Молекулярная масса и неоднородность полимеров по молекулярной массе

Как следует из уравнений (1.13), (I. 14) и из рис. 1.5, для получения полимера С большой молекулярной массой при обратимой ноликонденсации необходимо тщательно удалять из системы образовавщийся низкомолекулярный продукт реакции. Так, для получения сложных полиэфиров с Р > 100 (/С = 4,9 при 280 °С) содержание воды в реакционной системе в конце реакции не должно превышать тысячных долей процента. Однако на практике при проведении равновесной поликонденсации степень полимеризации обычно не достигает предельных значений, определяемых константами поликонденсационного равновесия, из-за протекания побочных процессов, приводящих к дезактивации функциональных групп. В большинстве случаев молекулярная масса поликонденсационных полимеров определяется не термодинамическими, а кинетическими факторами. Как равновесная, так и неравновесная поликонденсация приводят к получению полимерных продуктов, неоднородных по молекулярным массам. [c.36]

Полимеризация в массе, или блочная полимеризация, проводится в отсутствие растворителя. По мере полимеризации увеличивается вязкость среды и затрудняется отвод тепла, вследствие чего полимеризация в различных точках системы протекает при (разной температуре, и полимер получается неоднородным по молекулярной массе. Полимеризацию в массе целесообразно применять в тех случаях, когда полученный блок поступает в эксплуатацию без какой-либо дополнительной обработки. [c.14]

Недостаток блочной полимеризации — трудность поддержания температуры в различных частях блока на строго заданном уровне. Дело в том, что по мере полимеризации увеличивается вязкость среды, затрудняется отвод тепла, возможны местные перегревы. Поэтому полимер получается неоднородным по молекулярной массе и другим свойствам. Кроме того, извлечение блока из автоклава и дальнейшая переработка его связаны с необходимостью применять ручной труд, что нежелательно по соображениям техники безопасности. [c.455]

Температуры перехода полимеров зависят от строения полимера, молекулярной массы (см. ниже рис. 6.2, б), молекулярной неоднородности и гибкости цепей. Соединения со сравнительно низкой молекулярной массой (олигомеры) практически не имеют высокоэластического состояния. Такие соединения могут существовать в капельно-жидком состоянии (например, новолачные фенолоформальдегидные олигомеры). Чем ниже молекулярная масса, тем ниже температуры текучести Ту и стеклования и становится более узким интервал высокоэластического состояния. С увеличением молекулярной массы этот интервал расширяется вследствие большего влияния молекулярной массы на Ту, чем на Т . При сравнительно высокой молекулярной массе полимера перестает от нее зависеть, так как эта температура определяется главным образом длиной статистических сегментов, а не макромолекул в целом. При достаточно высокой молекулярной массе может начаться деструкция полимера до начала вязкого течения. У таких полимеров вязкотекучее состояние отсутствует. [c.151]

Свойства целлюлозы и искусственных полимеров на ее основе, такие как механическая прочность, растворимость, свойства растворов зависят не только от средней СП, но и от неоднородности по молекулярной массе (полидисперсности). Среднюю молекулярную массу или СП целлюлозы и распределение по молекулярной массе (ММР) определяют в разбавленных растворах различными физико-химическими методами, применяемыми для исследования полимеров (см. 7.5). [c.562]

Большим недостатком такого метода является возможность возникновения местных перегревов (с увеличением вязкости- полимера затрудняется отвод тепла), в разультате которых получается неоднородный по молекулярной массе полимер. Полимер прилипает к стенкам реактора, и этим затрудняется его извлечение. В промышленности этот метод находит ограниченное применение. Используется он, например, при полимеризации метилметакрилата для получения листового органического стекла. В лабораторной практике блочная полимеризация применяется довольно часто при исследовании скорости и механизма полимеризации. [c.186]

Растворы ВМС имеют большое практическое значение. Применение полимеров в производстве пластмасс, лаков, клеев, пленок, искусственных волокон очень часто связано с процессами растворения. Кроме того, растворы ВМС имеют большое значение для их исследования. В растворах определяют важнейшие характеристики полимеров молекулярную массу (или степень полимеризации), молекулярную неоднородность (полидисперсность) и форму макромолекул. [c.47]

Жидкостную хроматографию давно применяют для определения молекулярно-массовой неоднородности полимеров. Вначале она служила препаративным методом получения фракций, средние молекулярные массы которых находили с помощью абсолютных [c.124]

Блочную полимеризацию проводят в конденсированной фазе, без растворителей, периодическим или непрерывным способами. В первом случае образуется блок полимера, имеющий форму сосуда, в котором проводилась реакция, во втором — непрерывный выход расплава полимера нз реактора. Блочную полимеризацию обычно проводят в присутствии инициаторов. По мере полимеризации увеличивается вязкость среды и затрудняется отвод тепла. За счет этого получается плохое распределение температуры в блоке и полимер получается неоднородным по молекулярной массе. [c.27]

При обычной полимеризации полимер получается полидисперсным, т. е. неоднородным по молекулярной массе, из-за разной длины отдельных цепей. В сополимере отдельные цепи имеют не только разную молекулярную массу, но и различный состав, так как они состоят из беспорядочно расположенных звеньев двух мономеров. [c.28]

Композиционная неоднородность возникает и просто вследствие статистического характера процесса сополимеризации. Такая неоднородность, называемая некоторыми авторами мгновенной неоднородностью [27], для полимеров достаточно высокой молекулярной массы очень невелика и практически не может быть обнаружена современными методами. [c.29]

В последнее время были развиты методы растворной полимеризации для получения чередующихся (альтернантных) сополимеров [16]. Такой подход к проблеме сополимеризации позволяет получить полимеры принципиально новой структуры и, возможно, избежать проблем, связанных с композиционной неоднородностью сополимера. Альтернантные сополимеры бутадиена с нитрилом акриловой кислоты уже выпускаются в промышленном масштабе. Показано, что в том случае, когда эти сополимеры содержат звенья бутадиена в гране-конфигурации, полимерные цепи способны к ориентационной кристаллизации [17, 18]. Для получения резин с оптимальными физико-механическими свойствами необходимо получение альтернантных сополимеров с достаточно высокой молекулярной массой ([г)] = 2—2,5). [c.63]

Полимеры представляют собой неоднородные системы в отношении как формы макромолекул, так и молекулярных масс. Такая физико-химическая неоднородность определяется условиями синтеза и очистки полимера. В отличие от низкомолекулярных соединений полимеры представляют собой смесь макромолекул различной молекулярной массы, часто различающихся даже по химическому составу (сополимеры, производные целлюлозы и хитозана, белки). Полимерные материалы (волокна, пленки) могут быть изготовлены и из смесей полимеров. [c.16]

Одной из особенностей полимеров являются большие значения их молекулярных масс (от многих тысяч до нескольких миллионов), которые обусловливают необычные и ценные свойства полимеров. Кроме того, полимеры состоят из макромолекул различной длины, т. е. они неоднородны по молекулярной массе. Значение молекулярной массы полимера, определенное каким-либо методом, является усредненной величиной. [c.161]

В тех случаях, когда в результате реакции достигнута исчерпывающая полнота превращения всех функциональных групп, полученный продукт согласно понятиям классической химии все равно не является чистым веществом вследствие неоднородности полимера по молекулярной массе. Таким образом, вводятся новые понятия однородность вещества по молекулярной массе и однородность вещества по химическому составу. [c.45]

Важнейшей областью применения эксклюзионной хроматографии является исследование высокомолекулярных соединений. Применительно к синтетическим полимерам этот метод за короткий срок занял главенствующее положение для определения их молекулярно-массовых характеристик и интенсивно используется для изучения других видов неоднородности. В химии биополимеров эксклюзионную хроматографию широко применяют для фракционирования макромолекул и определения их молекулярной массы. [c.48]

Вискозиметрический метод измеряет средневязкостную молекулярную массу и наиболее эффективен для монодисперсных полимеров. К достоинствам его относятся несложное аппаратурное оформление и быстрота определения, недостаток - чувствительность к наличию разветвлений в полимере, неоднородности макромолекул по химическому строению и конфигурации, существованию надмолекулярных структур (агломератов) в растворе и др. [c.327]

В большинстве же случаев полимеризацию в среде мономера проводят в условиях, когда мономер находится в жидком состоянии. Полимеризация при этом может б ыть осуществлена в гомогенной или гетерогенной средах. В первом случае полимер растворим в мономере и полимеризация сопровождается нарастанием вязкости среды. Во втором - полимер не растворим в мономере и выпадает из него. Процесс полимеризации в блоке заключается в выдержке в форме определенное время при заданной температуре мономера с растворенным в нем инициатором. Процесс сопровождается нарастанием вязкости реакционной среды, в результате чего затруднен теплоотвод, причем каждый слой мономера полимеризуется как бы в различных условиях, а это приводит к неоднородности полимера по молекулярной массе. Кроме того, пары мономера, находящегося в глубине блока, создают избыточное давление, и, соответственно, внутренние напряжения в полимере, что приводит к неоднородности его по физикомеханическим свойствам, а иногда к вздутиям и трещинам. При блочной полимеризации имеет место значительная усадка образца из-за большей плотности полимера по сравнению с мономером. Поэтому блочную полимеризацию обычно проводят при небольших скоростях и умеренных температурах. [c.37]

Молекулярная масса и неоднородность полимеров по молекулярной массе [c.170]

Свойства полимеров, такие как механическая прочность, эластичность, способность к изменению релаксационных состояний, свойства расплавов, растворимость и свойства растворов и др., зависят как от средней молекулярной массы, так и от неоднородности по молекулярной массе (молекулярной неоднородности, или полидисперсности). Одно и то же среднее значение молекулярной массы может получиться у образцов полимера с высокой степенью полидисперсности, т. е. содержащих много и коротких и длинных цепей, и у образцов, сравнительно однородных, содержащих макромолекулы с молекулярными массами в более узком интервале значений. Низкомолекулярные фракции ухудшают механические свойства, высокомолекулярные увеличивают прочность, но затрудняют переработку полимеров, снижая их растворимость и повышая вязкость расплавов и растворов. [c.170]

Молекулярная неоднородность является следствием статистического характера образования полимеров, и распределение его макромолекул по молекулярной массе зависит от метода синтеза полимеров - аддиционной полимеризации (полимеризации) или конденсационной полимеризации (поликонденсации). В промышленности для контроля молекулярно-массовых характеристик используют различные технологические приемы (см. часть I), а при биосинтезе природных полимеров в некоторых случаях достигается даже монодисперсность. [c.170]

Молекулярная масса макромолекулы гомополимера Л/ и число мономерных звеньев (степень полимеризации, или СП) Р связаны простой зависимостью Р = Л//Л/ , где Л/,, - молекулярная масса звена. Однако понятие молекулярной массы полимера отличается от понятия молекулярной массы у низкомолекулярных соединений. Неоднородность полимеров по молекулярной массе приводит к существованию у них двух особенностей [c.170]

В исследованиях полимеров нашли применение некоторые методы определения молекулярной массы низкомолекулярных соединений в растворах, а также методы определения размеров коллоидных частиц. Кроме того, для определения молекулярной массы (или СП) полимеров разработаны специальные методы, основанные на особенностях полимеров. При определении молекулярной массы в растворах иногда дополнительно можно получить информацию о форме макромолекул и неоднородности полимера по молекулярной массе. [c.173]

Растворы целлюлозы и ее производных (сложных и простых эфиров) имеют важное практическое значение в производстве различных материалов - искусственных волокон, пленок, лаков и др. В растворах определяют молекулярную массу (или степень полимеризации), неоднородность по молекулярной массе (полидисперсность), исследуют форму макромолекул целлюлозы. Растворы целлюлозы, как и других полимеров, по свойствам существенно отличаются от растворов низкомолекулярных соединений (см. главу 7). [c.554]

Скорость (и продолжительность) дозирования ЛВ зависит от структуры используемого полимерного элемента от макроуровня (пористая или непористая мембрана или матрица) через такие структуры промежуточных уровней, как неоднородности сшитых полимерных структур (трехмерные нерастворимые мембраны и матрицы) и распределения кристаллических и аморфных областей (кристаллизующиеся мембраны и матрицы), до неоднородностей молекулярного уровня (изменение состава, молекулярной массы и микроблочности сополимеров). Наибольшие скорости дозирования (от 10 до 500 мкг/ч) обеспечивают только микропористые мембраны и матрицы [26] однако это приводит к быстрому исчерпанию ЛВ, заключенного в TT , и время работы TT с микропористыми дозирующими элементами не превышает суток [27]. Более низкие скорости дозирования (не выше десятков микрограммов в сутки) достигаются при использовании непористых мембран и матриц, полимерный материал которых находится в стеклообразном состоянии [28]. При переходе в высокоэластичное состояние проницаемость увеличтгеается в сотни и тысячи раз [26, 28]. Такое увеличение может быть достигнуто не только повышением температуры дозирующего элемента (например, при воспалительном процессе), но и при изменении состава сополимера (СПЛ) - материала мембраны (например, для этилена с винилацетатом (Э-ВА) при увеличении содержания В А в СПЛ). Хотя и не столь сильно, как изменение состава СПЛ, на проницаемость полимерных материалов влияют и такие структурные и морфологические изменения полимера, как молекулярная масса, кристалличность и структура кристаллических областей, природа и количество других, помимо ЛВ, низкомолекулярных включений [29, 30]. [c.763]

Совершенно очевидно также,. что диффузия одного полимера в другой представляет собой явление растворения. Взаиморастворимость полимеров, к-рая в основном определяется соотношением их полярностей, очень важна для А., что вполне согласуется с известным правилом Дебройна. Однако заметная А. может наблюдаться и между несовместимыми, сильно различающимися по полярности полимерами, в результате т. наз. локальной диффузии, или локального растворения. Локальное растворение неполярного полимера в полярном можно объяснить неоднородностью микроструктуры полярного полимера, возникающей в результате того, что полимер, состоящий из цепей с полярными и неполярными участками достаточной протяженности, всегда претерпевает микрорасслаивание, подобное происходящему в смесях сильно различающихся по полярности полимеров. Такое локальное растворение вероятно в случае, когда диффундируют углеводородные цепи, т. к. в полярных полимерах объем неполярных участков обычно больше объема полярных групп. Этим и объясняется то, что неполярные эластомеры обычно проявляют заметную А. к полярным высокомолекулярным субстратам, в то время как полярные эластомеры к неполярным субстратам почти не прилипают. В случае неполярных полимеров локальная диффузия может обусловливаться наличием в одном или обоих полимерах надмолекулярных структур, исключающих диффузию в определенных участках межфазной поверхности. Значение рассмотренного процесса локального растворения, или локальной диффузии, для А. тем более вероятно, что, по расчетам, достаточно проникновения в субстрат молекул адгезива всего на несколько десятых нм (несколько А), чтобы адгезионная прочность возросла во много раз. В последнее время Догадкиным и Кулезневым развивается концепция, согласно к-рой на межфазной поверхности контакта двух мало- или почти полностью несовместимых полимеров может происходить диффузия концевых сегментов их молекул (сегментальная диффузия). Обоснованием этой точки зрения является то, что совместимость полимеров увеличивается с уменьшением их мол. массы. Кроме того, образование прочного адгезионного соединения может определяться не только взаимопереплетением молекулярных цепей в зоне контакта из-за объемной диффузии, но и диффузией молекул одного полимера по поверхности другого. Даже тогда, когда А. обусловливается чисто адсорбционными взаимодействиями, адгезионная прочность практически никогда не достигает своего предельного значения, поскольку активные груп- [c.11]

В реальных полимерных твердых телах помимо конечных размеров молекул и кристаллитов имеют место и другие отклонения от идеальной регулярной структуры разветвления, неполная стереорегулярность, дефекты в строении решетки, паракристалличе-ские включения в решетку, неоднородность по молекулярной массе, регулярные и нерегулярные складки макромолекул, существование аморфных областей. Любой дефект вызывает обрыв регулярности вытянутой цепи, так что спектр реального твердого полимера представляет собой приближенно суперпозицию спектров цепных молекул различной длины. Поэтому по указанным выше причинам должно происходить более или менее асимметричное уширение полос поглощения. Точное теоретическое рассмотрение эффекта уширения невозможно потому, что колебания любого из дефектов, взятого за концевую группу, часто находятся в сильном взаимодействии с регулярными колебаниями цепи. Это сложным образом сказывается на форме дисперсионных кривых. Ослабление правил отбора, выведенных на основании пространственно-групповой симметрии идеальной регулярной молекулы, ведет к появлению новых полос, которые запрещены в спектре регулярной макромолекулы. Во многих случаях большое число таких полос становится заметным по слабому усилению непрерывного фона. [c.43]

Как уже указано выше, молекулярная масса полимера является средней от молекулярных масс отдельных не одинаковых ио размеру макромолекул, составляющих полимер. Такая неоднородность макромолекул полимера ио размерам, а также и по структуре называется макромолекулярной полидисперсностью. Степень иолн-дисперсности характеризуется содержанием отдельных фракций и значением молекулярной массы каждой фракции. Полимеры, содержащие большое количество низкомолекулярных фракций, характеризуются более низкой температурой размягчения, высокой [c.377]

Ламинарное смешение часто используют для получения смеси компонентов, значительно различающихся по реологическим свойствам. Например, смешивают образцы одного и того же полимера с разной молекулярной массой, или порции одного и того же материала, одна из которых содержит различные добавки, или разнородные полимеры, или вводят в полимер жидкость с меньшей молекулярной массой. Сюда же можно отнести термически неоднородные системы, которые до того момента, пока в процессе смешения не выравняются температуры компонентов, представляют собой реологически неоднородные системы. [c.384]

В связи с этим особое значение приобпетает полидисперсность полимеров с сопряженной системой связей. Такие полимеры неоднородны не только по молекулярной массе, но их молекулы различаются Т10 длине блоков сопряжения и расстоянию между этими блоками, а следовательно, и по энергетическим и термодинамическим характеристи- [c.412]

Инулин различного происхождения отличается неоднородностью состава, например, из георгин содержит 2—3 остатка О-глюкозы. В состав инулина входят полимеры О-фруктозы аналогичного строения, но с меньшей молекулярной массой (5000—6000) — инулиды. [c.37]

Один и тот же полимер характеризуется набором кристаллических структур различной морфологии и различной дефектности. Причины подобной неоднородности кроются, в первую очередь, Б полидисперсности по молекулярной массе, регулярности, конфигурации макромолекул и т. д. Кроме того, структура поли.меров существенно изменяется при нероработке и зависит от ее условий. Следствием этого является существование интервала температур плавления кристаллов. [c.57]

Таким образом, структура полимеров достаточно сложная и для ее оценки недостаточно знании химического строения макромолекул необходимо определить молекулярную массу конфигурацию и конформацию макромолекул, степень их упорядоченности в конденсированном состоянии, г, е. надмолекулярную структуру. Анализ этих параметров подтверждает, что (юлимеры представляют собой высокомолекулярьые соединення, имеюише цепное строение, их макромолекулы построены ия звеньев определенных химического строения, конфигурации и конформации В зависимости от строения макромолекула может принимать ту или иную форму и изменять ее лри определенных условиях, т. е. проявлять гибкость. Полимеры крайне неоднородны МО молекулярной массе, строению звеньев, их конфигурации и конформации, по характеру надмолекулярных структур. [c.105]

Методом регуляризации Тихонова также исследовано влияние природы АОС на кинетическую неоднородность АЦ ванадийсодержащих каталитических комплексов при полимеризации бутадиена. Показано, что независимо от природы используемого в системе УОС1з-А1(г-Ви)2Х (X = г-Ви, С1 или Н) сокатализатора, полимеризация протекает на трех типах АЦ, синтезирующих макромолекулы определенной молекулярной массы. Лишь в случае А1(г-Ви)2Н в некоторых условиях наблюдается формирование полимера на четвертом типе АЦ. Природа АОС и условия проведения процесса полимеризации оказывают влияние на характер [c.155]

Поскольку гидродинамический объем макромолекул сополимера зависит не только от молекулярной массы, но и от состава, то даже самые узкие по удерживаемому объему фракции гетерогенного по составу полимера могут, в принципе, содержать макромолекулы разной массы и разного состава [67]. В этом случае определение кривых ММР и композиционной неоднородности сополимера по данным ГПХ возможно, только если указанные характеристики известны для любого удерживаемого объема, т.е. для всех фракций образца, полученных методом ГПХ. Такую задачу можно решить при использовании так называемой ортогональной или кросс -хроматографии. Поскольку реализация условий этих методов сложна технически, чаще для определения молекулярной и композиционной неоднородности сополимера используют мультидетекторную ГПХ. [c.116]

У полимеров, в зависимости от химического строения, определяющего энергию внутри- и межмолекулярного взаимодействия, молекулярной массы и молекулярной неоднородности, переход из стеклообразного состояния в вязкотекучее разделен большим или меньшим интервалом высокоэластического релаксационного состояния. У аморфных линейных полимеров этот интервал широкий. Аморфные разветвленные полимеры в зависимости от температуры также могут существовать во всех трех релаксационных состояниях. А.морфные полимеры сетчатого строения (сшитые) не могут находиться в вязкотекучем состоянии, а иногда и высокоэластическом. Способность сетчатых полимеров к размягчению зависит от частоты сетки. Так, густосетчатые полимеры существуют только в стеклообразном состоянии, тогда как у редкосетчатых полимеров возможно и высокоэластическое состояние. [c.149]

Растворы полимеров имеют важное практическое значение в технологии полимерных материалов и при получении изделий из них, а также для исследовательских целей. Из растворов искусственных полимеров, главным образом на основе целлюлозы, формуют искусственные волокна и пленки. Клеи и лаки представляют собой растворы полимеров. В растворах определяют молекулярную массу, неоднородность по молекулярной массе и форму макромолекул полимеров. Следует отметить, что в технологии используют концентрированные растворы полимеров, а в анализе и исследованиях - разбавленные. Растворяются полимеры труднее, чем низкомолекулярные соединения, и для них сложнее подбирать растворители, что обусловленно значительным влиянием на растворимость, кроме природы полимеров, их физической структуры - гибкости макромолекул, межмолекулярного взаимодействия и надмолекулярной структуры. [c.159]

Простейшую характеристику полидисперсиости полимеров дает от-(юшение среднемассовой молекулярной массы к среднечислеиной М М . У целлюлозы это отношение близко к двум. Полную характеристику неоднородности полимера по молекулярной массе дает молекулярно-массовое распределение, представляемое в виде кривых ММР и определяемое различными методами фракционирования (см. 7.S). Вопросы фракционирования целлюлозы, методики анализа и обработки результатов с целью графического представления ММР приведены в [30]. [c.563]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология