Fizikalno-kemijske metode za analizo polimerov. Kemično skladiščenje polimerov

Zgodovinsko gledano so bile prve klasične kemijske metode določanja števila atomov, ki so vključeni v sestavo makromolekul v polimeru, in zaporedja njihove porazdelitve.

Zaradi kemične sestave polimera in proizvodnje prve linije daje prisotnost teh in drugih funkcionalnih skupin v polimeru približno 1% zelišča pomemben učinek na vse kazalnike. Število nenasičenih viskoznosti v gumi kaže na njeno stabilnost med oksidacijo, obstojnost pred vulkanizacijo, itd.Še pomembnejša je analiza kemijske sestave polimerov v teh primerih, če je prisoten vonj po produktih kopolimerizacije. Očitno se kopolimerno skladišče razlikuje od izhodnega skladišča zaradi različnih reakcijskih lastnosti monomerov in neznane konstante kopolimerizacije monomerov, ki jo je mogoče poznati le analitično. Očitno je za različne kopolimere (in veliko jih je) dovolj, da zamenjamo vsaj enega od komonomerov. Če se drugi komonomer močno razlikuje od prvega po shranjevanju (na primer dušik, klor, alkohol itd.) ali po stopnji nenasičenosti (na primer v primeru kopolimerov olefinov in dienov), potem analiza lahko boste končali na kemični poti in brez velikih težav. Vendar pa se analiza takih kopolimerov, kot je butadien - stiren, zvit in pogosteje, izvaja s fizikalnimi metodami.

Predlaga se, da se postopek za predhodno identifikacijo polimera izvede v naslednjem vrstnem redu:

Obnašanje v polovici je ocenjeno v tabelah, ki opisujejo naravo obnašanja polimerov v polovici s spremembo barve polovice, naravo taljenja, vonjave, ki so vidne.

Pomen zunanjih fizikalnih značilnosti - debelina (na primer glede na flotacijo ali sedimentacijo), tališče ali interval. V primerjavi s tradicionalnimi analiznimi metodami te metode ne zahtevajo zahtevne in drage opreme, potreben čas je veliko krajši, rezultati pa zanesljivejši.

Pomen polimerov je odvisen od načina njihove identifikacije in utrjevanja s spremljajočimi materiali (ojačevalci, smolna sredstva, pigmenti, stabilizatorji itd.). Preverjanje kriminalitete je najenostavnejši način identifikacije. Za to približno 10 mg vzorca zmešamo z 1 ml vode in med mešanjem postopno segrevamo. Obnašanje polimera v začetnem stanju daje napredne vstavke v njegovo kemično strukturo; vendar je podobno testiranje za identifikacijo polimerov nezanesljivo;

»Vrednost ogljikovega dioksida namesto elementov (ogljik, voda, dušik, halogeni, fosfor, silicij, sirka itd.):

»Namesto žvepla v pepelu in prisotnost oz. prisotnost anorganskih dodatkov v polimeru.

Identifikacija funkcionalnih skupin s kemijskimi metodami.

Najpogostejše uporabljene metode so optične in radioizotopske metode. Optične metode omogočajo opazovanje tankih talin, pripravljenih iz sestavka. Na slikah, ki so dobro vidne in jasne, se s to metodo oceni število žveplovih delcev...

Pri reometrih brez rotorja se obnašanje humusne mešanice med postopkom vulkanizacije oceni v obliki, ki niha. Navor, ki se prenaša preko ekspresije, merijo senzorji v drugačni obliki, stalno popačenje segretih oblik pa skrajša trenje.

Destruktivni procesi v vulkanizacijski mreži, ki nastanejo pri termooksidativnem pretoku v polja mehanskega pritiska, pomenijo ireverzibilno statično in dinamično nabrekanje (lezenje). Za elastomerne sisteme se uvaja nova metoda TMA, ki temelji na...

Plastični virusi so pripravljeni iz različnih materialov z različnimi tehnologijami. Praktično je nemogoče identificirati material na podlagi vizualne ocene ali preprostega mehanskega testiranja. V tem primeru ni razlogov za identifikacijo polimera. Eden najobsežnejših je ugotoviti, kateri material vsebuje konkurenčni virus. Poleg tega okvarjene klice, ki se obrnejo na vibrator, pogosto zahtevajo zanesljiv rezultat njihovega vedenja. Včasih bo morda treba preveriti izjave v gradivu, objavljenem na spletnem mestu. Generator recikliranih materialov priznava tudi potrebo po prepoznavanju materiala, ki se pridobiva iz različnih delov. Pogosto se velike količine sira zavržejo pred predelovalcem, z identifikacijsko oznako zavrženega, ali pa se material brez ustrezne etikete skladišči v skladišču. V vseh teh primerih bo osnovno znanje o metodi identifikacije polimerov pomagalo prihraniti denar.

Včasih se lahko zgodi, da kupec končnih izdelkov ne more preveriti, ali se material ujema z deklarirano vrsto polimera, v tem primeru pa se lahko izvede najenostavnejša identifikacija materiala. Ustvarjanje novih materialov bo zahtevalo tudi razvoj identifikacijskih metod.

Obstajata dva pristopa k identifikaciji polimernih materialov. Prvo je enostavno dokončati, je hitro in poceni. Potrebujete celo preprosta orodja in zelo malo znanja o polimerih. Druga metoda temelji na sistematični kemijski in termični analizi. In tukaj se uporablja kompleksna eksperimentalna tehnologija; Ta pristop zahteva veliko časa in denarja, interpretacija rezultatov pa je dostopna samo strokovnjaku, ki se dobro spozna na kemijo polimerov.

Polimerni materiali so pogosto kopolimeri, spojine, njihove lastnosti pa so spremenjene z različnimi dodatki ali z mešanjem s komponentami, kot so zaviralci gorenja, sredstva za penjenje, maziva in stabilizatorji. V takih primerih najpreprostejše metode identifikacije ne bodo dale zadovoljivih rezultatov. Edini način za pridobitev pravih rezultatov je uporaba široke palete kemijskih in termičnih analiznih metod.

Prvi od pomembnih pristopov temelji na zaporedni izključitvi možnih možnosti z uporabo najenostavnejših testov. Vrste predstavitev v sistemu za identifikacijo polimerov ( Tabela za identifikacijo plastike), prikazano spodaj.

Obstaja več glavnih vključkov, ki se jim sledi, da se olajša prepoznavanje polimera.

Najprej moramo ugotoviti, ali se polimer testira s termoplastom in ali je razvrščen kot termoreaktivna smola. Ta razdelek o glavnih vrstah polimerov lahko preprosto dokončate z dodajanjem segretega spajkalnika ali vroče palice na vročo temperaturo 500 ºF. Če se material zmehča, je termoplastičen. V vsakem primeru je duroplastna (termoreaktivna smola).

Odskočna deska je preizkušnja za goro. Za cvrtje jajc morate uporabiti Bunsenovo gobo, ki daje polovico brez bolečin. Če ga želite zamenjati, lahko uporabite samo vžigalnik. Lahko pa vonj po gorečem plinu ločimo na goreči plin in vonj, ki nastane pri zgorevanju polimera. Preden začnete s testiranjem na štedilniku, je priporočljivo pripraviti začetni podajalnik, ki bo potreben za spremljanje rezultatov testa.

Zakaj zažgati material?

Kakšne barve je polovica?

Kakšen vonj ima material po zažganem?

Kako nastanejo kapljice v gorskem materialu?

Vrsta in barva, kaj se dogaja?

Kako se kotel usede med kurjenjem?

Ali je material samougasljiv ali bo še naprej gorel, potem ko je zgorel do polovice?

Ali je možno, da bo planinska juha prišla ves čas?

Da bi prepoznali material, primerjajte svoje pomisleke z ocenami v sistemu za identifikacijo polimerov. Zanesljivost rezultatov se lahko močno izboljša, če se izvede vzporedno testiranje materiala. Pri izvajanju tega postopka za identifikacijo polimerov ne pozabite upoštevati varnostnih pravil. Kapljice, ki padajo iz iskrice, ki gori, so lahko zelo vroče in se zlahka prilepijo na katero koli površino. Ko iskrica ugasne, previdno odstranite dim. Nekatere plastike, na primer poliacetali, pri segrevanju ustvarjajo strupen formaldehid, ki ga ob vdihavanju proizvajajo jetra.

Rezultate opisanih preprostejših testov za identifikacijo polimera povzročitelja smo potrdili z naslednjimi testi:

tališče;

ocena ranga;

preizkušeno z bakreno puščico;

deli sveta.

Oznaka tališča

Široka paleta metod za določanje tališča polimerov.

Prva, ki jo uporabljajo, je naprava Fisher-Jones. Ta metoda je trenutno najbolj razširjena.

Nastavek je zložen v grelni blok, katerega temperaturo uravnavajo reostat, termometer in velika leča. Majhna granula ali košček polimera se skupaj z nekaj kapljicami silikona postavi v blok, ki se električno segreva. Steklo pokrijemo z ukrivljenim steklom, temperatura pa postopoma narašča, dokler se polimer ne stopi oziroma zmehča dovolj, da se zlahka deformira.

Meniskus, izdelan iz silikonskega materiala, je jasno viden pod širokim kotom. Temperatura, ko je meniskus premaknjen, se šteje za tališče. Ugotovljeno je bilo, da je točnost metode ± 5 °F v primerjavi z literaturnimi podatki.

Ta metoda se uporablja tako za kristalne kot za amorfne polimere. Za vse kristalne polimere je tališče ostro, zato je prehod zelo enostavno popraviti. Amorfni polimeri pa se zmehčajo v širokem razponu temperatur, kar oteži tališče.

Druga metoda, imenovana Koflerjeva metoda, se uporablja samo za delno kristalinične polimere. Pri tej metodi vzorec postavimo na mizico mikroskopa, ki ga segrejemo, in polimer opazujemo skozi presečišča polaroida. Če se polimer stopi, pride do značilne spremembe v polimeru zaradi prisotnosti kristalnih spojin. Temperatura pri kateri koli stopnji taljenja (kar pomeni, da so vse barve zabavne) se šteje za tališče.

Vrednost ocene

V zvezi s polimerom je pogosto treba določiti vrsto materiala pred katerim koli drugim distributerjem. Vendar pa so razlike, ki jih lahko najdemo v literaturi, ponavadi skrivnostne narave, zato jih je pomembno razumeti v posebnih glavah. Pogosta variabilnost nekaterih polimerov pri različnih proizvajalcih ter visoka koncentracija različnih dodatkov, kot so mehčala, prav tako otežuje identifikacijo polimera kot njegovega izvora. Preskus diferenciacije je lahko celo uporaben za ugotavljanje razlike med različnimi podobnimi izdelki iz istega osnovnega polimera.

Na primer, s to metodo je mogoče ločiti celulozni acetat od celuloznega acetat-butirata, tako da ostane acetat ločen od furfuril alkohola in butirat od celuloznega acetata. Na podoben način je mogoče identificirati različne vrste poliamidov in polistirenov.

Najlažji način za testiranje razgradnje je, da vstavite majhno količino polimera v cev. Nato se tej cevki doda odpirač in cev se razbije. Za popolno onemogočanje enote je potrebno izpolniti določeno uro. .

Testirano z bakreno pušico.

Prisotnost klora v polimerih, kot so na primer polivinilkloridi, je mogoče enostavno določiti z dodatnim bakrom. Konico puščice do polovice segrevamo, dokler ne doseže rdeče barve. Konduktivno segrejte površino iskre s puščicami, lahko dodate majhno količino polimera. Nato se konica polimerne puščice ponovno postavi na polovico. Najbolje je potopiti v zeleno barvo, da potrdite prisotnost atomov klora v materialih.

Podobno je dokazana prisotnost atomov fluora v fluoriranih ogljikovih hidratih.

Trenutne metode identifikacije

Kot smo že omenili, je vedno bolj zanesljiva identifikacija polimernega materiala zapletena in zapletena naloga, ki zahteva veliko pozornosti in temelji na temeljitem razumevanju analitske kemije, kar dokazujejo zgodovinski viri.zasebno lastništvo. Polimerni materiali so pogosto kopolimeri, ki vsebujejo različne dodatke. Sprememba materiala spremeni temeljne značilnosti, ki se uporabljajo za identifikacijo, kot sta barva in vonj, zaradi česar so preproste metode identifikacije neprimerne. Poleg tega je pogosto na voljo le majhna količina materiala, prepoznavanje polimera pa postane možno le na podlagi različnih trenutnih metod, opisanih spodaj v tem razdelku. Za izvedbo raziskav s spektroskopijo, termično analizo, mikroskopijo ali kromatografijo je potrebna majhna količina miligramov govora.

Za identifikacijo polimerov in dodatkov, ki so prisotni v sestavkih na njihovi osnovi, se uporabljajo naslednje trenutne analizne metode:

Štiriinfrardeča in infrardeča spektroskopija v bližnjem delu spektra (F-IKS, B-IKS);

termogravimetrična analiza (THF);

diferencialna vrstična kalorimetrija (DSC);

termomehanska analiza (TMA);

spektroskopija jedrske magnetne resonance (NMR);

kromatografija;

masna spektroskopija;

Rentgenska strukturna analiza;

mikroskopija.

Seznam trenutnih metod, ki se uporabljajo za identifikacijo polimerov in aditivov v njih, je podan v tabeli.

Štiriinfrardeča spektroskopija

Analiza, ki temelji na četrti transformaciji infrardečega spektra, je trenutno ena najzahtevnejših praks in drugih metod za identifikacijo polimerov. Testiranje temelji na dejstvu, da je tok infrardečih vibracij neposreden na sliko, kjer pogosto zbledi in pogosto prehaja skozi material. Infrardeči spekter, ki se pojavi, je enaka posamezna slika polimera kot konice prstov. Rezultati analize so prikazani v grafični obliki na zaslonu. Medtem ko vsaki dve posamezni strukturi ne proizvajata popolnoma identičnih spektrov, je dobljeni spekter primerljiv z znanimi standardi za predhodno proučevane materiale, kar omogoča edinstveno identifikacijo spolnih analiz.

Infrardeča spektroskopija v bližnjem območju spektra je v teh dneh postala še posebej priljubljena. Sliko lahko merimo v bližnjem infrardečem območju, ki leži v območju med 800 in 200 nm. Makromolekule absorbirajo sevanje na različne načine, kar ima za posledico edinstven spekter, ki omogoča identifikacijo sledilnega polimera. Tehnologija zatemnitve spektra v bližnjem infrardečem območju je poceni metoda visoke hitrosti, ki je postala alternativa metodi Fourier-infrardeče spektroskopije.

Termogravimetrična analiza

Metoda termogravimetrične analize se uporablja v svetu odpadkov zaradi stalnega segrevanja. Pri izvajanju te metode je tehnika preprosta. Tipično opremo sestavljajo analitične enote, programirana pečica, ki je električno ogrevana, in zapisovalna naprava. Ta metoda je zelo uporabna za sledenje polimerov z različnimi dodatki in nadomestki, ki so vam dodeljeni. Tako bo na primer namesto steklenih vlaken in polnil iz mineralne smole morda treba polimer popolnoma spojiti s polimerom v inertni atmosferi. Nezgorele ostanke odlagajte le na suho površino in na inertno površino.

Metoda termogravimetrične analize se uporablja tudi za identifikacijo sestavin v spojinah, ki vplivajo na vodoobstojnost posameznih sestavin.

Diferencialna vrstična kalorimetrija

Podobno kot pri metodi diferencialne skener kalorimetrije se meri količina energije, ki se absorbira ali vidi v obliki stalno povišane ali znižane temperature ali med vitrifikacijo materiala, pri konstantni temperaturi. Ta metoda je eden najučinkovitejših načinov za spremljanje taljenja, vključno z določenim območjem sintranja, temperaturami taljenja in kristalizacije ter temperaturami termičnega uničenja. Ta metoda zagotavlja tudi dragocene informacije, ki omogočajo določitev stopnje kristaliničnosti polimera in kinetike kristalizacije. Z metodo diferencialne skenirajoče kalorimetrije je mogoče presoditi prisotnost oziroma prisotnost antioksidanta v polimeru, ki vpliva na oksidativno stabilnost materiala. Metodo lahko uporabimo tudi za določanje adhezivnih komponent v mešanicah, blokih statističnih kopolimerov, kar se kaže na lastnostih polimera v območju taljenja.

Napredna tehnologija diferencialne termične analize zagotavlja tudi obsežne informacije o sestavi različnih dodatkov, kot je zelje, ki pomagajo ukalupiti določen virus v obliko. Antistatična sredstva, sredstva za ultravijolično obdelavo, modifikatorji vpliva materiala.

Pogled na značilne termograme omogoča presojo obnašanja materiala v celotnem temperaturnem območju, od temperature strjevanja do območja uničenja, kot tudi spremembe med tema dvema skrajnima točkama.

Termomehanska analiza

Termomehanska analiza za namene določanja temperaturnega območja raztezanja ali stiskanja materiala, kot tudi za spreminjanje temperaturnega območja modula elastičnosti in viskoznosti polimerov. Ta metoda vam omogoča, da poznate točko mehčanja in karakterizirate elastičnost materiala v katerem koli temperaturnem območju.

Izvedba termomehanske analizne metode je še enostavnejša: temelji na načinu poročanja o konstantni intenziteti in vibrirajočih spremembah dimenzij objekta v navpični smeri, poskus pa je mogoče izvesti kot v drugih okoliščinah, novih vidikov, torej s stagnirano močjo. Metoda termomehanske analize prikazuje značilnosti polimerov: omogoča natančno določitev fizikalnih lastnosti materiala, kot so tališče, temperatura strjevanja, debelina navzkrižnih povezav, stopnja kristaliničnosti in koeficient toplotnega raztezanja nt.

Jedrska magnetna resonanca

Metoda jedrske magnetne spektroskopije je natančnejša analitična metoda za identifikacijo organskih molekul in določanje njihove strukture. Jedra določenih atomov v molekuli so lahko v različnih položajih, odvisno od orientacije njihovega spina. Ko se na takšno jedro uporabi magnetno polje, povzroči napetost na zadnji strani, da razdeli energijske nivoje. Nato na molekulo deluje šibko magnetno polje, ki zaniha. Pri določenih specifičnih in visokih frekvencah pride do vibracijske resonance in ta učinek se registrira in okrepi.

Metoda jedrske magnetne resonance zagotavlja nadaljnjo karakterizacijo strukture kemičnih spojin in omogoča zanesljivo identifikacijo sestavin v spojinah. Ta metoda nam omogoča določitev strukture funkcionalnih skupin, ki bi jih lahko ugotovili z drugimi analitičnimi metodami.

Pri raziskovanju polimerov se za identifikacijo materiala največkrat uporabljajo atomi C13. Vrednosti nizkomolekularnih spojin, kot so mehčala, stabilizatorji, maziva, je mogoče enostavno in takoj prepoznati v njihovih NMR spektrih.

Kromatografija

Kromatografija je analitična metoda, ki vključuje ločevanje komponent zmesi s prehajanjem različnih tekočin skozi kolono, napolnjeno z isto snovjo, ki jo ločujemo. Fiksirni material, skozi katerega prehaja mešanica, se imenuje stacionarna faza in se imenuje trdna snov ali gel. Medij, ki se sesede (imenovan središče in včasih plin), se imenuje faza kolapsa. Zmes se loči v snov, imenovano eluent, in se potisne skozi kolono ali niz kolon. Delitev komponent je določena s silami medatomskih interakcij med molekulami stacionarne faze, različnimi komponentami suhe faze, ki so ločene, in elementi. Posledično je mogoče identificirati več komponent, v drugih primerih pa jih je mogoče identificirati drugače.

Za identifikacijo snovi se praviloma uporablja plinska kromatografija. Vendar pa je največji razmah v industriji polimernih materialov gelska permeacijska kromatografija.

Masna spektroskopija

Masna spektroskopija je zelo uporabno orodje za pridobivanje podrobnih informacij o običajnem polimeru, pri tej metodi pa se analizirajo že majhne količine snovi. Molekularno strukturo polimera in atomsko strukturo polimera lahko določimo s spektralno analizo. V kombinaciji s plinsko kromatografijo lahko masna spektroskopija, imenovana plinska kromatografija-masna spektroskopija, zagotovi večje zmožnosti identifikacije kot masna spektroskopija.

Postopek analize vključuje dejstvo, da se snov, ki jo spremljamo, segreje in postavi v vakuumsko komoro. V paro teče elektronski žarek, ki ionizira molekulo ali njene delce. Ioni, ki so se usedli, se pospešijo v električnem polju, pri prehodu skozi magnetno polje pa se črte njihovega ruha upognejo, tako da irukh leži v fluidnosti in masi, dokler se ne napolni. Posledica tega je delitev po teži (elektromagnetna delitev). Ker je kinetična energija večjih ionov večja, se zrušijo v podobnem loku kot lahki ioni in tako služijo kot osnova za identifikacijo govora. Ko zapustijo magnetno polje, jih poberejo pri pastirju.

Rentgenska analiza

Rentgenska difrakcijska analiza se izvaja predvsem za jasno in natančno identifikacijo dodatkov, ki so prisotni v večini polimernih sestavkov, pomembno prisotnost nečistoč, kot tudi oceno elementov v sledovih.V polimerih in monomerih je veliko različnih elementov.

Za izvedbo rentgenske analize uporabite dve vrsti instrumentov vicor - spektroskopijo in prilagoditev glede na njihove energijske ravni.

mikroskopija

Optična mikroskopija ponuja obsežne zmožnosti za pridobivanje informacij o površinski morfologiji delcev, vključno z identifikacijo kontaminantov in analizo strukture spojin in zlitin. Ta tehnika se uporablja za raziskovanje strukture tankih talin.

Metode optične mikroskopije vključujejo dva razreda preiskav - vrstično elektronsko mikroskopijo in transmisijsko elektronsko mikroskopijo. Na koncu je na voljo velika izbira zgradb. Slika je lahko več kot 100.000 enaka izvirniku.

Različna vrstična elektronska mikroskopija temelji na dejstvu, da dobro ostrenje premakne površino, slike z visokim korakom pa lahko nastanejo zaradi disperzije sekundarnih elektronov po spremljanju na površini očesa. Z elektronsko mikroskopijo, ki je prosojna, dobimo slike, ko elektroni prehajajo skozi posebej pripravljena očesa.

V trenutnih primerih se lahko uporabljajo tudi trenutne različice mikroskopije, vključno z mikroskopijo na atomsko silo.

ZVEZNA AGENCIJA ZA INVENTAR Državna univerza v Nižnem Novgorodu im. N.I. Metode Lobačevskega za raziskovanje trenutnih polimernih materialov. Začetni metodološki priročnik, ki ga priporoča metodična komisija Fakultete za kemijo za študente Državne univerze PNG, ki začenjajo z disciplino DS R.01 "Metode za raziskovanje polimerov" iv", za neposredno usposabljanje 020100 "Kemija" in specialitete 020101 "Kemija" Nižni Novgorod 2012 UDK 678.01:53 BBK 24.7 Z-17 Z-17 METODE ZA NAPREDNE POLIMERNE MATERIALE: Vodja: Zamishlyaeva O.G. Osnovni metodološki učbenik. - Nižni Novgorod: Državna univerza Nižnji Novgorod, 2012. - 90 str. Recenzent: dr., izredni profesor Markin A.V. Primarni metodološki priročnik (UMP) pokriva teme primarnega znanstveno-inovacijskega kompleksa UNIK-1 – »Novi bogato funkcionalni materiali in nanotehnologije«. Kompleks UNIK-1 se razvija v okviru prednostnega razvoja Državne univerze v Nižnem Novgorodu kot nacionalne predštudijske univerze »Informacijski in telekomunikacijski sistemi: fizikalne in kemijske osnove, obetavni materiali in tehnologije« »Je matematično varen in stabilen “, ki je zanimiv za razvoj sistema osvetljevanja in napredovanje priprave jedi. PNGU. Ta UMP ima zmožnost fizikalno-kemijskih metod za raziskovanje popolnoma naravnih polimernih materialov, poleg tega pa je rešil več problemov trenutne kemije visokomolekularnih spojin, eden izmed njih je ustvarjanje funkcionalnih polimernih materialov iz danega nabora organov. UMP je namenjen študentom 4. in 5. tečaja Fakultete za kemijo za neposredno usposabljanje 020100 “Kemija” in specialnosti 020101 “Kemija” in 020801 “Ekologija”, ki so seznanjeni z osnovnimi pojmi in zakonitostmi kemije in fizike visokega razreda. molekulske spojine, metode zakonitosti polimerizacije in polikondenzacije, fazna in agregatna stanja polimerov, njihova nadmolekularna strukturna organizacija. Prispevki k gradivu UMP bodo študente seznanili s posebnostmi fizikalnih in kemijskih metod za analizo naravnih polimernih materialov, vsakodnevno odkrivanje praktičnega dela pa jim bo pomagalo pridobiti bodočim certificiranim specialistom robotska znanja, ki jih lahko pridobijo na raziskovalni in razvojni laboratoriji. Namesto UMP program ustreza predmetu »Metode sledenja polimerov«. UDK 678.01:53 BBK 24.7 2 ZMIST Zmist……………………………………………………………… 3 Prispevek…………………………………………… ………………… …………………… 5 POZICIJA 1. Prilagoditev kinetičnih zakonitosti sintezi visokomolekularnih spojin………. 7 1.1. Fizikalne metode………………………………………………………………………. . 7 1.1.1. Termometrična metoda……………………………………………………………… 7 1.1.2 Dielektrične izgube ………………………... 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. Merkurimetrična titracija………………………………….. 12 1.2.3. Hidrolitska oksidacija…………………………………... 12 POLOŽAJ 2. SPREMEMBA STRUKTURE IN SKLADIŠČENJE POLIMEROV………… 13 2.1. Metoda EPR……………………………………………………………… 13 2.2. Metoda NMR……………………………………………………….. 14 2.3. Metoda IR spektroskopije…………………………………………… 17 2.4. Možnost metode masne spektrometrije…………………………… 18 2.5. Metoda rentgenske strukturne analize……………………………. 19 2.6. Kemijska analiza (metoda po Keldahlu)……………………………………… 20 ROZDIL 3. RAZDELITEV POLIMEROV………………………………………………………………… 22 3.1. Molekulska masa polimerov……………… 22 3.2. Metode frakcioniranja polimerov……………………………. 24 3.2.1. Reja …………..………………………………… 29 3.2.1.1. Metoda svetlobne oksidacije………………………………………………………………………. 29 3.2.1.2. Sedimentacija in difuzija……………………………………………. 35 3.2.2. Koncentrirane vrste polimerov………………………… 41 POGLAVJE 4. METODE ZA NAPREDNE FIZIKALNO-KEMIJSKE IN MEHANSKE MOČI POLIMERNIH MATERIALOV 45 4.1. Metode termične analize polimerov………………………… 45 4.2. Transportne in difuzijske metode (metode sonde)…….. 46 4.2.1. Plinska kromatografija je končana……………………………….. 48 4.2.2. Spektroskopija ur pozitronske anihilacije…………………. 50 4.2.3. Difuzija plinov v polimerih………………………………………………………….. 55 4.3. Mehanske metode……………………………………………………………………. 57 4.4. Električne metode………………………………………………………… 62 POGLAVJE 5. MOČ POLIMEROV V LANGMUIRJEVIH MONOSLOJIH IN V 64 TANKIH RASTLINAH 5.1. Preizkušanje koloidno-kemijskih moči difilnih makromolekul v monosferah in Langmuir-Blodgettovih talinah……… 64 3 5.2. Površinske lastnosti talin…………………………………….... 68 5.3. Mikroskopija na atomsko silo ……………. ……………………….. 73 POGLAVJE 6. Praktično delo……………………………………………………………... 75 6.1. Delo 1. Študij kinetike radikalske polimerizacije z butil metakrilatom v prisotnosti majhnih količin pregretega polimera na termografski napravi. .. 75 6.2. Delo 2. Jasna analiza kopolimerov PBMA-PFG z uporabo IR spektroskopije…. Delo 3. Vrednost MWD kopolimerov z GPC. Analiza integralnih in diferencialnih porazdelitvenih krivulj……… 78 6.4. Delo 4. Pomen kopolimernih talin PBMA-PFG..……………………………………………. . 82 6.5. Delo 5. Obrezovanje izoterm površinskega primeža in ekspanzija za difilne polimere……………………………. 83 6.6. Literatura…………………………………………………………………………… 88 4 UVOD Polimeri zaradi svoje edinstvene moči preživetja v zadnjem času vse bolj stagnirajo v svetu. . V zvezi s tem se polimerni materiali pogosto uporabljajo kot osnova za ustvarjanje strukturno zložljivih materialov, na primer membrane za ultra fino čiščenje in pododstranitve na molekularni ravni, anizotropni mediji z arhitekturo, ki jih je treba preurediti, ko priprava zložljivih elementov različnih napeljav in naprav (mikroelektronika), pri ustvarjanju lesno-polimernih kompozitov. S svojim razvojem se kemija visokomolekularnih spojin močno povezuje s fizikalno-kemijskimi metodami analize. Te metode aktivno sodelujejo v različnih fazah ločevanja polimernih materialov, vključno s kemičnimi metodami. UMP proučuje fizikalno-kemijske metode za raziskovanje polimernih materialov, ki se najbolj uporabljajo v praksi znanstvenih in industrijskih laboratorijev. Glede na natančen opis metode mora bodoči specialist obvladati teoretično gradivo, ki ga preučuje na VNZ, in razviti praktične veščine. Metoda UMP je študente v kratki obliki seznaniti z uporabo najpogostejših fizikalnih in kemijskih metod za raziskovanje polimerov. Ta študija ne nadomešča teoretičnih osnov vseh fizikalnih metod raziskovanja, elementi smradu so bili podrobno obravnavani pri predmetu Fizikalne metode preiskave, ki se izvaja na Fakulteti za kemijo. Podrobno so preučene osnove metod, ki jih lahko uporabimo za ekstrakcijo polimerov (metode svetlobnega raztapljanja, sedimentacije in difuzije, gelska permeacijska kromatografija, sondne metode, dinamična mehanska analiza, razmazna metoda Chuvanniya, posebnosti obnašanja difilnih polimerov v Langmuirjevih monosferah in v trdnem ujetništvu), kar razumemo tako med raznolikostjo in posebnostmi raziskovalnih objektov kot tudi z nenehnim razvojem sofisticirane analitske opreme ter z vse večjimi zmogljivostmi polimernih materialov. V preostalem delu začetnega metodičnega vodnika so podana priporočila za razvoj praktičnega dela v okviru posebne delavnice z opisom znanja in načinov izvajanja poskusov. Glavne naloge UMP: - ozavestiti posebnosti stagnacije fizikalno-kemijskih metod za preučevanje kinetičnih zakonitosti radikalske polimerizacije in aktivirane polikondenzacije; - prikazati izvedljivost različnih fizikalnih in kemijskih metod za identifikacijo polimernih materialov, proučevanje strukture polimerov in njihovih kemijskih lastnosti; 5 - seznaniti se z aktualnimi metodami za spremljanje razredčitev in koncentracij polimerov v različnih arhitekturah; - ilustrirati metode za raziskovanje fizikalno-kemijskih in mehanskih lastnosti polimernih materialov. Seznanite se z metodami učenja procesov prenosa plinov in hlapov skozi polimerne materiale ter določanja prostornine tekočine (z metodo inkapsulirane plinske kromatografije in pozitronske anihilacije), ki jih lahko uporabite za kalcifikacijo nov opis transferni procesi v polimerih in aktualna vprašanja sodobne znanosti o materialih; - prikazati izvedljivost metod, poleg katerih je možno karakterizirati heterogenost površine polimernih talin (metoda mikroskopije na atomsko silo) in iz ugotovitev različnih metod določiti energijske lastnosti talin z metodo namakanja. (metoda 3 Isman, Owens-Wendtova metoda); - prikazati izvedljivost metod za razvoj koloidnih kemijskih lastnosti difilnih polimerov v monomolekularnih sferah na meji voda-voda in v trdnih Langmuir-Blodgettovih talinah. 6 ROZDIL 1. Vycheniya kinetični zakoni pri sintezi visokomolekularnih spojin Oglejmo si korake iz fizikalnih in kemijskih metod, ki se uporabljajo za opisovanje procesov sinteze visokomolekularnih spojin. Glavna značilnost reakcije polimerizacije in polikondenzacije je tekočnost polimera v reakciji z monomerom, ki jo lahko izrazimo z izkoristkom polimera, koncentracijo monomera v reakcijski mešanici in stopnjo pretvorbe polimera. z monomerom. V praksi lahko fluidnost polimerizacije določimo z različnimi metodami, na primer z gravimetričnimi, dilatometričnimi, termometričnimi, spektrofotometričnimi, kromatografskimi, kalorimetričnimi metodami, vibracijskimi dielektričnimi izgubami itd. Poleg tega lahko stopnjo pretvorbe monomera v polimer nadzorujemo tudi s kemičnimi metodami za število podpovezav, ki niso reagirale: bromometrično, merkurimetrično in metodo hidrolitične oksidacije. 1.1. Fizikalne metode 1.1.1. Za termometrično metodo polimerizacije številnih vinilnih monomerov v masi je značilno močno povečanje reakcije fluidnosti na prvih stopnjah pretvorbe monomera v polimer. Ta pojav je zanikal ime "učinek gela". Poleg tega je potek kinetičnih krivulj določen z naravo monomera, koncentracijo iniciatorja in koncentracijo procesa. Teorija učinka gela se je razširila v poznih 30. do zgodnjih 40. letih našega stoletja. Dokazano je, da je posebnost globoke polimerizacije povezana s spremembo številnih kinetičnih parametrov (kob, V, kp), ki so spremenljivi. Poglejmo dejstvo, da če stacionarna metoda ne moti prvotne polimerizacije (na primer polimerizacija metil metakrilata (MMA) do 20-50% pretvorbe), potem je pri spreminjanju kinetičnih parametrov možno spremeniti To je enostavno opisati polimerizacijo do globokih stopenj transformacije. Včasih se spoštuje možna sprememba pretočnosti in iniciacije že v zgodnjih fazah transformacije. Jasno je, da hitrost polimerizacije opisujejo naslednje enačbe: d M  k р  1 2  fk rasp  I  M  12 12  2 (1). d ko Če je razpad iniciatorja reakcija prvega reda, velja: d I    k disp I  (2) d 7 I  I 0 exp  k disp . Z zamenjavo (3) z (1) lahko odstranimo: d M  k r    1 2  k rachp f  I   exp  k razp     d ko  2 Zastosovn obstaja rivalstvo (4 ) za številne sisteme med polimerizacijo in v masi ter v majhnih fazah transformacije ni dvoma. Vendar pa se med polimerizacijo v viskoznih snoveh konsistenca ne upogne. V svetu polimerizacije postaneta fluidnost in vrednost f spremenljivi zaradi difuzijskega mehanizma iniciacijske reakcije. Eksperimentalni in teoretični podatki, ki označujejo spremembo vseh kinetičnih parametrov polimerizacije v viskoznih medijih, nam omogočajo, da z zadostno natančnostjo opišemo polimerizacijo do naprednih stopenj transformacije. Proces polimerizacije spremlja znatna toplota. V tem primeru kožni vid deleža toplote natančno ustreza večjemu številu ligamentov, ki so reagirali. korak pretvorbe monomera v polimer. Termografska metoda za sledenje kinetike eksotermnih reakcij baz na vibrirajočem tekočem prenosu toplote v reakcijskem sistemu z beleženjem samoregeneracije (T) reakcijske zmesi med reakcijo, vključno z. Zato je treba postopek izvajati v takih tako, da vrednost T v nobenem trenutku ne preseže 1-2°C. Samo za končno ceno, izguba uma izgine, zaradi ustvarjanja kinetične krivulje s povečanjem fluidnosti transformacije iz rasti Arrheniusovega zakona ne presega 3-5%. Za spremljanje kritičnih procesov namestite termografsko instalacijo, v kateri boste nameščeni v sosednji komori s slabo toplotno izmenjavo med reakcijskim volumnom in termostatskim plaščem. Povezava med reakcijskim volumnom in termostatsko lupino dejanskega toplotnega nosilca je zagotovljena, dokler se temperaturni gradient v naslednji tekočini ne spremeni na minimum, kar vam omogoča, da vidite temperaturni senzor iz središča reakcijske mase na njem na vrhu. Postavitev temperaturnega senzorja na površino reakcijskega volumna ne bo le močno poenostavila zasnove vibrirajočega medija, temveč bo omogočila tudi morebitno spremembo toplotne kapacitete reaktorja med procesom. V tem primeru je toplotna bilanca sistema opisana z naslednjim: dT dГ mc  Qn     S (T  T0) (5), d d de m – masa sledljive smole, c – toplotna kapaciteta, Т – temperatura dГ polimerizata, Т0 – temperatura dovkila, - fluidnost procesa, Qn d – toplotni učinek reakcije, α – koeficient toplotnega prehoda, S – površina, na kateri poteka izmenjava toplote iz dovkila. Z integracijo enačbe (5) je možno v vsakem trenutku odstraniti stopnjo pretvorbe τ: 8  Г mc  T  T0    S  (T  T0)d (6). Q Q 0 Pretvorbo meje lahko izpeljemo iz enačbe:   S  (T  T0)d (7). Q  G pr  0 1.1.2. Spreminjanje polimerizacije s spreminjanjem dielektričnih izgub To metodo je mogoče uporabiti za spreminjanje kinetike radikalske polimerizacije do globokih stopenj transformacije. Mesto polimera v sistemu se izračuna po formuli: 1 T1 Tx P (8), 1 T1 T0 de T0 - tlak, uporabljen za prehod skozi resonator v trenutku resonance, tlak, uporabljen za resonator na stran generatorja; T1 in ТX – koeficienta prehoda skozi resonator ampule, ki vsebuje monomer, in ampule, kjer je potekala reakcija za xM% (xM – pretvorba). 1.1.3. Spektroskopske metode IR spektroskopije. Najuporabnejša metoda za proučevanje kinetike polimerizacije je IR spektroskopija, saj je zanjo značilen velik nabor razmazov, kar kaže na število bogatih funkcionalnih skupin (od 12500 do 1 0 cm-1). Glavni poudarek IR spektroskopije je razvoj kinetičnih vzorcev – zaznavanje spektralne ločitve značilnih razmazov monomera, iniciatorja in originatorja. Na Politehnični univerzi Tomsk Sutyagin V.M. ta noter. Polimerizacija vinilkarbazola je bila izvedena z vikoristično metodo stisnjenega curka z registracijo spektra v IR območju. Instalacija je vsebovala rezervoarje z različnimi reagenti, povezane z jet blokom, skozi katerega so se reagenti dovajali v zadrževalno komoro (z odprtino za prehod IR izmenjav), kjer je potekala polimerizacija. Metoda temelji na sekvenčnem snemanju kinetične krivulje v obliki koeficienta transmisije skozi čas za določitev koncentracije monomera in iniciatorja. Snemanje krivulje je potekalo v širokem urnem intervalu, zagon snemalnega sistema se je samodejno vklopil z dovodom reagentov v varnostno komoro. Ko je naprava za registracijo pokazala, da je reakcija popolnoma zaključena, smo monomerno zmes odstranili skozi močno odprtino in sušilno zmes izprali. Nadalje so iz raziskave Lambert-Beer poznali faktor ekstinkcije dimljene gline valenčnih spojin vinilnega povezovalca na vinilkarbazol in ob pogledu na kivete izračunali konstanto fluidnosti reakcije. 9 UV spektroskopija. S to metodo lahko pridobimo podatke o kinetiki kemijskih reakcij. Izhodi in reakcijski produkti so vidni na različnih področjih UV spektra. Izvedite analizo lestvice za določitev umeritvenih krivulj, poleg tega pa je mogoče pridobiti kinetične krivulje za spremembe koncentracije snovi v sledovih v eni uri. Te krivulje kažejo konstanto fluidnosti reakcije. 1.1.4. Kalorimetrija Ena od informativnih metod za preučevanje kinetičnih vzorcev polikondenzacijske reakcije je toplotnoprevodna reakcijska kalorimetrija. Ta metoda je znana po široki uporabi zamrznjenih polimerov. Vibriranje se izvaja na mikrokalorimetru Calvet, pri katerem se glavnina energije, ki je bila vidna v reakcijski komori, odstrani iz reakcijske cone skozi sistem termopila. Na primer, kalorimeter Calvet DAK-1A samodejno beleži vrednost integralnega toplotnega toka iz reakcijskega kalorimetričnega medija skozi diferencialno vklopljen termoelektrični element do masivnega centralnega bloka kalorimetrskega termostata. Občutljivost teh dinamičnih termopilov postane manjša od 0,12 V/W. Električno vezje bo zagotovilo, da toplotna slikovna energija ni nižja od 98 %. S to metodo je mogoče izvajati ne samo procese polimerizacije, ampak tudi aktivne reakcije polikondenzacije. Na primer, podrobno smo raziskali aktivno polikondenzacijo tris-(pentafluorofenil)germana (FG) in bis-(pentafluorofenilgermana) (DG) v obliki THF z uporabo aktivatorja trietalamina. Analiza sledljivih spojin in njihovo mešanje v kalorimetru je potekala v atmosferi argona. Eno od spojin (Et3N) smo dali v vakuumsko zaprto ampulo s tankim dnom. To ampulo smo s pomočjo posebne instalacije namestili na zgornji del reakcijskega teflonskega središča (kod 0,11, premer 0,01 m) kalorimetričnega bloka kalorimetrskega termostata. V prostoru smo v atmosferi argona najprej vnesli drugo snov (razporeditev FG in DG v THF). Po vzpostavitvi toplotnega ravnovesja med kalorimetričnim blokom kalorimetrskega termostata in komercialno posodo s preostalimi reagenti smo reagente premešali tako, da smo spodnji del steklene ampule razbili na dno komercialne posode. Ta višja namestitev je zagotavljala zunanje mešanje komponent in intenzivno mešanje. V končni rezultat je bila vnesena sprememba, ki je vključevala razbijanje steklene ampule, mešanje zmesi, ki se je raztapljala, in izhlapevanje razdelilnika v ampulo za enkratno uporabo. Za določitev obsega popravka so bile izvedene neoborožene nadaljnje študije. Temperatura v Vimiryuvanu je dosegla 25 °C. Vse ploskve termovizijske krivulje so majhne pri 2 maksimumih, katerih intenzivnost je bila določena z razmerjem med komponentami reakcijske zmesi. Za analizo odstranite 10

MINISTRSTVO ZA IZOBRAŽEVANJE IN ZNANOST

RUSKA FEDERACIJA

Državna izobraževalna ustanova za visoko strokovno izobraževanje "Saratovska državna univerza"

imena »

Kemijski inštitut

TRDI:

Prorektor za začetno metodološko delo

d. filol. sc., prof

"__" __________________20__ rub.

Program delovne discipline

Sodobne metode preučevanja polimerov

Neposredna priprava

020100 – Kemija

Profil usposabljanja

Spojine z visoko molekulsko maso

Kvalifikacija (raven) diplomanta

Samec

Navchannya obrazec

Osebno

Saratov,

2011 r_k

1. Cilji obvladovanja discipline

Cilji obvladovanja discipline “Sodobne metode sledenja polimerov” so:

- oblikovanje kompetenc, ki se začnejo nanašati na razumevanje teoretičnih osnov glavnih metod sledenja polimerov, kar je skladno z domačo in tujo prakso,

- Oblikovanje veščin za posameznega robota pri izvajanju kemijskega eksperimenta;

– robotsko oblikovanjena serijski opremi, ki se uporablja pri analiznih in fizikalno-kemijskih raziskavah;

– Postanite začetnik in osvojite proces obvladovanja posebnih metod registracije in obdelave rezultatov kemijskih poskusov;

- obvladovanje računalniške tehnologije za izboljšanje možnosti za načrtovanje laboratorijskega dela;

- nabutya navigokneodvisenroboti s periodično kemijsko literaturo.

2. Mesto discipline v strukturi izobraževalnega programa za prvostopenstvo

Disciplina »Sodobne metode raziskovanja polimerov« (B3.DV2) je variabilna specializirana disciplina strokovnega (specialnega) cikla B.3 za neposredno usposabljanje diplomantov. 020100 "Kemija", Učni profil »Visokomolekularna semiologija« je vključen v 8. semester.

Gradivo discipline temelji na znanju, spretnostih in spretnostih, pridobljenih med obvladovanjem osnovnih disciplin "Norganska kemija”, “Analitična kemija”, “Organska kemija”, “Fizikalna kemija”, “Visokomolekularne spojine”, “Koloidna kemija”, “Xkemijska tehnologija» strokovni (posebni) cikel Zveznega državnega izobraževalnega standarda višjega strokovnega izobraževanja za neposredno usposabljanje020100 “Kemija”, spremenljivkadisciplina "Numerične metode in programiranje v fizikalni kemiji polimerov"matematičnega in naravnega cikladiscipline spremenljivega profila "Sodobni pristopi k sintezi polimerov», « Polimeri za medicinske in biološke namene», « Sinteza in moč polimerov, ki reducirajo vodo», « Znanost o polimernih materialih» OOP HPE za neposredno usposabljanje 020100 "Kemija", profil “Visokomolekularne spojine”.

Za uspešno obvladovanje discipline mora študent imeti znanje oBudov, avtoritete in klasifikacija visoke molekulske maseod kemijskih vplivov in transformacij makromolekul, njihovega obnašanja v zadevah,matere trditev o zgradbi in osnovni fizikalni moči polimernih teles, poznavanje priprave različnih polimerov, izvajanje reakcij polimerom analognih pretvorb,Upoštevajte, da izvajate titrimetrijo, potenciometrijo, gravimetrijo itd. analiza, meroslovna obdelava eksperimentalnih rezultatov, delo na računalniku, vedstandardi in metode oblikovanja elementarnih in znanstvenih besedil, za izvajanje matematičnega razvoja naprednih polimerno-kemijskih nalog.

V okviru stroke »Sodobne metode raziskovanja polimerov« se bodo razvijala znanja, veščine in veščine, potrebne za raziskovanje, registracijo in uspešno zaščito.diplomska kvalifikacija (diploma).

3. Študentove kompetence, ki se oblikujejo kot rezultat obvladovanja discipline »Napredne metode sledenja polimerov«

Kot rezultat obvladovanja discipline »Sedanje metode za sledenje polimerov«, tisti, ki začne

plemstvo:

– klasifikacija metod za sledenje polimerov,

-Metoda porjavitve vida se očisti z naravnimi polhachardiv (Ekstrakziya, Fraksyne Osadzhennya, Ultrafiltrovannya, DIALIZ, ELECTROPROPROPROS, IonobominNNA kromatografija, gel-filtri, ultracentrifuguvannya, encimsko čiščenje čiščenja istih.

– osnovne metode preučevanja strukture in moči polimerov ;

Prosimo, upoštevajte:

- glej polisaharide iz rožnega ali kuhanega naravnega sira,

– razviti metode za čiščenje polimerov za zmanjšanje spojin z visoko molekulsko maso,

– kar pomeni vsebnost vlage, frakcijsko sestavo, raznolikost, molekulsko maso polimera, stopnjo substitucije funkcionalnih skupin v makromolekuli,

- izvajati reakcije polimerom analognih spojin,

– določi glavne fizikalne in fizikalno-kemijske lastnosti polimerov,

- robot na serijski opremi, ki se ukvarja z analitskimi in fizikalno-kemijskimi raziskavami,

- uporabljati računalniško tehnologijo pri načrtovanju laboratorijskih robotov;

Volodja:

– metode za odkrivanje polisaharidov iz naravnih sadovnjakov,

– metode čiščenja polimerov kot majhna hiša,

– poznavanje eksperimentov pri izvajanju reakcij polimerov, podobnih pretvorbi polimerov,

– s pomočjo eksperimentiranja spoznati strukturo in praktično pomembne moči polimerov,

– spretnosticelovito Opredelitev analiznih metod pri raziskani polimeri,

– spretnosti posameznih robotov na začetku kemijskega eksperimentiranja,

– priyomami posebne metode za beleženje in obdelavo rezultatov kemijskih poskusov,

– spretnosti neodvisenroboti s periodično kemijsko literaturo.

4. Struktura in poddisciplina “Sodobne metode raziskovanja polimerov”

4.1. Skrita težava discipline opraviti 8 učilnic (288 let), njihova predavanja – 48 let, laboratorijske vaje – 96 let, samostojno delo – 108 let, od tega 36 let priprave pred preverjanjem znanja.

4.2. Nadomestek predavanja

Dodatne informacije o metodah za sledenje polimerov.

Značilnosti metod za raziskovanje polimerov. Suchasni trendi razvoja metod nadzora Klasifikacija metod nadzora. Izberite racionalno metodo preiskave. Razvoj kemičnega skladišča polimerov. Uporablja se namesto različnih kemičnih elementov V makromolekul. Analiza polimeri termični metode. Spontano analizo. Khimichny analizo na zamenjava drugih elementov. Analiza funkcionalne skupine. Pomen neinfestacije polimeri

Napredne metode odkrivanja in čiščenja naravnih polimerov.

Filtracija, ultrafiltracija, dializa, elektrodializa. Centrifuga, ultracentrifuga. Frakcijska sedimentacija in ekstrakcija. Encimsko čiščenje. Kromatografske metode: ionska izmenjava, adsorpcija, izključitev velikosti, afinitetna kromatografija. elektroforeza. Kriteriji individualnosti in izvornosti naravnih polisaharidov.

Kromatografske metode.

Značilnosti kromatografskih metod. Plinska kromatografija. Kapilarna plinska kromatografija. Reakcijska plinska kromatografija. Obernena plinska kromatografija. Pirolitično plinska kromatografija. Izbira umov je piroliza. Izbira umov na področju plinske kromatografije produktov pirolize. Vikoristannya PGC pri analiza polimerov.

Prava kromatografija. Zelo učinkovito prava kromatografija. Kapilarna električna ločitev metoda. Tekočinska kromatografija z ionsko izmenjavo. Kromatomembrane Metode spodaj. Kromatografija s tankimi kroglicami. Metodologija analize. Področja uporabe metode TSHG. Gelpronikna kromatografija. Oprema oblikovanje metode Vrednost molekulske mase ta MMR polimeri Raziskava kinetike polimerizacije. Vivcheniya skladiščni kopolimeri. Značilnosti modifikacije oligomerov. Značilnosti preiskave šivala polimeri

Mac spektrometrija analizna metoda. Oprema oblikovanje metode

Testna metoda vbrizgavanja. Metode ionizacije govora. Tipi analizatorji mas. Mac spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo. Področja masne spektrometrije. Analiza kemičnega skladišča sumišov

Metode za medsebojno interakcijo govori z elektromagnetnimi vibracijami.

Rentgenski strukturni analizo ta elektronografija. Rentgen in rentgenski elektronski Spektroskopija. E elektronografija. Metoda označenih atomov.

Metode uporabe ultravijolične in vidne svetlobe svetloba. Spektrofotometrična metoda analize v UV - to vidno območje. Osnove absorpcije spektrofotometrija. Oprema registracija Načini priprava govorov. Izvajanje analize kolkis. Preučevanje kinetike kemijskih reakcij Preiskovanje polimerov. і kopolimeri. Metode za vikorizem optični zakoni. Metode, ki temeljijo na sliki svetloba. Metode, ki temeljijo na zlomljenih svetloba. Refraktometrija. Podviyne promenezalomlenya. Metode, ki temeljijo na analizi svetloba. Metoda svetlobne oksidacije. Ramanska spektroskopija. Fotokolorimetrija analizna metoda.

Infrardeča spektroskopija. Oprema oblikovanje metode Zastosuvannya metoda IR spektroskopije za določanje čistosti smole. Razvoj mehanizma kemijskih reakcij. Skladišče Vivchennya і Struktura polimerov je dodeljena skladišču kopolimerov. Vivchennya mikrostrukture, konfiguracijeі konformacija makromolekul. Preiskava površinskih polimernih kroglic. Vrednosti temperaturnih prehodov V polimeri Dodatna oksidacija і mehansko uničenje polimerov v mešalnih procesih і vulkanizacija. Vulkanizacija strukture vulkanizatov. Druga področja IR spektroskopije. Laserna analitična spektroskopija Lasersko povzročena emisija spektralna analiza (LIESA). Lasersko fluorescentno analizo.

Metoderadiospektroskopija. Metoda jedrske magnetne resonance. Fizično osnova metode Značilnosti spekter NMR. Oprema registracija Vikoristannya metoda NMR. Sekundarna stopnja transformacije monomerov v delu polimerizacija. Konformacijski analiza polimerov. Nadaljevanje molekularne sile V polimeri Vivchennya stari postopki gumiranja Nadaljevanje zmogljivost komponent і medmolekularne interakcije pri mešanje polimerov. Vivchennya vulkanizacijski zasloni v elastomerih. Vivchennya deformacijaі tok polimerov. Elektronski paramagnetna resonanca. Značilnosti spektra EPR. Oprema oblikovanje metode EPR. Metoda zastosuvannya EPR. Identifikacija paramagnetnih delcev. Raziskave o radikalih V polimeri Vivcheniya molekularne sile V polimeri Struktura elastomerov je spremenjena. Jedrska kvadrupolna resonanca.

Elektrokemijske metode analize. Potenciometrična analizna metoda. Metoda konduktometrije. Kulometrični analizna metoda. U oltamperometrični metoda. Polarografski analizna metoda. Inverzna elektrokemijske metode. Visoka frekvenca metoda.

Raziskovanje zgradbe in moči polimerov.

Vivchennyamasi, zavrnitev odgovornosti і interakcije makromolekul. Vrednosti molekulske mase polimerov. Številčna povprečna molekulska masa. Srednjomasova molekularna teža. Druge vrste molekulske mase. Viznachennya MMR polimeri Analiza funkcionalnosti oligomerov. Vivcheniya rozgalenosti makromolekul. Raziskovanje medmolekulskih interakcij V polimeri

Vivcheniya nadmolekularna struktura. Viznachennya ki ga poganjajo polimeri. Vimiryuvannya polimerni zgoščevalci. Metode mikroskopija. Prenos elektronski mikroskopija. Skanyucha elektronski mikroskopija. Interferenca-difrakcija metoda. Nadaljevanje s kristalizacijsko metodo EPR. Najvišja stopnja kristaliničnosti. Spremembe velikosti kristalitov. Preiskava orientacije V polimeri

Metode za določanje temperature zaužitja polimerov. Z statična metoda. Dinamično metoda. Dinamične mehanske metode Električne metode Dinamične magnetne metode

Ocena trajnosti polimerov do današnjega neprenehomaі učinkovitost dii stabilizatorji. Vintage toplotna antika. Termogravimetrija analizna metoda. Diferencialna toplotna analiza. Diferencialno skeniranje kalorimetrija. Oksidacija starih polimerov. Preiskava glinenega katrana. Vrednotenje kemične odpornosti polimerov. Vivchennya mehanskokemijski uničenje. Ocena stabilnosti industrijskih elastomerov. Nadaljevanje gume Nadaljnje raziskave termoplastičnih elastomerov. Nadaljevanje vulkanizira. Evalvacija odpornost na vremenske vplive elastomeri. Testiranje učinkovitosti akcije і izberite stabilizator.

Reološkiin plastično elastična moč gum і žvečilni gumi. Rotacijska viskozimetrija. Kapilarna viskozimetrija. Stiskalna plastometrija. Dinamično reološke metode testiranja

Metode za razvoj postopkov za pripravo huminskih sum. Različne stopnje sirka v elastomerih. Analiza mikropovezava gumi sum. Ocena mešalne vrednosti. Kilkisna ocena mešalne vrednosti.

Postopki vulkanizacije і strukture vulkanizatov. Ocena vulkanizacije oblasti. Vibracijska reometrija. Reometrija brez rotorja. Vivchennya vulkanizirana mrežasta struktura

Nanesite gacelovito Opredelitev analiznih metod pri raziskovali polimere. Metode za raziskovanje polimernih spojin. Metode hitre identifikacije polimeri Pirolitično plinska kromatografija. Zastosuvannya ІЧ - і NMR spektroskopija. Zastosuvannya termalno і dinamične metode analize і danih oteklin . Vivchennya medfazna delitev napovnyuvacha. Vrednoten tip vulkaniziranje sistem.

4.3. Struktura in urnik laboratorija

5. Svetlobne tehnologije

Poleg tradicionalnih svetlobnih tehnologij (predavanja, laboratorijski roboti) so na voljo tudi tehnologije, ki temeljijo na aktualnih informacijskih tehnologijah in metodah znanstvene in tehnološke ustvarjalnosti, ki vključujejo razvoj, ki temelji na poslovanju in gorah za temami »T.Termomehanske lastnosti polimerov", "Fizikalno-mehanske lastnosti polimerov", napredni avtonomni roboti (povzetek), kot tudi sisteme za učenje poklicnih veščin in znanj. Prenašajo predstavniki ruskih in tujih podjetij, znanstveniki iz specializiranih ustanov Ruske akademije znanosti.

6. Začetno in metodično zagotavljanje samostojnega dela študentov. Metode ocenjevanja za sprotno spremljanje uspeha, vmesno potrjevanje obvladovanja discipline.

Samostojno delo študentov prinaša:

- Zbirka podpornih zapiskov iz vej stroke,

- obvladovanje teoretične snovi,

- priprava na laboratorijsko delo,

- Načrtovanje laboratorijskih robotov,

- Priprave na poslovne igre,

- pisanje povzetka,

– iskanje informacij po internetu in knjižnicah (ZNL SSU, oddelčna knjižnica idr.),

– priprava pred in-line in kontrolo vrečk.

Obrazec za nadzor vrečke – spi(prejemki v prilogi 1).

6.1. Napajalnik za samostojno pripravo

1. Optične metode preiskave.

spekter elektromagnetnih vibracij. Teoretične posledice metode UV spektroskopije. Kromoforija, avksokromija. Glej usunennya samozadovoljna poglinannya. Elektronski spektri polimerov in talin. Rozchinnikova infuzija na elektronske spektre polimernih rožin.

2. Kolivalna spektroskopija.

Teorija ІЧ je, da je KR-polirano. Valenca, deformacijsko udarjanje (simetrično in nesimetrično). Vidi kolivan okremikh združeni.

3. NMR spektroskopija.

Osnove teorije NMR spektroskopije z vidika klasične in kvantne mehanike. Kemijska snov, standardi za NMR spektroskopijo. Konstante presejanja, atomsko, molekularno, medmolekularno presejanje. Spin-spin interakcija. Konstanta spin-spin interakcije. Klasifikacija spinskih sistemov: spektri prvega in najvišjega reda. Menjava medsebojnosti.

4. Toplotni kolaps v polimerih.

Toplotna kapaciteta polimerov. Toplotna kapaciteta trdnih polimerov. Teoretična analiza toplotne kapacitete. Toplotna kapaciteta polimernih talin.

Prenos energije v polimerih (toplotna prevodnost in toplotna prevodnost polimerov. Temperaturna stopnja toplotne prevodnosti. Amorfni polimeri. Kristalni polimeri. Sprememba toplotne prevodnosti v območju faznih prehodov. Toplotna prevodnost in molekulski parametri (molekulska masa, ohlapnost in suličasta struktura). ).

Toplotne značilnosti prehodov in relaksacijskih procesov v polimerih. Taljenje in kristalizacija. Preoblikovanje boka telesa in mednožja.

5. Toplofizikalni procesi pri deformaciji polimerov.

Deformacije volkodlaka. Toplotno raztezanje polimerov. Termodinamika povratnih deformacij. Termoelastičnost trdnih polimerov. Termoelastičnost gum.

6. Deformacije, o katerih ni mogoče pogajati.

Orientacijska risba polimerov. Uničenje polimerov. Močno sproščanje površine.

6.2. Teme povzetkov

1. Strukturne značilnosti polisaharidov.

2. Elektrooblikovanje polisaharidnih nanovlaken in netkanih materialov.

3. Matrice in ogrodja iz polisaharidov in podobnih.

4. Infuzija polisaharidnih dodatkov na moč makrokapsul za farmakološke namene.

5. Dotok polisaharidov iz kalčkov in zelenjave je namenjen likvidnosti kalčkov.

6. Polisaharidi v biološko aktivnih sistemih.

7. Status polisaharidov v farmakologiji in medicini.

8. Polisaharidi kot zdravilne učinkovine.

9. Polisaharidi v prehrambeni industriji.

10. Sorbenti iz polisaharidov in podobnih.

11. Polisaharidne plastike.

12. Kompozitni materiali na osnovi polisaharidov in podobnih.

6.3. Vprašanja pred uvodno razpravo št. 1 "TTermomehanska moč polimerov"

Deformacija moči. Deformacija amorfnih polimerov. Vzmetna deformacija. Elastičnost se zmanjša. Vpliv različnih dejavnikov na temperaturo vlivanja polimerov. Deformacija kristaliničnih polimerov. Deformacijske krivulje. Značilnosti raztezne in torzijske deformacije polimerov.

6.4. Predrazprava št. 2 “Fizikalno-mehanska moč polimerov”

Beda in propad. Teoretična vrednost. Vrednost pravih polimerov. Vzdržljivost polimerov. Rivnyannya Zhurkova: analiza in pomen. Teorija toplotnih fluktuacij in mehanizem razgradnje polimerov. Vpliv makromolekularnih struktur na mehansko moč polimerov. Metode fizikalno-mehanskega preskušanja polimernih vlaken in plastičnih mas.

7. Začetna metodološka in informacijskovarnostna disciplina “Sodobne metode sledenja polimerov”

Glavna literatura

in Tehnologija polimernih materialov. Za zag. izd. . SPb.: Poklic. 20s.

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

Metode za opazovanje in moč naravnih polisaharidov:Navch. dodatno pomoč. Saratov: Pogled "Kocka". 20s.

dodatno literaturo

Henke H. Ridin kromatografija / Trans. z njim. . Po izd. . M: Tehnosfera. 20s.

Znanstveni nasadi kemijske tehnologije v ogljikovih hidratih / Ed. . M.: Pogled na LIKO. 20s.

Shmidt V. Optična spektroskopija za kemike in biologe. Prov. iz angleščine . Po izd. . M.: Tehnosfera. 20s.

Programska oprema in internetni viri

Program Microsoft Office 2007, 3 hemDraw

Averko-, Bikmullin raziskave strukture in moči polimerov: vodja. dodatno pomoč. Kazan: KDTU. 20s.

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

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

Shestakovove metode raziskovanja polimerov: Osnovne metodološke. dodatno pomoč. Voronež: VDU. 20s.

http://okno. *****/okno/katalog? p_rid=27245

http://www. /datoteka/149127/

Rečne metode za proučevanje polimerov. M: Kemija. http://www. /datoteka/146637/

Ageeva. A. Termomehanska metoda za preučevanje polimerov: Metodološki. Uvod v laboratorijske vaje iz kemije in fizike polimerov. Ivanovo: Državni izobraževalni zavod za visoko strokovno izobraževanje Ivan. držati Chem.-Technol. univ. 20s.

http://www. *****/e-lib/node/174

http://okno. *****/okno/katalog? p_rid=71432

8. Materialna in tehnična podpora discipline "Sedanje metode sledenja polimerov"

1. Začetno občinstvo za izvedbo predavanj.

2. Grafoskop za prikaz ilustrativnega gradiva.

3. Primarni laboratoriji št. 32 in 38 za razvoj laboratorijskih robotov, opremljeni s potrebno opremo

4. Polimerni vzorci, sredstva in drugi kemični reagenti.

5. Kemične jedi.

6. Osebni računalnik.

7. Začetne metodološke priprave za učenje teoretičnih snovi, priprave na praktično delo in učenje iz njih.

8. Stolniška knjižnica.

Program je sestavljen v skladu z zahtevami Zveznega državnega izobraževalnega standarda višjega strokovnega izobraževanja z odobritvijo priporočil Višje strokovne izobraževalne ustanove za neposredno usposabljanje 020100 - "Kemija", profil usposabljanja "Visokomolekularne spojine".

Doktor kemijskih znanosti, vodja osnovni nabor polimerov

Program je bil na sestanku temeljnega oddelka za polimere pohvaljen

pogled "__" "______________" 20___ roku, št. protokola ____.

glava osnovni oddelek

direktorja Kemijskega inštituta

Preiskava strukture makromolekul je mogoče storiti z naslednjimi metodami:

Khimichny Metode posredujejo disekcijo makromolekul na spojinah z nizko molekulsko maso in njihovo nadaljnjo identifikacijo z analitičnimi metodami. Ozon se najpogosteje uporablja za cepljenje vikoristike.

Spektralen Metode temeljijo na sposobnosti polimera za interakcijo s poljem elektromagnetnih vibracij in selektivno absorbirajo energijo ob pravem času. V tem primeru se raven energije takšne makromolekule spremeni zaradi notranjih molekularnih procesov, kot so elektronski prehodi, nihanje atomskih jeder ter translacijsko in rotacijsko gibanje makromolekule kot celote. Uporabljajo se absorpcijska, UV, VI, IR spektroskopija in NMR, spektroskopija notranje slike.

6) Viskozimetrija.

7) Gelska permeacijska kromatografija.

Nadaljevanje supramolekularni strukturo je mogoče izvesti z naslednjimi metodami:

1) Svetlobna spektroskopija.

2) Elektronska mikroskopija.

3) Rentgenska strukturna analiza

4) Elektronografija.

Fleksibilnost polimerov

Fleksibilnost Lancuga je njegova moč, ki je značilna za polimere.

Hnučnost- to omogoča makromolekuli, da spremeni svojo konformacijo zaradi notranjega toplotnega gibanja ali zaradi zunanjih sil.

Ločimo termodinamično in kinetično prožnost.

Termodinamična prožnost označuje sposobnost Lancuga, da spremeni svojo konformacijo pod vplivom toplotnih motenj in je odvisna od razlike v energijah rotacijskih izomerov ΔU. Vse, kar je manj kot ΔU, pomeni, da je prehod makromolekule iz ene konformacije v drugo verjetnejši.

Termodinamično prožnost določata kemijska struktura, ki se ponavlja, in konformacija makromolekule, ki prav tako leži pod kemijsko strukturo.

Polimeri dienske serije:

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

značilna visoka fleksibilnost, podobna polimerom serije vinil:

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

To je razloženo z dejstvom, da je razlika v energijah rotacijskih izomerov v polimerih diena približno 100-krat manjša. Ta variabilnost je povezana s spremembami v presnovnih interakcijah (močno oddaljevanje) med skupinami CH 2, ko je med njimi uvedena skupina s podpovezavo, kar povzroči nižjo potencialno prečko r. Enako sliko opazimo pri makromolekulah, ki vsebujejo Si-O ali C-O vezi.

Narava posrednikov nekoliko vpliva na termodinamično prožnost.

Ker pa so polarne mešanice ločene blizu druga druge, njihova interakcija zmanjša homogenost. To so najhitrejši biopolimeri, njihove stabilne spiralne konformacije nastanejo s pomočjo vodnih vezi.

Kinetična prožnost odraža fluidnost prehoda makromolekule v polju sile iz ene konformacije z energijo U 1 v drugo z energijo U 2, kar zahteva dodajanje aktivacijske pregrade U 0 .

Kinetična prožnost se ocenjuje glede na velikost kinetičnega segmenta.

Kinetični segment- To je del makromolekule, ki se odziva na zunanji dotok kot celota. Ta vrednost se spreminja glede na temperaturo in likvidnost zunanjega dotoka.

Polimeri, ki so zloženi v trakove, za katere so značilne nizke vrednosti U0, kažejo visoko kinetično prožnost. Jasno jim je:

1) nenasičeni polimeri z ogljikovo verigo in polimeri vinilne serije, ki ne vsebujejo funkcionalnih skupin - polibutadien, poliizopren, polietilen, polipropilen, poliizobutilen itd .;

2) ogljikovo-verižni polimeri in kopolimeri z redko porazdelitvijo polarnih skupin - polikloropren, kopolimeri butadiena s stirenom ali nitrilom akrilne kisline (zamenjava preostalih do 30-40%) in tako naprej;

3) heteroverižni polimeri, katerih polarne skupine so ločene z nepolarnimi - alifatski polietri;

4) heteroverižni polimeri, ki vključujejo skupine C-O, Si-O, Si-Si, S-S itd.

Povečanje števila posrednikov, njihove obveznosti, polarnosti in asimetrije širjenja zmanjšuje kinetično prožnost.

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

Takoj ko se enojna vez prekine, se kinetična prožnost premakne naprej. Polibutadien in poliizopren sta prožna polimera, ki kažeta prožnost pri sobnih in nizkih temperaturah. Polietilen in PVC izkazujeta kinetično prožnost tudi pri povišanih temperaturah.

V vseh epizodah zvišanje temperature poveča kinetično energijo makromolekul, kar poveča verjetnost izpostavljenosti aktivacijskemu barerju in poveča kinetično prožnost.

Kinetična prožnost velikega dotoka je povečana s fluidnostjo zunanjega dotoka. Prehod iz ene konformacije v drugo traja dolgo zaradi velike količine makromolekulskih in medmolekulskih interakcij. Čas prehoda je odvisen od strukture makromolekule: če je stopnja interakcije visoka, bo potrebna več kot ena ura za spremembo konformacije.

Ker je ura delovanja daljša, nižja kot je ura prehoda iz ene konformacije v drugo, je kinetična prožnost visoka. Ob zelo močni deformaciji se majhna makromolekula termodinamično obnaša kot toga.

Kinetično prožnost lahko ocenimo s temperaturo taljenja T c in ravnostjo T t.

Temperatura- Nižja temperatura je meja za manifestacijo trdote. Pri T<Тh Polimer ni sposoben spremeniti svoje konformacije, saj je zaradi svoje visoke termodinamične fleksibilnosti potencialno fleksibilen. Zato je lahko temperatura utrjevanja T jasna značilnost prožnosti polimera v kondenzatorju.

Temperatura ravnosti- to zgornje temperaturno območje spremeni konformacijo nastalega pocinkanega ovoja okoli enojnih vezi brez spreminjanja težišča makromolekule. Pri T>T se izognemo premiku sosednjih segmentov, kar pomeni premik težišča celotne makromolekule, torej. ji perebіg. Višji kot je ΔT = T t -T s, večja je kinetična prožnost polimera v kondenziranem mlinu.

Temperaturi ravnosti in upogiba ležita v deformacijskem načinu, kar ga omejuje na njegovo fluidnost. S premikom fluidnosti (frekvence) mehanskega delovanja se povečata tako T s kot T t, pri višjih temperaturah pa se premakne temperaturno območje manifestacije kinetične fluidnosti.

Večinoma je kinetična prožnost polimerov odvisna od molekulske mase makromolekule, zato se zdi, da je aktivacijska pregrada interakcija kratkega dosega. Ko M narašča, se število segmentov povečuje.

Ko M raste, popek raste in potem, ko vrednost M raste, postane krona stabilna. M cr ustreza segmentu M. Za termodinamično prožne polimere Mcr nastavite na nekaj tisoč: polibutadien - 1000, PVC - 12000; poliizobutilen - 1000; polistiren - 40 000. Polimerov z molekulsko maso 100 000-1 milijon ton je praktično nemogoče shraniti v M.

Da bi olajšali konformacijske prehode, je treba zmanjšati potencialno pregrado U 0 in medmolekulske interakcije. Njegovo rabarbaro definiramo kot kemično makromolekulo in nadmolekularno strukturo. Tako je kinetična prožnost v strukturi polimera na molekularni in supramolekularni ravni.

Makromolekule v amorfnem stanju kažejo večjo togost kot v kristalnem stanju. Za kristalno strukturo, ki je posledica gostega pakiranja makromolekul in visokega reda njihovega predhodnega raztapljanja, je značilna izjemno visoka stopnja medmolekulskih interakcij. Zato so makromolekule polibutadienskih polimerov (polibutadien, polikloropren, polietilen itd.) podvržene tvorbi kristalov, ker ne morejo zlahka spremeniti svoje konformacije. V orientirani obliki se zmanjša tudi elastičnost polimerov, saj se pri orientaciji sulice zbližajo in debelina embalaže se poveča. To spodbuja možnost ustvarjanja dodatnih vozlišč med lancetami. Uporabljajo se predvsem polimeri s funkcionalnimi skupinami. Zadnjica: celuloza je enaka. Za te polimere je značilna povprečna termodinamična prožnost in v orientiranem stanju iz kakršnega koli razloga (zaradi temperature ekspanzije) ne morejo spremeniti konformacije.