identifikacije polimera. Pouzdanost rezultata može se znatno poboljšati ako se provodi paralelno ispitivanje materijala. Prilikom provođenja ovog postupka za identifikaciju polimera, ne zaboravite slijediti sigurnosna pravila. Kapljice koje padaju iz iskre koja gori mogu biti vrlo vruće i lako se zalijepe za bilo koju površinu. Nakon što se iskra ugasi, pažljivo uklonite dim. Neke plastike, na primjer poliacetali, kada se zagrijavaju, stvaraju otrovni formaldehid koji, kada se udiše, proizvodi jetra.

Rezultati opisanih jednostavnijih testova za identifikaciju polimera krivca potvrđeni su sljedećim testovima:

talište;

procjena čina;

ispitano bakrenom strelicom;

dijelovima svijeta.

Oznaka tališta

Širok raspon metoda za određivanje temperature taljenja polimera.

Prvi koji koriste je uređaj Fisher-Jones. Ova metoda je trenutno najraširenija.

Dodatak je presavijen u grijaći blok, čiju temperaturu kontroliraju reostat, termometar i velika leća. Mala granula ili komadić polimera stavlja se u blok koji se električno grije, zajedno s nekoliko kapi silikona. Staklo se prekriva zakrivljenim staklom, a temperatura postupno raste sve dok se polimer ne otopi ili omekša dovoljno da se lako deformira.

Meniskus, napravljen od silikonskog materijala, jasno je vidljiv kroz široki kut. Temperatura, kada je menisk pomaknut, uzima se kao točka tališta. Točnost metode utvrđena je na ± 5 °F u usporedbi s literaturnim podacima.

Ova metoda se odnosi i na kristalne i na amorfne polimere. Za sve kristalne polimere, točka taljenja je oštra, tako da je prijelaz vrlo lako popraviti. Amorfni polimeri, međutim, omekšavaju u širokom rasponu temperatura, što komplicira točku taljenja.

Druga metoda, nazvana Koflerova metoda, koristi se samo za djelomično kristalne polimere. Kod ove metode uzorak se stavlja na postolje mikroskopa koje se zagrijava, a polimer se promatra kroz sjecišta polaroida. Ako se polimer rastali, dolazi do karakteristične promjene u polimeru, zbog prisutnosti kristalnih spojeva. Temperatura, na bilo kojoj razini topljenja (što znači da su sve boje zabavne) uzima se kao točka taljenja.

Vrijednost ocjene

U odnosu na polimer, često je potrebno odrediti vrstu materijala prije bilo kojeg drugog distributera. Međutim, razlike koje se mogu pronaći u literaturi imaju tendenciju tajanstvenog karaktera, pa ih je stoga važno razumjeti u određenim umovima. Česta varijabilnost pojedinih polimera kod različitih proizvođača, kao i visoka koncentracija raznih aditiva, poput plastifikatora, također otežava identifikaciju polimera kao njegovog izvora. Test različitosti može čak biti koristan za utvrđivanje razlike između različitih sličnih proizvoda od istog osnovnog polimera.

Na primjer, ovom metodom moguće je odvojiti celulozni acetat od celuloznog acetat-butirata, ostavljajući acetat odvojen od furfuril alkohola, a butirat od celuloznog acetata. Na sličan način mogu se identificirati različite vrste poliamida i polistirena.

Najlakši način testiranja kvara je stavljanje male količine polimera u epruvetu. Zatim se ovoj cijevi doda otvarač i cijev se razbije. Za potpuno onesposobljavanje jedinice potrebno je ispuniti navedeni sat. .

Testirano bakrenom strelicom.

Prisutnost klora u polimerima, kao što su, na primjer, polivinil kloridi, može se lako odrediti pomoću dodatnog bakra. Vrh strelice se do pola zagrijava dok ne dobije crvenu boju. Konduktivno zagrijte površinu iskre strelicom, možete dodati malu količinu polimera. Zatim se vrh polimerne strijele ponovno postavi u polovicu. Najbolje je umočiti u zelenu boju kako bi se potvrdila prisutnost atoma klora u materijalima.

Slično je dokazana prisutnost atoma fluora u fluoriranim ugljikohidratima.

Aktualne metode identifikacije

Kao što je ranije navedeno, sve pouzdanija identifikacija polimernog materijala složen je i kompleksan zadatak koji zahtijeva veliku pozornost i temelji se na temeljitom razumijevanju analitičke kemije, o čemu svjedoče povijesni izvori.privatnom vlasništvu. Polimerni materijali su često kopolimeri koji sadrže različite aditive. Modifikacija materijala mijenja temeljne karakteristike koje se koriste za identifikaciju, kao što su boja i miris, čineći jednostavne metode identifikacije neprikladnima. Štoviše, često je dostupna samo mala količina materijala, a identifikacija polimera postaje moguća samo na temelju različitih postojećih metoda, opisanih niže u ovom odjeljku. Mala količina miligrama govora potrebna je za provođenje istraživanja pomoću spektroskopije, toplinske analize, mikroskopije ili kromatografije.

Za identifikaciju polimera i aditiva koji su prisutni u sastavima koji se temelje na njima koriste se sljedeće trenutne analitičke metode:

Četiriinfracrvena i infracrvena spektroskopija u bliskom području spektra (F-IKS, B-IKS);

termogravimetrijska analiza (THF);

diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (DSC);

termomehanička analiza (TMA);

spektroskopija nuklearne magnetske rezonancije (NMR);

kromatografija;

masena spektroskopija;

rendgenska strukturna analiza;

mikroskopija.

Popis trenutnih metoda koje se koriste za identifikaciju polimera i aditiva sadržanih u njima dan je u tablici.

Četveroinfracrvena spektroskopija

Analiza, temeljena na četvrtoj transformaciji infracrvenog spektra, trenutno je jedna od najzahtjevnijih praksi i drugih metoda za identifikaciju polimera. Testiranje se temelji na činjenici da je protok infracrvenih vibracija izravan na sliku, gdje često blijedi i često prolazi kroz materijal. Infracrveni spektar koji se pojavljuje ista je pojedinačna slika polimera kao vrhovi prstiju. Rezultati analize prikazuju se u grafičkom obliku na zaslonu. Dok svake dvije pojedinačne strukture ne proizvode apsolutno identične spektre, dobiveni spektar je usporediv s poznatim standardima za materijale koji su prethodno proučavani, što omogućuje jedinstvenu identifikaciju analiza spola.

Infracrvena spektroskopija u bliskom području spektra postala je posebno popularna ovih dana. Slika se može mjeriti u bliskom infracrvenom području, koje se nalazi u rasponu između 800 i 200 nm. Makromolekule apsorbiraju zračenje na različite načine, što rezultira jedinstvenim spektrom koji omogućuje identifikaciju polimera koji se prati. Tehnologija prigušivanja spektra u bliskom infracrvenom području je jeftina metoda velike brzine, koja je postala alternativa metodi Fourier-infracrvene spektroskopije.

Termogravimetrijska analiza

Metoda termogravimetrijske analize koristi se u svijetu otpada zbog kontinuiranog zagrijavanja. U provedbi ove metode, tehnika je jednostavna. Tipična oprema sastoji se od analitičkih jedinica, programirane peći koja se grije na struju i uređaja za snimanje. Ova metoda je vrlo korisna za praćenje polimera s raznim dodacima i zamjenama, koji su vam dodijeljeni. Tako, na primjer, umjesto staklenih vlakana i mineralnih punila, polimer će možda morati biti potpuno stopljen s polimerom u inertnoj atmosferi. Neizgoreni ostatak staviti samo na suhu površinu i na inertnu površinu.

Metoda termogravimetrijske analize također se koristi za identifikaciju sastojaka u spojevima koji utječu na stabilnost pojedinih komponenti u vodi.

Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija

Slično metodi diferencijalne skener kalorimetrije, mjeri se količina energije koja se apsorbira ili vidi u obliku kontinuirano povišene ili snižene temperature ili tijekom vitrifikacije materijala, pri konstantnoj temperaturi. Ova metoda je jedan od najučinkovitijih načina za praćenje taljenja, uključujući naznačeno područje sinteriranja, temperature taljenja i kristalizacije te temperature toplinske destrukcije. Ova metoda također pruža vrijedne informacije koje omogućuju određivanje stupnja kristalnosti polimera i kinetike kristalizacije. Korištenjem metode diferencijalne skenirajuće kalorimetrije moguće je prosuditi prisutnost ili prisutnost antioksidansa u polimeru koji utječe na oksidacijsku stabilnost materijala. Metoda se također može koristiti za određivanje adhezivnih komponenti u smjesama, blokovima statističkih kopolimera, što je naznačeno na karakteristikama polimera u području taljenja.

Napredna tehnologija diferencijalne toplinske analize također pruža opsežne informacije o sastavu raznih aditiva, poput kupusa, koji pomažu oblikovati određeni virus. Antistatička sredstva, sredstva za tretman ultraljubičastim zračenjem, modifikatori utjecaja materijala.

Pogled na tipične termograme omogućuje procjenu ponašanja materijala u cijelom temperaturnom rasponu, od temperature stvrdnjavanja do područja razaranja, kao i promjene između ove dvije krajnje točke.

Termomehanička analiza

Termomehanička analiza služi za određivanje temperaturnog područja ekspanzije ili kompresije materijala, kao i za variranje temperaturnog područja modula elastičnosti i viskoznosti polimera. Ova metoda omogućuje vam da znate točku omekšavanja i karakterizirate elastičnost materijala u bilo kojem temperaturnom rasponu.

Provedba metode termomehaničke analize još je jednostavnija: temelji se na načinu izvještavanja o stalnom intenzitetu i vibracijskim promjenama dimenzija objekta u okomitom smjeru, a eksperiment se može provesti kao iu drugim okolnostima, novim uvjetima, pa s ustajalom snagom. Metoda termomehaničke analize pokazuje karakteristike polimera: omogućuje točno određivanje fizikalnih svojstava materijala, kao što su talište, temperatura stvrdnjavanja, debljina poprečnih veza, stupanj kristalnosti i koeficijent toplinskog širenja.

Nuklearna magnetska rezonancija

Metoda nuklearne magnetske spektroskopije je preciznija analitička metoda za identifikaciju organskih molekula i određivanje njihove strukture. Jezgre pojedinih atoma u molekuli mogu biti u različitim položajima ovisno o usmjerenju njihovog spina. Kada se magnetsko polje primijeni na takvu jezgru, napetost na stražnjoj strani uzrokuje razdvajanje energetskih razina. Zatim se na molekulu primijeni slabo magnetsko polje koje oscilira. Na određenim specifičnim i visokim frekvencijama dolazi do rezonancije vibracija i taj se učinak registrira i pojačava.

Metoda nuklearne magnetske rezonancije omogućuje daljnju karakterizaciju strukture kemijskih spojeva i omogućuje pouzdanu identifikaciju sastojaka u spojevima. Ovom metodom možemo odrediti strukturu funkcionalnih skupina koja se može utvrditi drugim analitičkim metodama.

Kod istraživanja polimera za identifikaciju materijala najčešće se koriste C13 atomi. Vrijednosti niskomolekularnih spojeva, kao što su plastifikatori, stabilizatori, maziva, mogu se lako i odmah identificirati u njihovim NMR spektrima.

Kromatografija

Kromatografija je analitička metoda koja uključuje odvajanje komponenata smjese propuštanjem različitih tekućina kroz kolonu ispunjenu istom tvari koja se odvaja. Materijal za fiksiranje kroz koji smjesa prolazi naziva se stacionarna faza i naziva se krutina ili gel. Medij koji kolabira (naziva se centar, a ponekad i plin) naziva se faza kolapsa. Smjesa se odvaja u tvar koja se naziva eluens i tjera se kroz kolonu ili skup kolona. Podjela komponenata određena je silama međuatomskih interakcija između molekula stacionarne faze, različitih komponenti suhe faze koje se razdvajaju i elemenata. Kao rezultat toga, može se identificirati nekoliko komponenti, au drugim slučajevima mogu se identificirati drugačije.

U pravilu se za identifikaciju tvari koristi plinska kromatografija. Ipak, najveća ekspanzija u industriji polimernih materijala je gel permeacijska kromatografija.

Mas-spektroskopija

Mas-spektroskopija je vrlo koristan alat za dobivanje detaljnih informacija o običnom polimeru, a ovom metodom se analiziraju čak i male količine tvari. Molekularna struktura polimera i atomska struktura polimera mogu se odrediti spektralnom analizom. U kombinaciji s plinskom kromatografijom, masena spektroskopija, koja se naziva plinska kromatografija-masena spektroskopija, može pružiti veće mogućnosti identifikacije od masene spektroskopije.

Postupak analize uključuje činjenicu da se tvar koja se prati zagrijava i stavlja u vakuumsku komoru. Elektronska zraka ulazi u paru, koja ionizira ili molekulu ili njezine fragmente. Ioni koji su se slegli ubrzavaju u električnom polju, a pri prolasku kroz magnetsko polje, linije njihovog ruha se savijaju, tako da irukh leži u fluidu i masi dok se ne napuni. To rezultira dijeljenjem po težini (elektromagnetsko dijeljenje). Budući da je kinetička energija većih iona veća, oni kolabiraju u sličnom luku kao i laki ioni, te tako služe kao osnova za identifikaciju govora. Nakon izlaska iz magnetskog polja, skupljaju se od pastira.

Rentgenska analiza

Rentgenska difrakcijska analiza provodi se, prije svega, radi jasne i precizne identifikacije aditiva prisutnih u većini polimernih sastava, značajne prisutnosti nečistoća, kao i procjene elemenata u tragovima.Postoji mnogo različitih elemenata u polimerima i monomerima.

Za provođenje rendgenske analize koristite dvije vrste instrumenata vicor - spektroskopiju i podešavanje na temelju njihove energetske razine.

Mikroskopija

Optička mikroskopija pruža opsežne mogućnosti za dobivanje informacija o površinskoj morfologiji čestica, uključujući identifikaciju kontaminanata i analizu strukture spojeva i legura. Ova tehnika se koristi za istraživanje strukture tankih talina.

Metode optičke mikroskopije uključuju dvije vrste ispitivanja - skenirajuću elektronsku mikroskopiju i transmisijsku elektronsku mikroskopiju. Na kraju, dostupna je velika raznolikost zgrada. Slika može biti više od 100 000 jednaka originalu.

Varirajuća skenirajuća elektronska mikroskopija temelji se na činjenici da dobro fokusiranje pomiče površinu, a slike s visokim korakom mogu se stvoriti zbog disperzije sekundarnih elektrona nakon praćenja na površini oka. Kod elektronske mikroskopije, koja je prozirna, slike se dobivaju kada elektroni prolaze kroz posebno pripremljene slike.

U sadašnjim slučajevima mogu se koristiti i postojeće varijante mikroskopije, uključujući mikroskopiju atomske sile.

FEDERALNA AGENCIJA ZA INVENTAR Državno sveučilište Nižnji Novgorod im. N.I. Lobačevski Metode za istraživanje postojećih polimernih materijala. Početni metodološki priručnik Preporučeno od strane metodičkog odbora Kemijskog fakulteta za studente Državnog sveučilišta PNG koji počinju s disciplinom DS R.01 “Metode za istraživanje polimera” iv", za izravno usavršavanje 020100 "Kemija" i specijalnosti 020101 "Kemija" Nižnji Novgorod 2012 UDK 678.01:53 BBK 24.7 Z-17 Z-17 METODE ZA NAPREDNE POLIMERNE MATERIJALE: Voditelj: Zamishlyaeva O.G. Osnovni metodički udžbenik. - Nižnji Novgorod: Državno sveučilište Nižnji Novgorod, 2012. - 90 str. Recenzent: dr. sc., izvanredni profesor Markin A.V. Primarni metodološki priručnik (UMP) pokriva teme primarnog znanstvenog inovacijskog kompleksa UNIK-1 – “Novi bogato funkcionalni materijali i nanotehnologije”. Kompleks UNIK-1 razvija se u okviru prioritetnog razvoja Državnog sveučilišta Nižnji Novgorod kao nacionalnog predstudijskog sveučilišta “Informacijski i telekomunikacijski sustavi: fizikalne i kemijske osnove, obećavajući materijali i tehnologije” “Matematički je siguran i stabilan “, koji je od interesa za razvoj sustava osvjetljavanja i unaprjeđenja pripreme jela. PNGU. Ovaj UMP ima sposobnost fizikalno-kemijskih metoda za istraživanje potpuno prirodnih polimernih materijala, osim toga, riješio je nekoliko problema trenutne kemije visokomolekularnih spojeva, od kojih je jedan stvaranje funkcionalnih polimernih materijala iz zadanog skupa autoriteta. UMP je namijenjen studentima 4. i 5. kolegija Kemijskog fakulteta za izravnu obuku 020100 “Kemija” i specijalnosti 020101 “Kemija” i 020801 “Ekologija”, koji su upoznati s osnovnim pojmovima i zakonima kemije i fizike visokog obrazovanja. molekularni spojevi, metode zakonitosti polimerizacije i polikondenzacije, fazna i agregatna stanja polimera, njihova supramolekularna strukturna organizacija. Prilozima u materijalu UMP-a studenti će se upoznati sa specifičnostima fizikalnih i kemijskih metoda analize prirodnih polimernih materijala, a svakodnevno upoznavanje s praktičnim radom pomoći će im u stjecanju budućih certificiranih specijalista robotskih vještina koje se mogu steći iz laboratoriji za istraživanje i razvoj. Umjesto UMP-a, program odgovara kolegiju “Metode praćenja polimera”. UDK 678.01:53 BBK 24.7 2 ZMIST Zmist……………………………………………………………… 3 Natuknica…………………………………………… ………………… …………………… 5 POZICIJA 1. Prilagodba kinetičkih zakona sintezi visokomolekularnih spojeva………. 7 1.1. Fizikalne metode…………………………………………………………………………. . 7 1.1.1. Termometrijska metoda……………………………………………………………… 7 1.1.2 Dielektrični gubici ………………………... 9 1.1.3 Spektroskopske metode… …………………………………….. 9 1.1.4 Kalorimetrija………………………………………………………… 10 1.1.5 Polarografija……… ………………………………………………... 11 1.2 Kemijske metode……………………………………………………. 12 1.2.1. Bromid-bromatna metoda……………………………………………… 12 1.2.2. Merkumetrijska titracija………………………………….. 12 1.2.3. Hidrolitička oksidacija…………………………………... 12 POLOŽAJ 2. VARIJACIJA STRUKTURE I SKLADIŠTENJE POLIMERA………… 13 2.1. EPR metoda……………………………………………………………… 13 2.2. NMR metoda……………………………………………………….. 14 2.3. Metoda IR spektroskopije……………………………………………… 17 2.4. Mogućnost metode masene spektrometrije ………………………… 18 2.5. Metoda rendgenske strukturne analize……………………………. 19 2.6. Kemijska analiza (metoda po Keldahlu)……………………………………… 20 ROZDIL 3. DISTRIBUCIJA POLIMERA………………………………………………………………… 22 3.1. Snaga molekularne mase polimera………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Metode frakcioniranja polimera……………………………. 24 3.2.1. Uzgoj …………..…………………………………… 29 3.2.1.1. Metoda svjetlosne oksidacije………………………………………………………………………. 29 3.2.1.2. Sedimentacija i difuzija………………………………………………. 35 3.2.2. Koncentrirane vrste polimera…………………………… 41 POGLAVLJE 4. METODE ZA NAPREDNE FIZIČKO-KEMIJSKE I MEHANIČKE SVOJSTVA POLIMERNIH MATERIJALA 45 4.1. Metode termičke analize polimera…………………………… 45 4.2. Transportne i difuzijske metode (metode sonde)…….. 46 4.2.1. Plinska kromatografija je završena……………………………….. 48 4.2.2. Spektroskopija sati anihilacije pozitrona…………………. 50 4.2.3. Difuzija plinova u polimerima………………………………………………………….. 55 4.3. Mehaničke metode………………………………………………………………………. 57 4.4. Električne metode…………………………………………………………… 62 POGLAVLJE 5. SNAGA POLIMERA U LANGMUIROVIM MONOSLOJEVIMA I U 64 TANKE POSTROJENICE 5.1. Ispitivanje koloidno-kemijske moći difilnih makromolekula u monosferama i Langmuir-Blodgett talinama……… 64 3 5.2. Površinske karakteristike talina…………………………………….... 68 5.3. Mikroskopija atomske sile……………. ……………………….. 73 POGLAVLJE 6. Praktičan rad……………………………………………………………... 75 6.1. Rad 1. Proučavanje kinetike radikalske polimerizacije s butil metakrilatom u prisutnosti malih količina pregrijanog polimera na termografskoj instalaciji. .. 75 6.2. Rad 2. Jasna analiza kopolimera PBMA-PFG pomoću IR spektroskopije…. ………………………………………………… ... 77 6.3. Rad 3. Vrijednost MWD kopolimera prema GPC. Analiza krivulja integralne i diferencijalne distribucije 78 6.4. Rad 4. Važnost talina kopolimera PBMA-PFG..……………………………………………. . 82 6.5. Rad 5. Sređivanje izoterme površinskog škripca i ekspanzija za difilne polimere………………………………. 83 6.6. Literatura…………………………………………………………………………… 88 4 UVOD Polimeri u posljednje vrijeme sve više stagniraju u svijetu zbog svoje jedinstvene moći preživljavanja . S tim u vezi, polimerni materijali često se koriste kao osnova za stvaranje strukturno sklopivih materijala, na primjer, membrane za ultra-fino pročišćavanje i sub-odstranjivanje na molekularnoj razini, anizotropni mediji s arhitekturom, koji se preuređuju kada pripremanje preklopnih elemenata raznih učvršćenja i uređaja (mikroelektronika), u stvaranju drvo-polimernih kompozita. Svojim razvojem kemija visokomolekularnih spojeva bogato se povezuje s fizikalno-kemijskim metodama analize. Ove metode aktivno sudjeluju u različitim fazama odvajanja polimernih materijala, uključujući i kemijske metode. UMP ispituje fizikalno-kemijske metode ispitivanja polimernih materijala koje se najviše koriste u praksi znanstvenih i industrijskih laboratorija. S obzirom na detaljan opis metode, budući specijalist treba savladati teorijsko gradivo koje se proučava na VNZ-u i razviti praktične vještine. Metoda UMP-a je u kratkom obliku upoznati studente s primjenom najčešćih fizikalnih i kemijskih metoda istraživanja polimera. Ovaj rad ne zamjenjuje teorijske osnove svih fizikalnih metoda istraživanja, već su elementi smrada detaljno obrađeni u kolegiju “Fizikalne metode istraživanja” koji se izvodi na Kemijskom fakultetu. Detaljno su razmotrene osnove metoda koje se mogu koristiti za ekstrakciju polimera (metode svjetlosnog otapanja, sedimentacije i difuzije, gel permeacijska kromatografija, metode sonde, dinamička mehanička analiza, metoda razmaza Chuvanniya, osobitosti ponašanja difilnih polimera u Langmuirovim monosferama i u čvrstom zatočeništvu) što se razumijeva kao raznolikost i posebnosti objekata istraživanja, kao i kontinuirani razvoj sofisticirane analitičke opreme, kao i rastuće mogućnosti polimernih materijala. U preostalom dijelu početnog metodičkog vodiča daju se preporuke za izradu praktičnog rada u okviru posebne radionice, uz opis znanja i načina izvođenja pokusa. Glavne zadaće UMP-a: - upoznati osobitosti stagnacije fizikalno-kemijskih metoda proučavanja kinetičkih zakonitosti radikalske polimerizacije i aktivirane polikondenzacije; - pokazati izvedivost različitih fizikalnih i kemijskih metoda za identifikaciju polimernih materijala, proučavanje strukture polimera i njihovih kemijskih svojstava; 5 - upoznati se s aktualnim metodama praćenja razrjeđenja i koncentracija polimera u različitim arhitekturama; - ilustrirati metode istraživanja fizikalno-kemijskih i mehaničkih svojstava polimernih materijala. Upoznati metode učenja procesa prijenosa plinova i para kroz polimerne materijale, te određivanje volumena tekućine (metodom inkapsulirane plinske kromatografije i pozitronske anihilacije), koji se mogu koristiti za kalcifikaciju novi opis prijenosni procesi u polimerima i aktualna pitanja suvremene znanosti o materijalima; - pokazati izvedivost metoda, uz koje je moguće karakterizirati heterogenost površine talina polimera (metoda mikroskopije atomske sile), te odrediti energetska svojstva talina metodom namakanja iz nalaza različitih metoda. (metoda 3 Isman, Owens-Wendt metoda); - demonstrirati izvedivost metoda za razvoj koloidnih kemijskih svojstava difilnih polimera u monomolekularnim sferama na granici voda-voda iu čvrstim Langmuir-Blodgett talinama. 6 ROZDIL 1. Vycheniya kinetički zakoni u sintezi visokomolekularnih spojeva Pogledajmo korake iz fizikalnih i kemijskih metoda koje se koriste za opisivanje procesa sinteze visokomolekularnih spojeva. Glavna karakteristika reakcije polimerizacije i polikondenzacije je likvidnost polimera u reakciji s monomerom, koja se može izraziti prinosom polimera, koncentracijom monomera u reakcijskoj smjesi i stupnjem konverzije polimera. s monomerom. U praksi se fluidnost polimerizacije može odrediti različitim metodama, na primjer, gravimetrijskim, dilatometrijskim, termometrijskim, spektrofotometrijskim, kromatografskim, kalorimetrijskim metodama, vibrirajućim dielektričnim gubicima itd. Osim toga, stupanj transformacije monomera u polimer može se kontrolirati i kemijskim metodama za broj podveza koje nisu reagirale: bromometrijskom, merkurimetrijskom i metodom hidrolitičke oksidacije. 1.1. Fizikalne metode 1.1.1. Termometrijska metoda polimerizacije niza vinilnih monomera u masi karakterizira nagli porast reakcije fluidnosti u prvim fazama pretvorbe monomera u polimer. Ovaj fenomen opovrgao je naziv "efekt gela". Štoviše, tijek kinetičkih krivulja određen je prirodom monomera, koncentracijom inicijatora i koncentracijom procesa. Teorija efekta gela proširena je kasnih 30-ih do ranih 40-ih godina našeg stoljeća. Dokazano je da je osobitost duboke polimerizacije povezana s promjenom niza kinetičkih parametara (kob, V, kp), koji su promjenjivi. Pogledajmo činjenicu da ako stacionarna metoda ne ometa izvornu polimerizaciju (na primjer, polimerizacija metil metakrilata (MMA) do 20-50% konverzije), tada je pri promjeni kinetičkih parametara moguće promijeniti lako je opisati polimerizaciju do dubokih faza transformacije. U svakom slučaju, uvažava se moguća promjena u fluidnosti i inicijaciji već u ranim fazama transformacije. Jasno je da je brzina polimerizacije opisana sljedećim jednadžbama: d M  k r  1 2  fk rašpa  I  M  12 12  2 (1). d ko Ako je razgradnja inicijatora reakcija prvog reda, onda je: d I    k disp I  (2) d 7 I  I 0 exp  k disp . Zamjenom (3) u (1) možemo ukloniti: d M  k r    1 2  k rachp f  I   exp  k razp     d ko  2 Zastosovn postoji rivalstvo (4 ) za mnoge sustave tijekom polimerizacije i u masi iu malim fazama transformacije nema sumnje. Međutim, tijekom polimerizacije u viskoznim tvarima, konzistencija se ne savija. U svijetu polimerizacije, fluidnost i vrijednost f postaju promjenjivi zbog difuzijskog mehanizma reakcije inicijacije. Eksperimentalni i teorijski podaci koji karakteriziraju promjenu svih kinetičkih parametara polimerizacije u viskoznim medijima omogućuju nam da s dovoljnom točnošću opišemo polimerizaciju do naprednih faza transformacije. Proces polimerizacije prati značajna toplina. U ovom slučaju, kutana vizija udjela topline točno odgovara većem broju ligamenata koji su reagirali. korak pretvaranja monomera u polimer. Termografska metoda za praćenje kinetike egzotermnih reakcija baza na vibrirajućem prijenosu topline tekućine u reakcijskom sustavu bilježenjem samoregeneracije (T) reakcijske smjese tijekom reakcije, uključujući Stoga se proces mora izvesti u takvom tako da vrijednost T ni u jednom trenutku ne prijeđe 1-2°C. Samo za konačnu cijenu, gubitak uma nestaje, zbog stvaranja kinetičke krivulje kroz povećanje fluidnosti transformacije iz rasta Arrheniusovog zakona, ne prelazi 3-5%. Za praćenje kritičnih procesa instalirajte termografsku instalaciju u kojoj ćete biti smješteni u susjednu komoru sa slabom izmjenom topline između reakcijskog volumena i termostatske ljuske. Veza između reakcijskog volumena i termostatske ljuske stvarne toplinske potpore osigurana je sve dok se temperaturni gradijent u sljedećoj tekućini ne promijeni na minimum, što vam omogućuje da vidite senzor temperature iz središta reakcijske mase na njemu. na vrhu . Postavljanje senzora temperature na površinu reakcijskog volumena ne samo da će uvelike pojednostaviti dizajn vibrirajućeg sita, već će također omogućiti dobivanje moguće promjene toplinskog kapaciteta reaktora tijekom procesa. U ovom slučaju toplinska ravnoteža sustava opisana je sljedećim: dT dG mc  Qn     S (T  T0) (5), d d de m – masa tragane smole, c – toplinski kapacitet, T – temperatura dG polimerizata, T0 – dovkyl temperatura, - fluidnost procesa, Qn d – toplinski učinak reakcije, α – koeficijent prolaza topline, S – površina na kojoj se odvija izmjena topline iz dovkill. Integrirajući jednadžbu (5) moguće je u svakom trenutku ukloniti stupanj pretvorbe τ: 8  G mc  T  T0    S  (T  T0)d (6). Q Q 0 Pretvorba granice može se izvesti iz jednadžbe:   S  (T  T0)d (7). Q  G pr  0 1.1.2. Variranje polimerizacije modificiranjem dielektričnih gubitaka Ova se metoda može koristiti za modificiranje kinetike radikalne polimerizacije do dubokih faza transformacije. Mjesto polimera u sustavu izračunava se pomoću formule: 1 T1 Tx P (8), 1 T1 T0 de T0 - tlak primijenjen za prolaz kroz rezonator u trenutku rezonancije, tlak primijenjen na rezonator na strana generatora; T1 i TX – koeficijenti prijenosa kroz rezonator ampule u kojoj se nalazi monomer i ampule u kojoj se odvija reakcija za xM% (xM – konverzija). 1.1.3. Spektroskopske metode IR spektroskopije. Najkorisnija metoda za proučavanje kinetike polimerizacije je IR spektroskopija, budući da je karakterizira veliki skup razmaza, što ukazuje na broj bogatih funkcionalnih skupina (od 12500 do 1 0 cm-1). Glavni fokus IR spektroskopije je razvoj kinetičkih uzoraka - detekcija spektralnog odvajanja karakterističnih mrlja monomera, inicijatora i inicijatora. Na Politehničkom sveučilištu u Tomsku Sutyagin V.M. ta unutra. Polimerizacija vinilkarbazola provedena je vikorističkom metodom komprimiranog mlaza uz registraciju spektra u IR području. Instalacija je sadržavala spremnike s različitim reagensima, spojene na mlazni blok, kroz koji su se reagensi dovodili u komoru za zadržavanje (s otvorom za prolaz IR izmjenjivača), gdje se provodila polimerizacija. Metoda se temelji na sekvencijalnom snimanju kinetičke krivulje u obliku koeficijenta propusnosti tijekom vremena za određivanje koncentracije monomera i inicijatora. Snimanje krivulje odvijalo se u širokom intervalu od sat vremena, pokretanje sustava za snimanje automatski je uključeno s dovodom reagensa u sigurnosnu komoru. Nakon što je uređaj za registraciju pokazao da je reakcija potpuno završena, smjesa monomera je uklonjena kroz jak otvor, a smjesa za sušenje je isprana. Nadalje, iz istraživanja Lambert-Beera, znali su faktor ekstinkcije zadimljene gline valentnih spojeva vinilnog povezivača za vinilkarbazol i, gledajući kivete, izračunali su konstantu fluidnosti reakcije. 9 UV spektroskopija. Ovom se metodom mogu dobiti podaci o kinetici kemijskih reakcija. Izlazi i produkti reakcije vidljivi su u različitim područjima UV spektra. Provedite analizu ljestvice za određivanje kalibracijskih krivulja, uz koje je moguće dobiti kinetičke krivulje za promjene koncentracije tvari u tragovima u jednom satu. Ove krivulje pokazuju konstantu fluidnosti reakcije. 1.1.4. Kalorimetrija Jedna od informativnih metoda za proučavanje kinetičkih obrazaca reakcije polikondenzacije je reakcijska kalorimetrija provođenja topline. Ova metoda je poznata po širokoj upotrebi smrznutih polimera. Vibriranje se provodi na Calvet mikrokalorimetru, u kojem se glavni dio energije koja je viđena u reakcijskoj komori uklanja iz reakcijske zone kroz sustav termoelektrane. Na primjer, Calvet DAK-1A kalorimetar automatski bilježi vrijednost integralnog toplinskog toka od reakcijskog kalorimetrijskog medija kroz diferencijalno uključenu termoelektranu do masivnog središnjeg bloka kalorimetarskog termostata. Osjetljivost ovih dinamičkih termopila postaje manja od 0,12 V/W. Električni krug će osigurati da energija toplinske slike nije manja od 98%. Pomoću ove metode moguće je provoditi ne samo procese polimerizacije, već i aktivne reakcije polikondenzacije. Primjerice, detaljno je proučavana aktivna polikondenzacija tris-(pentafluorofenil)germana (FG) i bis-(pentafluorofenilgermana) (DG) u obliku THF, uz korištenje aktivatora trietalamina. Analiza praćenih spojeva i njihovo miješanje u kalorimetru provedeno je u atmosferi argona. Jedan od spojeva (Et3N) stavljen je u vakuumski zatvorenu ampulu s tankim dnom. Ova ampula je uz pomoć posebne instalacije ugrađena u gornji dio reakcijskog teflonskog središta (kovrče 0,11, promjer 0,01 m) kalorimetrijskog bloka kalorimetarskog termostata. U prostoriju je prvo unesena druga tvar u atmosferi argona (raspodjela FG i DG u THF). Nakon što je uspostavljena toplinska ravnoteža između kalorimetrijskog bloka kalorimetarskog termostata i komercijalne posude s preostalim reagensima, reagensi su pomiješani tako da se donji dio staklene ampule razbije o dno komercijalne posude. Ova viša instalacija osigurava vanjsko miješanje komponenti i intenzivno miješanje. U konačni rezultat unesena je dopuna koja je uključivala razbijanje staklene ampule, miješanje smjese koja se otapa te isparavanje razdjelnika u ampulu za jednokratno punjenje. Kako bi se odredila veličina korekcije, provedena su daljnja istraživanja bez oružja. Temperatura u Vimiryuvanu dosegla je 25°C. Svi dijagrami termovizijske krivulje su mali na 2 maksimuma, čiji je intenzitet određen odnosom komponenti reakcijske smjese. Za analizu uklonite 10

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I ZNANOSTI

RUSKA FEDERACIJA

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Saratovsko državno sveučilište"

imena »

Institut za kemiju

OTVRDITI:

Prorektor za početni i metodološki rad

d. filol. sc., prof

"__" __________________20__ rub.

Program radne discipline

Suvremene metode proučavanja polimera

Izravna priprema

020100 – Kemija

Profil treninga

Spojevi visoke molekulske mase

Kvalifikacija (razina) diplomanta

Neženja

Navchannya obrazac

Osobno

Saratov,

2011 r_k

1. Ciljevi svladavanja discipline

Ciljevi savladavanja discipline “Savremene metode traganja polimera” su:

- formiranje kompetencija koje se počinju odnositi na razumijevanje teorijskih osnova glavnih metoda praćenja polimera, što je u skladu s domaćom i inozemnom praksom,

- Formiranje vještina za pojedine robote tijekom izvođenja kemijskog pokusa;

– robotsko oblikovanjeo serijskoj opremi koja se koristi u analitičkim i fizikalno-kemijskim istraživanjima;

– Postati početnik i savladati proces svladavanja posebnih metoda registracije i obrade rezultata kemijskih eksperimenata;

- Ovladavanje računalnom tehnologijom za poboljšanje mogućnosti oblikovanja laboratorijskog rada;

- nabutya navigoknezavisnaroboti s periodičnom kemijskom literaturom.

2. Mjesto discipline u strukturi obrazovnog programa za prvostupnike

Disciplina “Savremene metode istraživanja polimera” (B3.DV2) je varijabilna specijalizirana disciplina stručnog (specijalnog) ciklusa B.3 za izravnu izobrazbu prvostupnika. 020100 "Kemija", U 8. semestar uključen je profil izobrazbe “Visokomolekularna semiologija”.

Gradivo discipline temelji se na znanjima, vještinama i vještinama stečenim tijekom svladavanja osnovnih disciplina „Norganska kemija”, “Analitička kemija”, “Organska kemija”, “Fizikalna kemija”, “Visokomolekularni spojevi”, “Koloidna kemija”, “Xkemijska tehnologija» stručni (posebni) ciklus Saveznog državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja za izravnu obuku020100 “Kemija”, varijabilnadisciplina "Numeričke metode i programiranje u fizikalnoj kemiji polimera"matematički i prirodni ciklusdiscipline promjenjivog profila "Suvremeni pristupi sintezi polimera», « Polimeri za medicinske i biološke svrhe», « Sinteza i snaga vodoreducirajućih polimera», « Znanost o polimernim materijalima» OOP HPE za izravnu obuku 020100 "Kemija", profil “Visokomolekularni spojevi”.

Da bi uspješno svladao disciplinu, student mora imati znanja oBudov, autoriteti i klasifikacija visoke molekulske maseod kemijskih utjecaja i transformacija makromolekula, njihovog ponašanja u stvarima,poznavanje strukture i osnovnih fizikalnih svojstava polimernih tijela, poznavanje priprave polimera, provođenje reakcija polimer-analognih pretvorbi,Imajte na umu da provodite titrimetriju, potenciometriju, gravimetriju itd. analiza, mjeriteljska obrada eksperimentalnih rezultata, rad na računalu, znatistandardi i metode oblikovanja osnovnih i znanstvenih tekstova, za izvođenje matematičkih razvoja u naprednim polimerno-kemijskim zadacima.

U okviru discipline “Suvremene metode istraživanja polimera” razvijat će se znanja, vještine i vještine potrebne za istraživanje, registraciju i uspješnu zaštitu.diplomska kvalifikacija (diploma prvostupnika).

3. Kompetencije studenata koje se formiraju kao rezultat svladavanja discipline „Napredne metode praćenja polimera“

Kao rezultat savladavanja discipline “Savremene metode praćenja polimera”, onaj koji poč

plemstvo:

– klasifikacija metoda za praćenje polimera,

-Metoda tamnjenja vida čisti se prirodnim polu-hachardiv (Ekstrakziya, Fraksyne Osadzhennya, Ultrafiltrovannya, DIALIZ, ELECTROPROPROPROS, IonobominNNA kromatografija, gel-filteri, ultracentrifuguvannya, enzimsko čišćenje i čišćenje istih.

– osnovne metode proučavanja strukture i snage polimera ;

Molim Zabilježite:

- pogledajte polisaharide iz ružinog ili kuhanog prirodnog sira,

– razviti metode za pročišćavanje polimera za smanjenje spojeva visoke molekularne težine,

– sadržaj vlage, frakcijski sastav, raznolikost, molekulska masa polimera, stupanj supstitucije funkcionalnih skupina u makromolekuli,

- provoditi reakcije polimeru analognih spojeva,

– odrediti glavna fizikalna i fizikalno-kemijska svojstva polimera,

- robot o serijskoj opremi koja se bavi analitičkim i fizikalno-kemijskim istraživanjima,

- Koristiti računalnu tehnologiju pri projektiranju laboratorijskih robota;

Volodja:

– metode za detekciju polisaharida iz prirodnih voćnjaka,

– metode pročišćavanja polimera kao mala kuca,

– poznavanje pokusa u izvođenju reakcija polimera sličnih pretvorbi polimera,

– uz pomoć eksperimentiranja upoznati strukturu i praktično važne moći polimera,

– vještinesveobuhvatan Definicija metoda analize na istraživani polimeri,

– vještine pojedinih robota na početku kemijskog eksperimentiranja,

– priyomami posebne metode bilježenja i obrade rezultata kemijskih pokusa,

– vještine nezavisnaroboti s periodičnom kemijskom literaturom.

4. Struktura i poddisciplina “Savremene metode istraživanja polimera”

4.1. Skrivena poteškoća discipline odraditi 8 nastavnih jedinica (288 godina), predavanja – 48 godina, laboratorijske vježbe – 96 godina, samostalni rad – 108 godina, uključujući 36 godina priprema prije ispita.

4.2. Zamjena za predavanje

Dodatne informacije o metodama praćenja polimera.

Značajke metoda ispitivanja polimera. Suvremeni trendovi u razvoju metoda nadzora Klasifikacija metoda nadzora. Odaberite racionalnu metodu istraživanja. Razvoj kemijskog skladišta polimera. Koristi se umjesto raznih kemijskih elemenata V makromolekule. Analiza polimeri toplinski metode. Spontano analiza. Khimichny analiza na zamjena ostalih elemenata. Analiza funkcionalne skupine. Značenje neinfestacije polimeri

Napredne metode za otkrivanje i pročišćavanje prirodnih polimera.

Filtracija, ultrafiltracija, dijaliza, elektrodijaliza. Centrifuga, ultracentrifuga. Frakcijska sedimentacija i ekstrakcija. Enzimsko pročišćavanje. Kromatografske metode: ionska izmjena, adsorpcija, isključenje veličine, afinitetna kromatografija. elektroforeza. Kriteriji individualnosti i nativnosti prirodnih polisaharida.

Metode kromatografije.

Značajke kromatografskih metoda. Plinska kromatografija. Kapilarna plinska kromatografija. Reakcijska plinska kromatografija. Obernena plinska kromatografija. Pirolitički plinska kromatografija. Izbor umova je piroliza. Izbor umova u području plinske kromatografije proizvoda pirolize. Vikoristannya PGC na analiza polimera.

Prava kromatografija. Vrlo učinkovito prava kromatografija. Kapilarni električno odvajanje metoda. Tekućinska kromatografija ionske izmjene. Kromatomembrane Metode u nastavku. Kromatografija tankih sfera. Metodologija analize. Područja primjene metode TSHG. Gelpronikna kromatografija. Oprema dizajn metode Vrijednost molekularne težine taj MMR polimeri Ispitivanje kinetike polimerizacije. Vivcheniya skladišni kopolimeri. Značajke modifikacije oligomera. Značajke istrage šivala polimeri

Mac spektrometrija metoda analize. Oprema dizajn metode

Probna metoda ubrizgavanja. Metode ionizacije govora. Tipi analizatori tež. Mac spektrometrija s induktivno spregnutom plazmom. Područja masene spektrometrije. Analiza kemijskog skladišta sumiša

Metode međusobne interakcije govorima s elektromagnetskim vibracijama.

X-zrake strukturne analiza ta elektronografija. RTG i RTG elektronski Spektroskopija. E elektronografija. Metoda označenih atoma.

Metode korištenja ultraljubičastog i vidljivog zraka svjetlo. Spektrofotometrijska metoda analize u UV - to vidljivo područje. Osnove apsorpcije spektrofotometrija. Oprema registracija Načini priprema govora. Provođenje kolkis analize. Proučavanje kinetike kemijskih reakcija Ispitivanje polimera. і kopolimeri. Metode za vikorizam optički zakoni. Metode koje se temelje na slici svjetlo. Metode temeljene na slomljenom svjetlo. Refraktometrija. Podviyne promenezalomlenya. Metode temeljene na analizi svjetlo. Metoda svjetlosne oksidacije. Ramanova spektroskopija. Fotokolorimetrijski metoda analize.

Infracrvena spektroskopija. Oprema dizajn metode Zastosuvannya metoda IR spektroskopije za određivanje čistoće smole. Razvoj mehanizma kemijskih reakcija. Vivchennya skladište і Struktura polimera pripisuje se skladištu kopolimera. Vivchennya mikrostrukture, konfiguracijeі konformacija makromolekula. Ispitivanje površinskih polimernih kuglica. Vrijednosti temperaturnih prijelaza V polimeri Dodatna oksidacija і mehaničko razaranje polimera u procesima miješanja і vulkanizacija. Vulkanizacija strukture vulkanizata. Ostala područja IR spektroskopije. Laserna analitička spektroskopija Laserski inducirana emisija spektralna analiza (LIESA). Laserski fluorescentni analiza.

Metoderadiospektroskopija. Metoda nuklearne magnetske rezonancije. Fizički temeljiti metodu Karakteristike spektar NMR. Oprema registracija Vikoristannya metoda NMR. Sekundarni stupanj transformacije monomera u nastajanju polimerizacija. Konformacijski analiza polimera. Praćenje molekularne sile V polimeri Vivchennya stare gume procese Praćenje kapacitet komponenti і međumolekularne interakcije na miješanje polimera. Vivchennya vulkanizacijski zasloni u elastomerima. Vivchennya deformacijaі tok polimera. Elektronička paramagnetska rezonancija. Karakteristike spektra EPR. Oprema dizajn metode EPR. Metoda zastosuvannya EPR. Identifikacija paramagnetskih čestica. Istraživanje radikala V polimeri Vivcheniya molekularne sile V polimeri Struktura elastomera je modificirana. Nuklearna kvadrupolna rezonancija.

Elektrokemijske metode analize. Potenciometrijski metoda analize. Metoda konduktometrije. Kulometrijski metoda analize. U oltamperometrijski metoda. Polarografski metoda analize. Inverzan elektrokemijske metode. Visoka frekvencija metoda.

Istraživanje strukture i snage polimera.

Vivchennyamasi, odricanje і interakcije makromolekula. Vrijednosti molekulske mase polimera. Prosječna brojčana molekularna težina. Srednjomasova Molekularna težina. Druge vrste molekularne težine. Viznachennya MMR polimeri Analiza funkcionalnosti oligomera. Vivcheniya rozgalenosti makromolekula. Istraživanje međumolekulskih interakcija V polimeri

Vivcheniya supramolekularna struktura. Viznachennya potaknuti polimerima. Vimiryuvannya polimerni zgušnjivači. Metode mikroskopija. Prijenos elektronička Mikroskopija. Skanyucha elektronička Mikroskopija. Interferencija-difrakcija metoda. Praćenje metodom kristalizacije EPR. Najviši stupanj kristalnosti. Varijacije veličina kristalita. Istraživanje orijentacije V polimeri

Metode za određivanje temperature ingestije polimera. Z statički metoda. Dinamičan metoda. Dinamičke mehaničke metode Električne metode Dinamičke magnetske metode

Ocjena trajnosti polimera do današnjeg neprestanoі učinkovitost dii stabilizatori. Vintage toplinska antika. Termogravimetrijski metoda analize. Diferencijalna toplinska analiza. Diferencijalno skeniranje kalorimetrija. Oksidacija starih polimera. Istraživanje glinenog katrana. Procjena kemijske otpornosti polimera. Vivchennya mehanokemijski uništenje. Procjena stabilnosti industrijskih elastomera. Praćenje gumice Daljnja istraživanja termoplastičnih elastomera. Praćenje vulkanizira. Evaluacija otpornost na vremenske uvjete elastomeri. Ispitivanje učinkovitosti radnje і odaberite stabilizator.

Reološkai plastičnoelastične snaga guma і guma sumishes. Rotacijska viskozimetrija. Kapilarna viskozimetrija. Squeeze plastometrija. Dinamičan metode reoloških ispitivanja

Metode za razvoj procesa za pripremu huminskih suma. Različiti stupnjevi sirka u elastomerima. Analiza mikroveza gumena zbroj. Procjena vrijednosti miješanja. Kilkisna procjena vrijednosti miješanja.

Postupci vulkanizacije і strukture vulkanizata. Procjena vulkanizacije vlasti. Reometrija vibracija. Reometrija bez rotora. Vivchennya mrežasta struktura vulkanizacije

Nanesite gasveobuhvatan Definicija metoda analize na istraživali polimere. Metode ispitivanja polimernih spojeva. Ekspresne metode identifikacije polimeri Pirolitički plinska kromatografija. Zastosuvannya ÍČ - í NMR spektroskopija. Zastosuvannya toplinska і dinamičke metode analize і danih oteklina . Vivchennya interfazna podjela napovnyuvacha. Vrednovani tip vulkanizirajući sustav.

4.3. Struktura i raspored laboratorija

5. Svjetlosne tehnologije

Uz tradicionalne svjetlosne tehnologije (predavanja, laboratorijski roboti), tehnologije koje se temelje na aktualnim informacijskim tehnologijama i metodama znanstvenog i tehnološkog stvaralaštva, koje uključuju razvoj temeljen na biznisu i planinama iza tema "TTermomehanička svojstva polimera", "Fizikalno-mehanička svojstva polimera", napredni autonomni roboti (sažetak), kao i sustavi za učenje profesionalnih vještina i znanja. Prenijeli su predstavnici ruskih i stranih tvrtki, znanstvenici iz specijaliziranih institucija Ruske akademije znanosti.

6. Početno i metodičko osiguranje samostalnog rada studenata. Metode ocjenjivanja za kontinuirano praćenje uspjeha, srednja potvrda ovladanosti disciplinom.

Samostalni rad učenika podrazumijeva:

- Sastavljanje popratnih bilješki iz grana discipline,

- ovladavanje teorijskim gradivom,

- priprema za laboratorijski rad,

- Projektiranje laboratorijskih robota,

- Pripreme za poslovne igre,

- pisanje sažetka,

– traženje informacija na internetu i knjižnicama (ZNL SSU, odsječna knjižnica i dr.),

– priprema prije in-line i kontrole vrećica.

Kontrolni obrazac za vrećicu – spava(primici u dodatku 1).

6.1. Napajanje za samostalnu pripremu

1. Optičke metode istraživanja.

elektromagnetski vibracijski spektar. Teorijske implikacije metode UV spektroskopije. Kromoforija, auksokromija. Vidi usunennya samozadovoljna poglinannya. Elektronički spektri polimera i talina. Rozchinnikova infuzija na elektroničkim spektrima polimernih rozchina.

2. Kolivalna spektroskopija.

Teorija ÍČ je da je KR-polirano. Valencija, deformacijsko udaranje (simetrično i asimetrično). Vidi kolivan okremikh grupiran.

3. NMR spektroskopija.

Osnove teorije NMR spektroskopije iz perspektive klasične i kvantne mehanike. Kemijska tvar, standardi za NMR spektroskopiju. Konstante prosijavanja, atomsko, molekularno, međumolekulsko probiranje. Spin-spin interakcija. Konstanta spin-spin interakcije. Klasifikacija spinskih sustava: spektri prvog i najvišeg reda. Razmjena uzajamnosti.

4. Toplinski kolaps u polimerima.

Toplinski kapacitet polimera. Toplinski kapacitet čvrstih polimera. Teorijska analiza toplinskog kapaciteta. Toplinski kapacitet polimernih talina.

Prijenos energije u polimerima (toplinska vodljivost i toplinska vodljivost polimera. Temperaturna razina toplinske vodljivosti. Amorfni polimeri. Kristalni polimeri. Promjena toplinske vodljivosti u području faznih prijelaza. Toplinska vodljivost i molekularni parametri (molekulska težina, labavost i struktura koplja). ).

Toplinske značajke prijelaza i relaksacijskih procesa u polimerima. Taljenje i kristalizacija. Prerada bočne strane tijela i transformacija međunožja.

5. Termofizički procesi pri deformaciji polimera.

Deformacije vukodlaka. Toplinsko širenje polimera. Termodinamika reverznih deformacija. Termoelastičnost čvrstih polimera. Termoelastičnost guma.

6. Deformacije koje se ne mogu pregovarati.

Orijentacijski crtež polimera. Uništavanje polimera. Snažno oslobađanje površine.

6.2. Teme sažetaka

1. Strukturne značajke polisaharida.

2. Elektrooblikovanje polisaharidnih nanovlakana i netkanih materijala.

3. Matrice i skele od polisaharida i sl.

4. Infuzija polisaharidnih aditiva na snagu makrokapsula za farmakološke svrhe.

5. Dotok polisaharida iz klica i povrća usmjeren je na likvidnost klica.

6. Polisaharidi u biološki aktivnim sustavima.

7. Status polisaharida u farmakologiji i medicini.

8. Polisaharidi kao ljekovite tvari.

9. Polisaharidi u prehrambenoj industriji.

10. Sorbenti iz polisaharida i sl.

11. Polisaharidne plastike.

12. Kompozitni materijali na bazi polisaharida i sl.

6.3. Pitanja prije početne rasprave br. 1 "TTermomehanička moć polimera"

Deformacija snage. Deformacija amorfnih polimera. Deformacija opruge. Elastičnost je smanjena. Utjecaj različitih čimbenika na temperaturu pri kojoj se polimeri lijevaju. Deformacija kristalnih polimera. Krivulje deformacije. Značajke istezanja i torzijske deformacije polimera.

6.4. Preddiskusija br. 2 “Fizikalno-mehanička snaga polimera”

Bijeda i propast. Teorijska vrijednost. Vrijednost pravih polimera. Trajnost polimera. Rivnyannya Zhurkova: analiza i značaj. Teorija toplinske fluktuacije i mehanizam razgradnje polimera. Utjecaj makromolekulskih struktura na mehaničku snagu polimera. Metode fizikalno-mehaničkog ispitivanja polimernih vlakana i plastičnih masa.

7. Početna metodičko-informacijska disciplina “Suvremene metode praćenja polimera”

Glavna literatura

i Tehnologija polimernih materijala. Za zag. izd. . SPb.: Profesija. 20-ih godina.

Fedusenkovo ​​ime: podruchnik. Saratov: Vidavnitstvo Saratovsk. un-tu. 20-ih godina.

Metode za promatranje i moć prirodnih polisaharida:Navch. dodatna pomoć. Saratov: Pogled "Kocka". 20-ih godina.

dodatna literatura

Henke H. Ridin kromatografija / Trans. s njim. . Po izd. . M: Tehnosfera. 20-ih godina.

Znanstveni zasadi kemijske tehnologije u ugljikohidratima / Ed. . M.: Pogled na LIKU. 20-ih godina.

Shmidt V. Optička spektroskopija za kemičare i biologe. Prov. s engleskog . Po izd. . M.: Tehnosfera. 20-ih godina.

Softver i internetski resursi

Program Microsoft Office 2007, 3 hemDraw

Averko-, Bikmullin istraživanja strukture i snage polimera: Glav. dodatna pomoć. Kazan: KDTU. 20-ih godina.

http://www. himi. *****/bgl/8112.html

http://preuzmi. *****/nehudlit/self0014/averko-antonovich. rar

Šestakovljeve metode istraživanja polimera: Osnove metodologije. dodatna pomoć. Voronjež: VDU. 20-ih godina.

http://prozor. *****/izlog/katalog? p_rid=27245

http://www. /datoteka/149127/

Riječne metode za proučavanje polimera. M: Kemija. http://www. /datoteka/146637/

Ageeva. A. Termomehanička metoda proučavanja polimera: Metodološki. Uvod u laboratorijske vježbe iz kemije i fizike polimera. Ivanovo: Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja Ivan. držanje Chem.-Technol. sveuč. 20-ih godina.

http://www. *****/e-lib/čvor/174

http://prozor. *****/izlog/katalog? p_rid=71432

8. Materijalno tehnička podrška discipline “Savremene metode praćenja polimera”

1. Početna publika za izvođenje predavanja.

2. Grafoskop za demonstraciju ilustrativnog materijala.

3. Primarni laboratoriji br. 32 i 38 za razvoj laboratorijskih robota, opremljeni potrebnom opremom

4. Uzorci polimera, agensi i drugi kemijski reagensi.

5. Kemijska jela.

6. Osobno računalo.

7. Početne metodičke pripreme za usvajanje teorijskog gradiva, pripremanje za praktični rad i učenje na njima.

8. Katedralna knjižnica.

Program je strukturiran u skladu sa zahtjevima Saveznog državnog obrazovnog standarda visokog stručnog obrazovanja uz odobrenje preporuka Visoke stručne obrazovne ustanove za izravno osposobljavanje 020100 - "Kemija", profil osposobljavanja "Spojevi visoke molekule".

Doktor kemijskih znanosti, prov osnovni asortiman polimera

Program je pohvaljen na skupu temeljnog zavoda za polimere

pogled "__" "______________" 20___ roku, protokol br. ____.

glava temeljni odjel

Ravnatelj Kemijskog instituta

Istraživanje strukture makromolekule može se izvršiti pomoću sljedećih metoda:

Khimichny Metode prenose disekciju makromolekula na spojeve niske molekulske mase i njihovu daljnju identifikaciju analitičkim metodama. Ozon se najčešće koristi za cijepanje vikoristike.

Spektralni Metode se temelje na sposobnosti polimera da stupa u interakciju s poljem elektromagnetskih vibracija, selektivno apsorbirajući energiju u pravom trenutku. U tom se slučaju razina energije takve makromolekule mijenja kao rezultat unutarnjih molekularnih procesa, kao što su elektronski prijelazi, vibracije atomskih jezgri te translacijsko i rotacijsko kretanje makromolekule kao cjeline. Koriste se apsorpcijska, UV, VI, IR spektroskopija i NMR, interna spektroskopija slike.

6) Viskozimetrija.

7) Gel permeacijska kromatografija.

Praćenje supramolekularni struktura se može izvesti pomoću sljedećih metoda:

1) Svjetlosna spektroskopija.

2) Elektronska mikroskopija.

3) rendgenska strukturna analiza

4) Elektronografija.

Fleksibilnost polimera

Fleksibilnost Lancuga je njegova snaga, koja je karakteristična za polimere.

Pogrješnost- ovo omogućuje makromolekuli da promijeni svoju konformaciju kao rezultat unutarnjeg toplinskog kretanja ili kao rezultat vanjskih sila.

Razlikuju se termodinamička i kinetička savitljivost.

Termodinamička fleksibilnost karakterizira sposobnost Lancuga da promijeni svoju konformaciju pod utjecajem toplinskog poremećaja i ovisi o razlici u energijama rotacijskih izomera ΔU. Sve manje od ΔU znači da je prijelaz makromolekule iz jedne konformacije u drugu vjerojatniji.

Termodinamička fleksibilnost određena je kemijskom strukturom, koja se ponavlja, i konformacijom makromolekule, koja također leži ispod kemijske strukture.

Polimeri iz serije diena:

CH 2 -C(R)=CH-CH 2 - (R = H, CH 3, Cl)

karakterizira visoka fleksibilnost slična polimerima serije vinila:

CH 2 -CH- (R = H, CH 3, Cl, CN, C 6 H 5)

To se objašnjava činjenicom da je razlika u energijama rotacijskih izomera u polimerima diena približno 100 puta manja. Ova varijabilnost povezana je s promjenama u metaboličkim interakcijama (veliko udaljavanje) između CH 2 skupina kada se između njih uvede skupina s podvezom, što uzrokuje nižu potencijalnu traku r. Ista je slika za makromolekule koje sadrže Si-O ili C-O veze.

Priroda intercesora malo utječe na termodinamičku fleksibilnost.

Međutim, budući da su polarne smjese odvojene blizu jedna drugoj, njihova interakcija smanjuje homogenost. To su najbrži biopolimeri, njihove stabilne spiralne konformacije stvaraju se uz pomoć vodenih veza.

Kinetička fleksibilnost odražava fluidnost prijelaza makromolekule u polju sile iz jedne konformacije s energijom U 1 u drugu s energijom U 2, što zahtijeva dodavanje aktivacijske barijere U 0 .

Kinetička fleksibilnost procjenjuje se na temelju veličine kinetičkog segmenta.

Kinetički segment- Ovo je dio makromolekule koji kao cjelina reagira na vanjski dotok. Ova vrijednost varira ovisno o temperaturi i likvidnosti vanjskog priljeva.

Polimeri koji su presavijeni u trake koje karakteriziraju niske vrijednosti U0 pokazuju visoku kinetičku fleksibilnost. Njima je jasno:

1) nezasićeni polimeri ugljičnog lanca i polimeri vinilne serije koji ne sadrže funkcionalne skupine - polibutadien, poliizopren, polietilen, polipropilen, poliizobutilen itd.;

2) ugljikovo-lančani polimeri i kopolimeri s rijetkom raspodjelom polarnih skupina - polikloropren, kopolimeri butadiena sa stirenom ili nitrilom akrilne kiseline (zamjena preostalih do 30-40%) i tako dalje;

3) heterolančani polimeri, čije su polarne skupine odvojene nepolarnim - alifatski polieteri;

4) heterolančani polimeri koji uključuju grupe C-O, Si-O, Si-Si, S-S itd.

Povećanje broja posrednika, njihove obveze, polariteta i asimetrije širenja smanjuje kinetičku fleksibilnost.

CH2-CH2-; -CH2-CH-; -CH 2 -CH-

Čim se jednostruka veza suspendira, kinetička fleksibilnost se pomiče naprijed. Polibutadien i poliizopren su fleksibilni polimeri koji pokazuju fleksibilnost na sobnoj i niskim temperaturama. Polietilen i PVC pokazuju kinetičku fleksibilnost čak i pri povišenim temperaturama.

U svim epizodama, porast temperature povećava kinetičku energiju makromolekula, što povećava vjerojatnost izlaganja aktivacijskom bareru i povećava kinetičku fleksibilnost.

Kinetička fleksibilnost velikog influksa pojačana je fluidnošću vanjskog influksa. Zbog velike interakcije makromolekula i međumolekula, prijelaz iz jedne konformacije u drugu traje dugo. Vrijeme prijelaza ovisi o strukturi makromolekule: ako je razina interakcije visoka, tada će biti potrebno više od sat vremena za promjenu konformacije.

Kako je sat djelovanja duži, što je niži sat prijelaza iz jedne konformacije u drugu, kinetička fleksibilnost je velika. Uz vrlo jaku deformaciju, mala makromolekula se termodinamički ponaša kao kruta.

Kinetička savitljivost može se ocijeniti temperaturom taljenja T c i ravnošću T t.

Temperatura- Niža temperatura je granica za ispoljavanje tvrdoće. Kod T<Тh Polimer nije sposoban promijeniti svoju konformaciju, potencijalno je fleksibilan zbog svoje visoke termodinamičke fleksibilnosti. Stoga temperatura otvrdnjavanja T može biti jasna karakteristika fleksibilnosti polimera u kondenzatoru.

Temperatura ravnosti- ovaj gornji temperaturni raspon mijenja konformaciju rezultirajućeg pocinčanog omotača oko jednostrukih veza bez promjene težišta makromolekule. Kada je T>T izbjegava se pomicanje susjednih segmenata, što znači pomicanje težišta cijele makromolekule, dakle. ji perebíg. Što je veći ΔT = T t -T s, to je veća kinetička fleksibilnost polimera u kondenziranom mlinu.

Temperature ravnosti i savijanja leže u modu deformacije, ograničavajući ga na njegovu fluidnost. S pomakom fluidnosti (frekvencije) mehaničkog djelovanja rastu i T s i T t, a temperaturno područje manifestacije kinetičke fluidnosti pomiče se pri višim temperaturama.

Najvećim dijelom, kinetička fleksibilnost polimera leži u molekularnoj masi makromolekule, pa se čini da je aktivacijska barijera interakcija kratkog dometa. Kako M raste, broj segmenata raste.

Kako M raste, pupoljak raste, a onda, kada vrijednost M raste, krunica postaje stabilna. M cr odgovara M segmentu. Za termodinamički fleksibilne Mcr polimere, postavite na nekoliko tisuća: polibutadien - 1000, PVC - 12000; poliizobutilen – 1000; polistiren - 40 000. Praktički je nemoguće da se polimeri molekulske mase 100 000-1 milijun tona skladište u M.

Kako bi se olakšali konformacijski prijelazi, potrebno je smanjiti i potencijalnu barijeru U 0 i međumolekulske interakcije. Njegova rabarbara definirana je kao kemijska makromolekula i supramolekularne strukture. Dakle, kinetička fleksibilnost leži u strukturi polimera na molekularnoj i supramolekulskoj razini.

Makromolekule u amorfnom stanju pokazuju veću krutost nego u kristalnom. Kristalnu strukturu, kao rezultat gustog pakiranja makromolekula i visokog reda njihovog prethodnog otapanja, karakterizira iznimno visoka razina međumolekulskih interakcija. Stoga su makromolekule polibutadienskih polimera (polibutadien, polikloropren, polietilen itd.) podvrgnute stvaranju kristala jer ne mogu lako promijeniti svoju konformaciju. U orijentiranom obliku smanjuje se i elastičnost polimera, jer kada su orijentirani, koplja se zbližavaju i povećava se debljina pakiranja. To promiče mogućnost stvaranja dodatnih čvorova između lanceta. Posebno se koriste polimeri s funkcionalnim skupinama. Kundak: celuloza je ista. Ove polimere karakterizira prosječna termodinamička fleksibilnost, au usmjerenom stanju ni iz kojeg razloga (zbog temperature ekspanzije) ne mogu promijeniti konformaciju.