Характеристика и идентификация высокомолекулярных соединений

В главе В даны характеристика и идентификация высокомолекулярных соединений, характеристика макромолекул в растворе и характеристика макромолекулярных соединении в твердом состоянии. Изложены основные методы определения молекулярных весов полимеров, вискозиметрические определения в растворах и расплавах. Кратко рассмотрены вопросы структуры и механические свойства. [c.4]

Значения показателя преломления, мольной и удельной рефракции используют не только для идентификации индивидуальных веществ, расчета электрических параметров а, i, Р, но и для установления концентрации растворов и расчета теплоемкости, изменения энтальпии при сгорании, критической температуры, молекулярной массы высокомолекулярных соединений и других характеристик веществ. Если в растворе нет ассоциации молекул растворенного вещества и при переходе в раствор не изменяется поляризуемость молекул растворителя и растворенного вещества, то мольная рефракция раствора равна сумме произведения мольных парциальных рефракций компонентов R. .... Rn на их мольные доли [c.11]

При исследовании высокомолекулярных фракций нефти ставится задача не идентификации индивидуальных соединений, а определения типов структур входящих в них компонентов. Такая задача в значительной мере разрешима потому, что, как указано выше, характеристические частоты отдельных групп почти не изменяются в зависимости от того, в какую молекулу данная группа входит. Однако нельзя делать заключение о строении неизвестного соединения или о структурно-групповом составе неизвестной смеси, исходя только из спектральных данных. Лишь внимательное, тщательное и осторожное сопоставление всех доступных химических данных об исследуемом веществе со спектральными характеристиками, проверяющее и подтверждающее выводы, сделанные при использовании каждого из методов, может привести исследователя к успеху. [c.238]

Расшифровка спектра люминесценции и количественная характеристика его полос с целью использования их для идентификации отдельных компонентов должны основываться на хорошем знании спектров индивидуальных соединений определенного химического состава и строения. Несомненно, люминесцентно-спектральные исследования должны сыграть определенную роль в решении такой трудной задачи, как выяснение химического строения высокомолекулярных соединений нефти. Однако плодотворность применения этого метода, как и всех других спектральных методов, для решения таких сложных структурно-химических задач целиком зависит от наличия достаточно большого числа надежных данных по эталонным спектрам. Иными словами, фундаментом для этого метода должны служить спектры люминесценции индивидуальных соединений достаточно разнообразного, но строго доказанного строения молекул. [c.486]

Для идентификации высокополимеров, что имеет особенно важное значение в анализе лакокрасочных смол и полупродуктов, может быть использован впервые предложенный Дэвисоном комбинированный метод регулируемого пиролиза и газовой хроматографии, согласно которому твердую пробу или раствор вещества (10—15 мкг и более) вводят в пиролизер, где они разлагаются при высокой температуре (- 800°С). Сравнивая характеристики удерживания продуктов термической деструкции неизвестной смеси и стандартных веществ, можно судить о природе высокомолекулярных соединений, непосредственный анализ которых, как правило, невозможен из-за низкой летучести и сложного фракционного состава. Подробнее этот метод рассмотрен ниже (см. стр. 44—45), [c.35]

Из органических высокомолекулярных соединений построено большое количество биологически и технически важных веществ. К ним относятся вещества, из которых состоят растения и природные волокна,— целлюлоза и другие полисахариды, шерсть, шелк к ним принадлежат также коллаген и эластин, основная часть белков — протеиды и нуклеотиды, гликоген и крахмал, натуральные полипрены — каучук и гуттаперча. Синтетические высокомолекулярные соединения охватывают область пластических масс и синтетических волокон. Химия высокомолекулярных соединений изучает методы синтеза, характеристики и исследования этих веществ, а также превращения природных и синтетических полимеров в их производные. Если учесть значение перечисленных выше соединений, то представляется обоснованным выделение химии высокомолекулярных органических соединений в особую область органической химии. В строении макромолекул полимеров, а также в их химических и физических свойствах и в методах идентификации и характеристики этих соединений имеется столько особенностей, что необходимо самостоятельное рассмотрение этих вопросов. Однако следует учесть, что как для высокомолекулярных, так и для низкомолекулярных органических соединений в основном характерны одни и те же типы связи атомов в молекуле. Таким образом, все законы органической химии в полной мере относятся также и к химии высокомолекулярных соединений. [c.11]

Химические реакции, используемые для идентификации и характеристики высокомолекулярных соединений, можно разделить на две группы. В первом случае макромолекулы подвергаются разрушению и по получающимся продуктам деструкции, строение которых устанавливают методами, известными для низкомолекулярных веществ, делают выводы о строении макромолекул. Во втором случае реакции протекают с сохранением структуры макромолекул образуются производные исследуемых полимеров, которые затем изучаются более подробно обычно описанными выше методами. Если производные содержат характерные функциональные группы, которые находятся, например, на концах цепных молекул, то путем определения этих групп можно охарактеризовать макромолекулу, а часто и опреде- [c.181]

Характеристика высокомолекулярных соединений путем их деструкции и идентификации осколков макромолекул с успехом применяется в органической химии. Этот метод является очень разносторонним методом установления структуры, экспериментальное осуществление которого одинаково как для низко-, так и для высокомолекулярных соединений этот метод можно существенно уточнить при использовании бумажной хроматографии и электрофореза. [c.183]

Следует упомянуть об использовании элементарного анализа как химического метода идентификации и характеристики полимеров. Этот метод всегда можно применять для высокомолекулярных соединений, так же как для любого органического вещества, которое подвергается исследованию. Элементарный анализ позволяет сделать предварительные выводы о составе полимера и, кроме того, дает возможность определить, не происходят ли в процессе синтеза полимера существенные изменения в составе или строении элементарного звена. В особых случаях при вторичных реакциях замещения в макромолекулах можно на основании данных элементарного анализа делать выводы о степени превращения. При выделении полимеров из природных продуктов по данным элементарного анализа в некоторых случаях можно судить о достигнутой чистоте веществ и влиянии отдельных обработок на степень очистки. [c.191]

В ПГХ существуют свои способы интерпретации пирограмм, имеющие отличительные особенности по сравнению с обработкой хроматограмм, получаемых в результате хроматографического разделения смесей газообразных, жидких и твердых летучих соединений. Эти особенности связаны со спецификой метода и свойств высокомолекулярных соединений, подходы к интерпретации пирограмм зависят от сущности информации, которую необходимо и возможно извлечь из пирограммы. Следует выделить способы интерпретации пирограмм, применяемые при идентификации нелетучих высокомолекулярных соединений, при количественном анализе, изучении процессов деструкции, определении физико-химических характеристик. [c.79]

Идентификация соединений в образцах сложного состава, содержащих смеси высокомолекулярных соединений и другие органические и неорганические продукты, а также в образцах при отсутствии информации о его составе и происхождении в большинстве случаев не может быть с достаточной степенью надежности выполнена методом отпечатков пальцев . В этих случаях используют индивидуальные характеристические продукты пиролиза [87, 88]. Применение метода идентификации по индивидуальным продуктам пиролиза основано на результатах предварительного исследования состава продуктов деструкции, образующихся в условиях ПГХ и корреляции между содержанием отдельных характеристических компонентов в продуктах пиролиза и строением исходного образца. Идентификацию осуществляют на основе пирограммы по присутствию пиков характеристических компонентов и их количественному содержанию. Количество получаемой при этом информации увеличивается с ростом числа используемых характеристик, т.е. с числом используемых характеристических пиков, значений относительных площадей пиков, количественного выхода, зависимости от параметров опыта и др. Усложнение состава или отсутствие предварительной информации об анализируемом образце обычно требует увеличения числа возможных характеристик при идентификации. [c.82]

Кроме качественных характеристик, какими являются наличие и относительная площадь (высота) пиков характеристических продуктов пиролиза, при идентификации в сложных случаях могут быть привлечены количественные характеристики, которые позволяют получить более детальную информацию об образце, основанную на оценке состава или структуры присутствующих в пробе высокомолекулярных соединений. Так, выделив индивидуальные продукты пиролиза, связанные со строением макромолекул полимера [87], можно определить не только его тип, но и обнаружить различия образцов одного и того же типа. [c.82]

Идентификация органических соединений была и остается постоянной проблемой аналитической химии. Под идентификацией обычно понимают отождествление анализируемого соединения с известным. При исследовании сложных объектов это понятие является более широким, и для высокомолекулярных соединений и нелетучих образцов подразумевается также установление их природы и происхождения. Получение такой информации обычно достигается путем определения состава, структуры или некоторых физико-химических характеристик исходного образца, что выполнимо при известном качественном и количественном составе продуктов деструкции, образующихся в условиях ПГХ. [c.122]

Описываемые ниже методы характеристики и идентификации поликапроамида — такие, как определение вязкости раствора, молекулярного веса, молекулярновесового распределения, а также вязкости расплава, содержания воды и низкомолекулярных фракций,— естественно, представляют собой в значительной мере частный случай общих методов исследования высокомолекулярных соединений. Поэтому для них справедливы те же ограничения, которые приняты в химии полимеров в отношении пределов исполь- [c.245]

Интерес, который проявляется в настоящее время к полимерным жидким кристаллам, обусловливает необходимость систематизации анизотропных полимерных систем и разработки критериев отнесения данного фазового состояния к жидкокристаллическому. Эта проблема возникает из-за сложности строения высокомолекулярных соединений и интенсивности внутри- и межмолекулярных взаимодействий, вследствие чего в полимерах всегда можно найти области локальной упорядоченности, формально отвечающие признакам жидкого кристалла. Для того чтобы обоснованно подходить к такому отнесению, следует остановиться на основных характеристиках низкомолекулярных жидких кристаллов, для которых проблема первичной идентификации не представляет особой сложности [1] и затем перенести результаты такого рассмотрения на полимерные системы, в которых существует (или которым прописывается) жидкокристаллический порядок. [c.144]

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ — установление идентичности (тождественности) исследуемого вещества с известным высокомолекулярным соединением. Определенно свойств для установления природы исследуемого полимерного вещества проводят обычно в следующей последовательности поведение полимера в пла.мени, определение плотности, исследование продуктов деструкции на содержание отдельных э.пементов или низкомолекулярпых веществ, проведение характерных цветных реакций, определение растворимости и элементарного состава. Для установления природы полимера иногда достаточно определить два или три показателя, например для фторопластов характерны внешний вид, плотность и содержание фтора для полиэтилена — внешний вид, плотность и элементарный состав для поливинилхлорида — содержание хлора и растворимость. Для более полной характеристики проводят количественный элементарный аналнз, а также реакции, позволяющие установить строение исследуемого вещества определяют те.мп-ру плавления, мол. вес, фракционный состав, строение с нрименением рентгеноструктурного анализа и т. д. Для установления состава сополимеров применяют инфракрасную спектроскопию и др. методы. [c.64]

Характеристика и идентификация высокомолекулярных веществ, как правило, не может быть проведена с той точностью, с которой устанавливается строение низкомолекулярных органических соединений. Это объясняется трудностью очистки полимеров, а также многочисленными небольшими различиями в строении отдельных молекул, которые еще не могут быть установлены применяемыми в настоящее время методами исследования. Низкомолекулярные соединения любой степени чистоты всегда люгут быть получены путем перегонки или перекристаллизации. Высокомолекулярные соединения не летучи. Единственная возможность очистки высокомолекулярных веществ, если они растворимы, заключается в переосаждении, которое состоит в том, что полимер растворяется и вновь осаждается такими веществами, которые растворяют примеси, присутствующие в полимере. Для переосаждения можно применять различные осадители, например полиэфиры растворяют в бензоле и осаждают метанолом, затем снова растворяют и осаждают петролейным эфиром. Растворитель и осадитель должны хорошо смешиваться друг с другом, поэтому следует применять такие системы, которые смешиваются во всех отношениях (например, полиамиды растворяются в феноле и осаждаются из раствора водой). Температура осаждения поддерживается такой, чтобы полимер осаждался по возможности в твердом виде часто целесообразно применять низкую температуру осадительной ванны, однако полному вытеснению растворителя благоприятствует повышенная температура. Оба этих фактора следует учитывать при выборе температуры осаждения. Если полимер выпадает в виде смолы, сушка или удаление растворителя и осадителя крайне замедляются, если они вообще возможны (см. о процессе инклюдирования). [c.127]

Химическая характеристика высокомолекулярных соединений путем исследования продуктов деструкции основывается на особенностях строения полимеров. В некоторых случаях продукты распада определенного строения получаются уже при сухой перегонке, для многих полимеров деструкция протекает вплоть до образования мономеров. При облучении ультрафиолетовыми лучами и при размоле в шаровой мельнице также происходит деструкция полимеров, но большей частью только до низкомолекулярных полимеров (например, при размоле полистирола в шаровой мельнице происходит деструкция до степени полимеризации около 100). Направленная деструкция, сопровождающаяся разрывом определенных связей в макромолекуле, позволяет сделать конкретные выводы о строении полимера. Такая реакция имеет место при расщеплении озонидов каучука (см. стр. 81), а также при гидролитическом расщеплении полисахаридов (см. стр. 86, 87 и 91) и идентификации осколков макромолекул известными методами, используемыми для низкомолекулярных соединений. Исследования продуктов распада белков и нуклеиновых кислот также дали возможность сделать предварительные выводы о их строении и о строении структурных единиц (об анализе аминокислот см. стр. 97). О специфических методах ферментативного расщепления было уже упомянуто выше (см. стр. 92). Для установления строения поливинилового спирта, полученного из поливинилацетата, наряду с отсутствием янтарной кислоты в продуктах разложения (как показали Штаудингер и Штарк, см. стр. 107) решающим явился тот факт, что этот полимер не деструктируется или очень незначительно деструктируется такими реагентами, как йодная кислота, расщепляющая 1,2-гликоли (Мар-вел и Деноон). [c.182]

Рассмотрим схему выбора рабочих температур в зоне пиролиза при многоступенчатом нагреве образца. Такой способ нагрева используют при анализе нелетучих образцов, содержащих наряду с высокомолекулярными соединениями летучие добавки (примеси, стабилизаторы, остаточные растворители, пластификаторы, летучие термостабильные компоненты композиций или природных образцов и т.п.). С целью определения летучих составляющих и высокомолекулярных соединений в одном опыте применяют двухступенчатый нагрев на первой ступени десорбируются летучие вещества и на второй-осуществляется пиролиз нелетучей части. При этом в зависимости от характеристик удерживания летучих соединений, выделяющихся из образца, и образуюпщхся при пиролизе продуктов деструкции хроматографическое разделение можно проводить после каждой ступени нагрева образца или после десорбции и последующего пиролиза. В последнем варианте разделения осуществляется колоночное концентрирование веществ, выделившихся на первой ступени при десорбции. Полученная хроматограмма, состоящая из двух частей, одна из которых соответствует летучим примесям и добавкам в образце, а другая продуктам пиролиза, может быть использована как для идентификации летучих составляющих и высокомолекулярных соединений, так и для количественного измерения содержания примесей и добавок и определения состава нелетучих соединений. [c.119]