А.Р. Хохлов, С.И. Кучанов - Лекции по физической химии полимеров (1109463)
Текст из файла
А. Р. Хохлов, С. И. Кучанов Лекции по физической химии полимеров 6 Москва «Мир» 2000 УДК 541.64 ББК 24.7 Х86 Хохлов А. Р., Кучанов С. И. Х86 Лекции по физической химии полимеров. — Мл Мир, 2000. --192 с... ил. 1БВь1 5-03-003317-3 Книга содержит общие представления о физике в статистической химии поллмеров. В первой части «Введевве в физику поляыеров» пряведевы основные дзвяые о фязвческвх свойствах палли«ров, а также о фвзяческкх пркяцяпах современных экспериментальных методик по взмеревяю этих свойств Во второй части «Введеяве в статистическую химию полкмеров» изложены принципы стзтястг«ческого описания хямяческой структуры полвмеров к методы ее расчета для основных процессов синтеза высоко»голекуляряых соедявенвй.
Для студентов я аспирантов физических я химических специальвостей, язучающях аолкмеры, в также для научных работников к инженеров-исследователей, разрабатывающих полямервые материалы. ВВК 24.7 Федеральная программа книгоиздания России Редакция литературы па физике и астрономии Научнее издакие А. Р Хохлов, С. И. Кучевое Лекции по физической химии полимеров Звм. зав. редакцией В В. Герзсямовсквй Ведущкй редактор В. И. Самсонова Художник А. С. Яковлев Технический редактор О.Г.Лапка Орягякзл-макет подготовлен В.Н.
Цлзф в пакете ЫТРХ 2« с яспсльзовакяем кярвллкческях шрифтов, разработанных в редакции АИП Лицензия 1Р № 010174 от 20.05.97 г. Пелпясвио к печати 26.04.2000 г. Формат 60 х90/16. Гарнитура Согприсег Моде«в. Печать офсетная. Бумага офс. № 1. Объем 6,00 бум. л. Уел.-печ. л.
12,00. Уч.-язл. л, 12,77. Изд. № 2/9682. Тираж 2000 зкз. Заказ 6400 Издательство «Мкр» Министерства РФ по дедам печати, телерадиовещания в средств »«весовых коммуяккзцвй 129820, Москва, 1-й Ряжсквй пер., 2. Диапозитивы изготовлены в яздвтельстве «Мвр» Отпечатано с готовых двапозятявов в Прокзводствевко-издательском комбинате ВИНИТИ. 140010, г.Люберцы Московской обл., Октябрьский пр-т, 403. Предисловие Для нашего времени характерно все более широкое использование полимеров на практике.
Различные марки пластмасс, эластомеров, синтетических смол и волокон находят повсеместное применение в строительстве, сельском хозяйстве, машиностроении, медицине и других областях, успешно заменяя там многие традиционные материалы. Эксплуатационные свойства полимеров в значительной степени зависят от статистических характеристик их химической структуры, которая формируется в ходе синтеза. Поэтому при разработке полимерных материалов приходится иметь дело с триадой «синтез — структура — свойства», где физические и химические проблемы тесно переплетаются.
Это обстоятельство находит свое отражение в настоящей книге, основное предназначение которой заключается в том, чтобы дать общие представления о физике и статистической химии полимеров. Этим областям науки о высокомолекулярных соединениях посвящены обе половины книги, написанные соответственно каждым из нас. В основе приведенного материала лежат курсы лекций, читаемые нами в течение ряда лет для студентов физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова в рамках Учебно-научного центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок.
В первой части книги «Введение в физику полимеров» даны основные представления о физических свойствах полимеров, а также о физических принципах современных экспериментальных методик по измерению этих свойств (светорассеяние, хроматография, гель-электрофорез и т. д.). Рассмотрены фазовые переходы как отдельных молекул (переход клубок — глобула), так и их статистических ансамблей (макро- и микрофазовые расслоения в растворах полимеров).
Обсуждены наиболее принципиальные особенности физического поведения блок-сополимеров, полимерных гелей, а также полимерных жидких кристаллов и полиэлектролитов. Вторая часть книги «Введение в статистическую химию полимеров» посвящена изложению принципов статистического описания химической структуры полимеров и методов ее расчета 13В1Ч 3-03-003317-3 © «Мвр», 2000 ~$, б Предисловие снов»» ессов синтеза высок для о |ых|роц омолекулярных соединений. Здесь указаны статистические характеристики полимерного образца, определяющие архитектуру, размер, состав и строение макромолекул этого образца.
Отмечена связь этих характеристик с эксплуатационными свойствами полимеров, а также с методиками их экспериментального измерения. Рассмотрены современные кинетические модели макромолекулярных реакций, используемые при расчетах указанных статистических характеристик. Проанализированы достоинства и недостатки различных расчетных методов, применяемых при математическом моделировании процессов синтеза полимеров.
Авторы благодарны А. С. Яковлеву, предложившему оригинальн ю идею графического оформления обложки настоящей книги, а у также чрезвычайно признательны Федеральной целевой программе «Интеграция» за финансовую поддержку Учебно-научного центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок. А.
Р. Хохлов, С. И. Кичанов Часть | Введение в физику полимеров Введение н н н н Н Н на азличных физических явлений, наблюдаемая в полимес ва, как высокоэластичность и вязкоупруг нуть такие свойства, как в о е ко встречающиеся полине ных материалов, но редк рактерные для и р много новых инте- в других системах. . В последнее время открыто Н,смотря на все разнообразие явлений, о не акто ами. полимеров определ еляются тремя основными ф. р 1. Число мономерных звень ц ев в спи?лл велико: Х » 1.
"о они не ны в цепь. Это означает, что 2. Мономерные звенья связаны в ц .имо т от друга (в отличи ( не от в состоянии двигаться независи дру к ля ные газы астиц, таких как низкомолекулярные г физики это означает, что полимерны или жидкости). На языке физики это о системы бебны энтропией 3. Полимерные цепи в основном г л . (р . ). Якие ( ис. 1). мают Рнс.
. 1. Полимерные цепи в основном ги бкие они обычно прини конфигур ф ацню клубка, а не жесткого стержня. Гибкость полимерной цепи. Идеальный полимерный клубок 1.1. Механизмы гибкости На рис. 1.1 представлена вытянутая линейная конформация полиэтилена, соответствующая абсолютному энерееплическому миниллуму. В этой конформации все мономерные звенья находятся в транс-положении, что соответствует равновесной конформации приТ = О. Из-за теплового движения при Т ф О возможны отклонения от конформации с минимальной энергией.
Согласно закону Больцмана, вероятность существования конформации с избытком энергии У по сравнению с конформацией с минимальной энергией есть бг лл Р(1Г~ ехр Š— — ) . 1 ~Т)' (1.1) Каковы возможные конформационные отклонения от структуры, приведенной на рис. 1.1? Валентный угол между С-С связями основной цепи т (рис. 1.2), как правило, фиксирован (для различных цепей 50' < у < 30'). Однако возможно вращение с фиксированным углом 7, так что изменяется угол внутреннего вращения у (см. рис. 1.2). Любая величина Эл ф О приводит к отклонению от прямолинейной конформации, т. е. к гибкости цепи. На рис.
1.3 приведена типичная зависимость энергии внутреннего вращения от угла ел. Несколько минимумов разделены энергетическими барьерами. Высота барьера Ул порядка 3 ккал/моль, что ~,г ~,~ ~г I ~l~/ /' „(~ рис. ° 1.1. Вытянутая линейная конформация полиэтиленовой цепи. 1 3. Идеальная полимерная цепь 10 Гл. 1. Гибкость полимерной цепи. Рйдеальный полимерный клубок Рис 1 2 Определение валентного угла ч и угла внутреннего вращения у для углеродного остова цепи. значительно болыне, чем 1«Т, в то время как значение разницы л, между энергиями, отвечающими минимумам кривой (см. рис. 1.
), обычно менее чем 1 клал/моль, т. е. порядка аТ. Поэтому с учетом (1.1) конформация каждого звена должна соответствовать одному из минимумов. Конформации, соответствующие этим минимумам, называются поворотными изомерами (для р = 0' у = 24 '— =120'и =24'— поворотными кои«-изомерами, для у = 0' — поворотными трансКак легко понять, наличие гош-изомеров приводит к резким изломам цепи, что дает основнои вклад в гибкост . б сть.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
