Характеристика методов исследования полимеров

Глава 1. Характеристика методов исследования полимеров [c.9]

В книге, состоящей из 40 глав, основное место, естественно, уделяется описанию различных методов исследования полимеров. Представлены все методы определения молекулярных весов полимеров, их молекулярновесового распределения, обсуждаются разнообразные спектральные методы, применяющиеся для анализа строения и структуры гомо- и сополимеров УФ-, ИК-, КР-спектро-скопия, эмиссионная спектроскопия, спектроскопия ЯМР, масс-спектроскопия, спектроскопия ЭПР, нейтронное рассеяние, аннигиляция позитронов. Ряд глав посвящен хроматографическим методам, таким, как газовая и жидкостная хроматография, в том числе и при высоких давлениях, тонкослойная хроматография, ионообменная хроматография, ситовая хроматография, включая гель-про-никающую хроматографию, хроматография с обращением фаз. Методы анализа структуры полимеров обсуждаются при рассмотрении электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, дифракции электронов и ряда других методов. Физические свойства полимеров оцениваются с помощью таких методов, как дилатометрия, определение температур плавления и стеклования полимеров, их электрических характеристик, анизотропии, диффузии и поверхностного натяжения. Представлены также методы исследования различных видов деструкции полимеров. [c.6]

Бурное развитие химии и физики полимеров и быстрый рост производства полимерных материалов, а также все расширяющееся применение их вызывают необходимость обучения большого числа специалистов методам исследования полимеров. Наиболее важными характеристиками полимеров являются молекулярный вес (МВ) и молекулярно-весовое распределение (МБР). Поэтому. возникает потребность в практических руководствах, облегчающих освоение методов определения МВ и МВР. [c.5]

Появившиеся недавно методические руководства и обзорные статьи, посвященные вопросам теории растворов и современным методам определения молекулярных характеристик полимеров, в основном рассчитаны на квалифицированных физико-химиков. Однако лишь немногие научно-исследовательские центры имеют в своем составе специализированные физико-химические лаборатории, которые помогают химику-синтетику характеризовать основные свойства синтезируемых полимеров. Работники большинства отраслевых лабораторий и вузовских кафедр должны сами осваивать простейшие физикохимические методы исследования полимеров и обучать этим методам молодых специалистов. [c.3]

Классические методы исследования полимеров — светорассеяние, седиментация, осмометрия, вискозиметрия и другие сталкиваются с существенными трудностями при анализе разветвленных и неоднородных по составу полимеров. Еще более сложен, а зачастую и невозможен анализ этими методами смесей таких полимеров с линейными полимерами. Подобные смеси часто возникают при синтезе сложных полимерных систем — блоксополимеров, привитых сополимеров и разветвленных гомополимеров, когда наряду с основным продуктом получаются соответствующие линейные гомополимеры. Сочетание ГПХ с классическими методами анализа полимеров и с другими хроматографическими методами (адсорбционной и пиролитической газовой хроматографиями) позволяет проводить анализ и таких сложных систем. При этом адсорбционную хроматографию можно с успехом использовать в тонкослойном варианте (ТСХ), что позволяет осуществлять качественный и количественный анализ структурной и химической неоднородности фракций, полученных микропрепаративным ГПХ-фракционированием. С помощью пиролитической газовой хроматографии (ПГХ) можно находить брутто-состав полимеров, а классические методы дают сведения о таких средних макромолекулярных характеристиках, как характеристическая вязкость, среднемассовая и среднечисленная молекулярные массы. [c.230]

Вследствие интенсивного развития физич. методов исследований полимеров большое распространение получили краткие схемы И., нанр. изучение растворимости и инфракрасного спектра. К результатам испытаний по таким кратким схемам следует относиться с нек-рой осторожностью, однако анализ полимера только при помощи физич. методов облегчает И. Особенно важны изучения колебательного спектра полимера в различных состояниях (р-р, твердое тело), спектра ядерного магнитного резонанса высокого разрешения и ультрафиолетового снектра. В большинстве случаев, относящихся гл. обр. к органич. полимерам, получение указанных характеристик приводит к однозначной И. данного вещества. [c.399]

Полимераналогичное протекание реакций превращения в полимерах имело и имеет решающее значение для доказательства наличия макромолекул и для установления их строения. Однако очень многие превращения, особенно в технике, сопровождаются изменением (обычно уменьшением) степени полимеризации исходных макромолекул. Целью этих реакций (см. стр. 107) является изменение свойств продуктов или получение продуктов другого состава. Так, например, переводя целлюлозу в ее производные, можно получить устойчивые растворимые соединения (см. стр. 115). Реакции, протекающие с уменьшением молекулярного веса полимера, имеют значение для характеристики макромолекул лишь в том отношении, что они часто представляют собой единственный путь получения растворимых соединений, что является необходимым для использования большинства методов исследования полимеров. Следует учитывать и проверять возможность изменения степени полимеризации и структуры высокомолекулярных соединений при их химических превращениях влияние химических превращений на строение макромолекул можно изучать только на выделенных соединениях известного строения. [c.187]

С тех пор как Дебаем был теоретически и экспериментально развит метод светорассеяния в применении к растворам цепных статистически свернутых молекул [1, 2], этот метод стал одним из основных физических методов исследования полимеров. Применение его не ограничивается в настоящее время определением молекулярных весов (что, само по себе, для полимеров с М 10 —10 представляет достаточно сложную задачу), а включает определение таких важнейших характеристик полимера, как размеры и форма макромолекул, полидисперсность образца, композиционная дисперсия сополимеров, термодинамические параметры межмолекулярного взаимодействия в растворах и др. [c.205]

Таким образом, при помощи двух методов исследования полимеров — термомеханического и установления механических характеристик полимера при различных режимах нагружения, удается достаточно полно охарактеризовать структурные особенности и установить количественно механические свойства различных полимеров. [c.75]

Среди физических методов исследования полимеров важное место принадлежит теплофизическим методам, позволяющим изучать особенности теплового движения в полимерах, термические характеристики переходов и релаксационных процессов, тепловые процессы, протекающие при приложении механических нагрузок к полимерам, и другие свойства и процессы. Калориметрические и дилатометрические методы, сравнительно давно применяемые для изучения полимеров, в последние годы особенно интенсивно развиваются и внедряются в исследовательскую практику. Особенно это относится к калориметрии. Были разработаны принципиально новые приборы для калориметрических измерений и значительно усовершенствованы уже применявшиеся методы и приборы. Основными достоинствами новых приборов является возможность с их помощью изучать на образцах малых размеров термодинамику и кинетику быстрых и медленных процессов, протекающих как в динамических, так и в статических условиях, получая при этом достаточно точные результаты. Современные теплофизические методы позволяют выполнять широкую программу исследований важнейших физических и химических процессов в полимерах. [c.5]

Метод термического разложения нелетучих компонентов неф тей в температурном интервале 600—900° С с последующей качественной и количественной характеристикой газообразных и жидких продуктов пиролиза методом газо-жидкостной хроматографии впервые применили геохимики [13—15]. Достоинствами этого метода являются его экспрессность и возможность проведения анализа с малыми количествами образцов. После удачного решения аппаратурно-методических вопросов [15] и установления на примере исследования самых различных каустобиолитов (в том числе и остаточной части нефтей) строгой корреляции между происхождением органической основы образца и содержанием бензола р продуктах его глубокого термического разложения этот метод вошел в практику геохимических исследований. Кроме того, реакция термической деструкции в сочетании с методами газовой хроматографии успешно применяется для изучения таких материалов, как уголь и различные полимеры [16—18]. В основе всех этих методов — исследование доступных для анализа (ГЖХ, масс-спектрометрия и др.) продуктов термического разложения высокомолекулярных соединений. [c.168]

Экспериментальные исследования характеристик вязкоупругих свойств полимеров проводятся в настоящее время очень интенсивно, причем используется большое число разнообразных методов. В этой главе будет предпринята попытка охарактеризовать возможные типы методов, а также будет приведено несколько примеров конкретных экспериментальных устройств. Более детально с данным вопросом можно ознакомиться по специальным монографиям [1, 2] и обзорным статьям [3—5]. [c.106]

За последние 10—15 лет реология полимеров сложилась в самостоятельное научное направление, в различных своих аспектах смыкающееся с молекулярной физикой, механикой сплошных сред и технологией переработки и применения высокомолекулярных соединений. В настоящее время реологические исследования полимеров приобрели огромный размах, охватив широкий круг объектов, причем общность методологии позволяет активно использовать методы, разработанные в реологии полимеров, для изучения механических свойств самых разнообразных материалов биологических жидкостей, смазок, неорганических веществ типа глин, бетона и стекла. Практический выход реологических исследований связан с созданием новых технологических процессов переработки пластических масс, резиновых смесей и волокон, расчетом и оптимизацией существующих производств, прогнозированием и оценкой эксплуатационных характеристик изделий в самых передовых областях современной техники. [c.9]

Таким образом, со структурной точки зрения под сетчатыми полимерами следует понимать такую полимерную систему, молекулы которой могут достигать макроскопических размеров и характеризуются наличием большого числа разветвлений и циклов самого разнообразного размера, т. е. могут представлять собой бесконечный циклический граф. Далее мы будем характеризовать структурную организацию сетчатых (как и всех прочих) полимеров тремя уровнями, различающимися по сложности, причем каждый последующий уровень является более сложным и генетически в значительной мере определяется предыдущим. Методы исследования молекулярной структуры сетчатых полимеров и ее связи с условиями синтеза принципиально не отличаются от приемов, развитых для линейных полимеров. То же можно сказать относительно надмолекулярной структуры этих полимеров, хотя большая сложность топологической структуры сетчатого полимера накладывает определенные особенности на надмолекулярную структуру, которые будут обсуждены подробно (в главе 5). Основное внимание в книге будет уделено характеристике топологической структуры полимера, связи ее с условиями синтеза сетчатого полимера и его свойствами. Ясно, что понятие условия синтеза полимера является весьма многозначным. [c.7]

Таким образом, кристаллические полимеры являются системами, в которых фазовое состояние не определяется расположением одних только малых структурных элементов (звеньев) или расположением одних только больших структурных элементов (цепей). Поэтому структурные методы исследования (например, рентгенография, электронография), дающие оценку упорядоченности малых структурных элементов, и оптические методы, дающие оценку упорядоченности больших структурных элементов (большие отрезки цепей), не могут быть порознь достаточны для всесторонней характеристики фазового состояния кристаллического полимера (хотя могут быть достаточными для доказательства отсутствия кристаллического состояния). Итак, неразрывно связанные для низкомолекулярпых тел термодинамические и структурные критерии фазового состояния в случае полимеров расходятся. Это расхождение и является причиной множества недоразумений, возникших при трактовке результатов структурных исследований полимеров. [c.89]

До сих пор мы рассматривали такие физические характеристики полимеров, как температура стеклования, температу ра теку чести, величина сегмента макромолекулы, которые экспериментально определя.гшсь с помощью термомеханического метода исследования полимеров. [c.99]

Поляризованная Л. — наиболее распро-страненный люминесцентный метод исследования полимеров. Он основан на частичной поляризации света, излучаемого люминесцирующей системой. Для наблюдения Л. в удобной для регистрации области спектра в полимерную систему часто вводят люминесцирующие метки (наир., производные антрацена), химически связанные или не связанные с макромолекулами. Изучение спектров люминесцентных меток, деполяризации Л. и поведения ориентированного полимера с меткой дает возможность определять конформационные характеристики и релаксационные свойства макромолекул в р-рах и блоке. [c.249]

Помимо развития полимерной химии и технологии последние годы характеризуются заметными успехами в совершенствовании ранее известных физических методов исследования структуры и свойств вещества и созданием новых. Естественно, что достижения физики твердого тела и молекулярной физики Повлияли и на фиаику полимеров. Такие традиционные структурные методы исследования полимеров, как, например, рентгеновская дифракция, рассеяние света, электронная микроскопия приобрели новые возможности в результате разработки более совершенной аппаратуры, позволившей значительно повысить точность измерений, а также в результате развития теоретических исследований, давших ранее неизвестные количественные соотношения между структур-, ными характеристиками и измеряемыми величинами. Одновременно с этим появились новые или стали применяться ранее не использовавшиеся физические и физико-химические методы исследо- [c.4]

Термомеханический метод исследования полимеров. Этот метод, развитый В. А. Каргиным и Т. И. Соголовойдля статических воздействий и А. П. Александровым и Ю. С. Лазуркиным для динамических , состоит в получении термомеханических кривых того или иного типа и определении связи между параметрами термомеханической кривой и характеристиками структуры полимера. [c.248]

Два метода исследования и характеристики деформационных свойств полимеров в широком интервале температур, описанные в 236 и 238,—частотно-температурный метод (см. рис. 208), разработанный А. П. Александровым и Ю. С. Ла-зуркиным, и термомеханический метод (см. рис. 202), разработанный В. А. Каргиным и Т. И. Соголовой, — основаны на определении деформации полимера при заданной (периодически или постоянно) действующей внешней силе. В работах американских авторов (Тобольского, Ферри и их сотрудников) получил развитие другой путь, основанный на определении релаксации напряжения нри постоянной заданной деформации тоже для широкого интервала температур. Хотя эти величины, конечно, могут существенно различаться для разных промежутков времени от момента деформации, однако общий характер зависимости для дымного полимера изменяется не так сильно. Поэтому удовлетворяются ono- [c.582]

Для характеристики деформационной способности,аморфных полимеров прибегают к термомеханическому методу исследования. Метод заключается в нахождении зависимости деформации полимера от температуры, т. е. в снятии термомеханических кривых. На рис. 97 для сравнения представлены кривые зависимости деформации е низкомолекулярного кристаллического (а), аморфного (б) тела и аморфного линейного высокополимера (в) от температуры при постоянном напряжении а. На рис. 97, а видно, что де юрмация низкомолекулярных кристаллов до достижения температуры плавления Т лишь немного возрастает с повышеним температуры. В этой области (/) деформации малы и обратимы, а тело остается твердым. В точке плавления свойства кристаллических тел изменяются скачком они превращаются в жидкости, а деформации становятся большими и необратимыми (//). На кривой рис. 97, б обнаруживаются уже 3 участка. В области малых температур (I) низкомолекулярное аморфное вещество ведет себя как твердое тело (до температуры стеклования Т ). Выше температуры текучести Т. (1И) оно обладает свойствами жидкости. В интервале (//) происходит постепенное размягчение твердого аморфного тела и превращение его в жидкость. Малые и об- [c.396]

Hoiupta,. В работе осуществлен комплексный подход к решению структурно-аналитических и физико-химических аспектов реакций нефтехимического синтеза на основе спектроскопических, хро-матофафических и химических методов исследования, позволяющий получать качественно новую информацию. Впервые получен комплекс экспериментальных данных структурных, аналитических, кинетических и закономерностей реакций процессов синтеза алкилфенолов и сукцинимидов, которые составили теоретическую базу технологических процессов синтеза алкилфенолов с высокомолекулярными радикалами линейного строения и высокомолекулярных сукцинимидных присадок. Разработаны новые комплексные спектрально-хроматографические методы анализа молекулярных систем в процессах синтеза компонентов поверхностно-активных веществ, присадок, высокочистых полифениловых эфиров, спектроскопические методы определения антиокислительной активности ингибиторов при термоокислении полимеров и энергетических характеристик конформаций вы- [c.8]

Проведение РСА-исследования модельных цис- и трлнс-изомеров биснафтоилен-бензимидазолов, расчет на основании полученных геометрических характеристик методом Монте-Карло конформационных параметров для шести возможных изомеров полинафтоиленбензимидазолов и сопоставление их с данными об изомерном составе полимеров, полученных в различных условиях синтеза, позволили установить взаимосвязь изомерного состава полинафтоиленбензимидазолов со способами их получения и равновесной жесткостью их цепи. [c.45]

Метод (от греческого теШодоз - путь исследования, теория, учение) - способ достижения какой-либо цели, решения конкретной задачи совокупность приемов или операций практического или теоретического освоения (познания) действительности. Как следует из определения, методы можно разделить на экспериментальные и теоретические. В свою очередь, методы испытаний полимеров можно подразделить на три группы научные, служебные и смешанные. Только в первой из указанных групп измеренные характеристики [c.13]

Так как на гель-хроматограммах отражаются все изменения ММР, связанные с глубиной полимеризации, метод может быть использован для исследования кинетики реакций, протекающих по радикальному или ионному механизму. При этом либо устанавливают взаимосвязи между молекулярными характеристиками и свойствами полимера, либо определяют вид кинетической схемы полимеризации и вычисляют констарггы элементарных реакций. В этой связи применение нашли два основных метода исследования [c.114]

Изучение механических свойств полимера необходимо для определения областей его применения. С первого взгляда такие исследования кажутся сугубо прикладны1ми, однако некоторые из методов позволяют узнать не только важные в практическом отношении свойства полимера, но и дают возможность сделать выводы о его строении, структуре и агрегатном состоянии. Следовательно, механические методы исследования могут дать ценную дополнительную информацию о свойствах полимера (см. разделы 2.3.1—2.3.11). Для характеристики полимера в твердом состоянии служат следующие механические параметры прочность и способность к растяжению, упругость, хрупкость, ударная вязкость, твердость. Эти параметры обсуждаются в разделах 2.3.12.1— 2.3.12.4. [c.96]

Для характеристики качества, исследования свойств и контроля технологических процессов полимеров применяют следующие хроматографические методы газол<идкостная хроматография, гель-проникающая, пиролитическая газовая, тонкослойная и бумажная хроматография. [c.30]

Третье издание (2-е изд. вышло в 1977 г.) переработано в соответствии с результатами исследований последних лет. Изложены современные теоретические представления и обобщены экспериментальные данные об основных электрических свойствах полимеров электрической проводимости, электрической прочности, диэлектрических потерях и проницаемости, а также о полимерных эл .-ктретах, пьезоэлектриках. Показано применение методов исследования электрических характеристик для оценки молекулярного и надмолекулярного строения полимеров. [c.2]

Как станет ясно из дальнейшего изложения, свойства полимерных монослоев, связанные с их текучестью, очень специфичны и зависят от природы полимера. Исследования такого рода проводили Татибана и Инокути [18], которые определяли вязкоэластические характеристики поверхностных пленок полимеров методом Шведова и Гатчека [19], применив его не к объемной фазе, а к поверхности. Позднее Инокути [20] сконструировал электромагнитный поверхностный реометр, который схематически показан па рис. 110. [c.283]

Важное значение имеет также выявленное в работе различие поведения растворов исследованных полимеров в зависимости от природы полимера и качества растворителя, которое связывается с эффектом интенсивного струк-турообразования, доходящего до формирования ассоциатов. Результаты реологических измерений представляют собой лишь косвенный метод изучения структурообразования в растворах. Но все же последовательное сопоставление [3] всего комплекса характеристик вязкостных и вязкоупругих свойств растворов различных полимеров в растворителях разного качества действительно показывает, что привлечение структурных представлений позволяет дать объяснение наблюдаемых особенностей поведения растворов в отношении влияния природы растворителя на значения вязкости т (,, модуля высокоэластичности Од, температурных и концентрационных зависимостей Т1о и Оо- Как показано в работах [3], поведение растворов полистирола н полиметилметакрилата в растворителях различной природы, представляющих собой частные случаи в ряду возможных типов растворов полимеров оказывается во многом принципиально различным. Это связано с тем, что интенсивность структурообразования существенно зависит от качества использованного растворителя, причем этот фактор проявляется в различной степени в зависимости от природы макромолекулярной цепи. Следствием этого являются невозможность объяснения различий вязкости растворов полиметилметакрилата в разных растворителях с позиций представлений теории свободного объема, несовпадение значений модуля высокоэластичности эквиконцентрированных растворов (из-за разницы в плотности флук-туацпонной сетки зацеплений, обусловленной зависимостью интенсивности структурообразования от природы растворителя) и появление сильной температурной зависимости модуля высокоэластичности (из-за влияния температуры на распад ассоциатов). [c.246]

В работах [52, 53, 60] опубликованы данные исследования образцов звездообразных фуллеренсодержащих полимеров, различающихся по структуре ядра моноядерного 6-лучевого и дву-ядерого 12-лучевого (продукта попарного сочетания 6-лучевого полимера) полистиролов, а также моноядерного гибридного 12-лучевого полимера с равным числом лучей из полистирола и по ли-7ире 7-бути л метакрилата [60] классическими гидродинамическими методами (скоростная седиментация, поступательная диффузия, вискозиметрия) в разбавленных растворах. Диффузия гибридного полимера изучена с привлечением метода невидимок [60]. Определены ММ, асимметрия, гидродинамический радиус макромолекул и число ветвлений, изучен композиционный состав полимерного продукта и идентифицированы примеси [59, 74]. Полученные данные сопоставлены с трансляционной и вращательной подвижностью линейных полимеров, аналогов отдельного луча и звездообразных макромолекул. Проведено сравнение гидродинамических характеристик Сбо-содержащих полимеров со свойства- [c.210]

В больщинстве опубликованных работ, посвященных полимерам с жидкокристаллическим взаимодействием боковых групп, рассматривается влияние координационного и ориентационного порядков (на молекулярном и надмолекулярном уровнях) на кинетику реакций систем. Что касается анализа существующей структуры в исходной мономерной и полимерной фазах, то по этой теме опубликовано очень немного детальных работ. Для характеристики структуры использовались главным образо1М методы исследования с помошью поляризационного микроскопа и дифракции рентгеноваких лучей. Анализ рентгенограмм дает.информацию о типе жидкокристаллического порядка в полимере, о расположении боковых групп и их ориентации на молекулярном уровне, ес- [c.41]

В главе 1 мы уже дали краткую характеристику экспериментальных методов исследования структуры сетчатых полимеров, в том числе и топологического уровня организации. Здесь более подробно рассмотрим некоторые из них, которые позволяют получить более детальные сведения о топологии сетчатых полимеров, чем концентрация эластически активных ценей. [c.142]

Усилия огромной армии ученых, работающих в области макромолеку-лярной химии, привели к получению обильного научного материала. Для характеристики объема исследований по их результатам, находящим отражение на страницах научной печати, достаточно сказать, что за последнее время ежегодно публикуется свыше 20 тысяч научных стате11 и патентов, относящихся только к области синтетических макромолекулярных соединений. Если к этому добавить, вероятно, столь же большое количество материала, относящегося к области природных полимеров, т. е. целлюлозы, крахмала, белков и других веществ, то каждый ясно представит себе огромный объем материала и трудности его отбора. Поэтому мы старались выбрать лишь материал, относящийся главным образом к области синтеза высокомолекулярных соединений, которая является ведущей в полимерной химии. При этом кратко рассмотрели работы, относящиеся к производству высокополимеров, и дали динамику его роста по годам и затем рассмотрели прогресс в области методов получения высорсомолекулярных соединений. С весьма краткой характеристикой описаны новые высокомолекулярные соединения, синтезированные в последнее время п представляющие практический интерес. Количество таких соединенп весьма велико, и естественно, мы были вынуждены упомянуть только те из них, для которых уже известны области применения или достаточно вероятна возможность их использования в различных областях современной техники, а также имеющие принципиальное значение для развития методов синтеза и теории химии полимеров. [c.3]

Рискуя навлечь на себя критику в категоричности обобщений, мы все же возьмем на себя смелость заявить, что основной тенденцией современных исследований все в большей степени становится переход к аналитическим методам исследования, под которыми мы понимаем исследования на уровне отдельных атомов. Логика здесь простая вне зависимости от того, что является объектом исследования — явления окружающей природы или же социальные явления, одно остается бесспарным никакое явление не может считаться изученным до конца, поскольку сведения, которыми мы располагаем на данном этапе, отражают лишь соответствующий уровень наших исследований. Например, в первой главе этой книги было показано, что физико-химические свойства каучука, а также разбавленных растворов полимеров определяются термодинамическими характеристиками макромолекул, из которых состоят эти системы, и даже в большей степени структурных элементов макромолекул, т. е. сегментов. В этом плане физическая химия полимеров, разумеется, не является исключением, и эту точку зрения прекрасно сформулировал В. И. Ленин, сказав, что электрон так же неисчерпаем, как атом. [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология