Химия высокомолекулярных соединений : учебное пособие

Обложка Химия высокомолекулярных соединений Аннотация Оглавление Предисловие Раздел I. Общие представления о высокомолекулярных соединениях Глава 1. История химии высокомолекулярных соединений 1.1. Значимость высокомолекулярных соединений 1.2. Макромолекулы Цепное строение Формула макромолекулы Экспериментальные доказательства Штаудингера Степень асимметрии макромолекулы Подтверждения Сведберга, Марка и Мейера 1.3. Становление самостоятельной науки 1.4. Специфические свойства высокомолекулярных соединений Литература Глава 2. Полимерные и олигомерные соединения 2.1. Высокомолекулярные соединения Гомополимеры и гетерополимеры 2.2. Олигомерные соединения Терминология Классификация Синтез Применение Литература Раздел II. Классификация и номенклатура высокомолекулярных соединений Глава 3. Классификация 3.1. Происхождение высокомолекулярного соединения Биополимеры Искусственные полимеры Синтетические полимеры 3.2. Структура цепи в целом Линейные и нелинейные цепи Разветвленные цепи Сшитые цепи Влияние структуры цепи в целом на свойства полимеров 3.3. Химический состав цепи 3.4. Вид и взаимное расположение мономерных звеньев в цепи Классификация сополимеров Литература Глава 4. Номенклатура 4.1. Типы номенклатурных систем 4.2. Номенклатура линейных высокомолекулярных соединений Номенклатура линейных органических высокомолекулярных соединений Номенклатура линейных элементоорганических и неорганических высокомолекулярных соединений 4.3. Номенклатура нелинейных высокомолекулярных соединений Номенклатура нелинейных гомополимеров Номенклатура нелинейных гетерополимеров (сополимеров) Литература Раздел III. Структура макромолекулы Глава 5. Молекулярно-массовые характеристики 5.1. Неоднородность по молекулярной массе 5.2. Средние значения молекулярной массы Среднечисловая молекулярная масса Среднемассовая молекулярная масса Среднеседиментационная молекулярная масса Средневязкостная молекулярная масса 5.3. Характеристики неоднородности по молекулярной массе Показатель полидисперсности Кривые молекулярно-числового и молекулярно-массового распределения Методы фракционирования 5.4. Практическая значимость молекулярно-массовых характеристик Влияние молекулярно-массовых характеристик на физико-механические свойства высокомолекулярных соединений Молекулярно-массовые характеристики высокомолекулярных соединений, используемых в пищевой и фармацевтической промышленности Литература Глава 6. Конфигурация макромолекулы 6.1. Конфигурационное звено 6.2. Конфигурационные уровни виниловых цепей Конфигурация мономерного звена Конфигурация диады Дальний конфигурационный порядок 6.3. Конфигурационные уровни диеновых цепей Конфигурация мономерного звена Конфигурация диады Дальний конфигурационный порядок 6.4. Дитактичность 6.5. Влияние конфигурации на свойства соединений Влияние дальнего порядка Литература Глава 7. Конформация макромолекулы 7.1. Конформационные уровни макромолекул Конформация мономерного звена Конформация диады Дальний конформационный порядок Конформация цепи в целом Конформация цепи в целом и фазовые состояния 7.2. Практическая значимость конформационных переходов Литература Глава 8. Гибкость макромолекулы 8.1. Модель свободно сочлененной цепи Вывод аналитической зависимости расстояния между концами цепи от длины цепи Вывод функции распределения расстояний между концами свободно сочлененных цепей 8.2. Модель с фиксированными валентными углами 8.3. Модель заторможенного вращения Литература Глава 9. Термодинамический сегмент 9.1. Сегмент Куна 9.2. Факторы, определяющие термодинамическую гибкость Химический состав основной цепи Полярность боковых групп Объем боковых групп Взаимное расположение боковых групп Структура цепи в целом 9.3. Заключение Литература Раздел IV. Структура и физико-механические свойства полимерных тел Глава 10. Надмолекулярная структура 10.1. Терминология 10.2. Основные методы исследования 10.3. Структура аморфных тел Сетка перекрывающихся статистических клубков Глобулярная структура 10.4. Условия кристаллизации Дальний одномерный порядок цепи Термодинамическое условие Кинетическое условие 10.5. Структура кристаллических тел Структоны Монокристаллы Кристаллиты Шиш-кебабы Сферолиты Эдриты, овоиды, дендриты Фибриллы Глобулы 10.6. Структурная неоднородность кристаллических тел Степень кристалличности Литература Глава 11. Релаксационные состояния 11.1. Терминология 11.2. Термомеханическая кривая 11.3. Стеклообразное состояние Упругие деформации Стеклообразные полимеры Теории стеклования 11.4. Высокоэластическое состояние Переходная область Развитое высокоэластическое состояние Отличительные признаки высокоэластической деформации 11.5. Вязкотекучее состояние Пластические деформации 11.6. Заключение Литература Глава 12. Кинетический сегмент 12.1. Экспериментальное определение молекулярной массы кинетического сегмента Термомеханические кривые гомологов Формула Каргина и Слонимского 12.2. Факторы, определяющие кинетическую гибкость Химический состав основной цепи Объем боковых групп Полярность и взаимное расположение боковых групп Тактичность цепи Структура цепи в целом Степень кристалличности и степень ориентации Температура и скорость деформирования Литература Глава 13. Высокоэластические деформации 13.1. Термодинамика высокоэластической деформации 13.2. Релаксационные свойства полимеров Релаксация напряжения Упругое последействие, или ползучесть Практическая значимость релаксационных процессов Упругий гистерезис 13.3. Принцип температурно-временной суперпозиции Число Деборы Термомеханические кривые Литература Глава 14. Кинетика кристаллизации 14.1. Образование центров кристаллизации Гомогенное зародышеобразование Гетерогенное зародышеобразование 14.2. Кинетические особенности кристаллизации Несовпадение температур плавления и кристаллизации Вторичная кристаллизация Интервал температуры плавления Литература Глава 15. Вынужденноэластические деформации 15.1. Вынужденноэластические деформации cтеклообразных тел Природа вынужденноэластической деформации Особенности вынужденноэластической деформации Факторы, влияющие на деформационные свойства 15.2. Вынужденноэластические деформации кристаллических тел Факторы, влияющие на деформационные свойства 15.3. Сравнение деформационных свойств стеклообразных и кристаллических тел 15.4. Практическая значимость вынужденной эластичности Положительные аспекты Отрицательные аспекты Литература Раздел V. Высокомолекулярные соединения в жидком состоянии Глава 16. Жидкокристаллическое состояние 16.1. Терминология 16.2. Классификация жидкокристаллических соединений Лиотропные соединения Термотропные соединения Нематики Смектики Холестерики Литература Глава 17. Набухание 17.1. Классификация процессов набухания Межкристаллитное и внутрикристаллитное набухание Ограниченное и неограниченное набухание 17.2. Факторы, определяющие тип, скорость и степень набухания Степень кристалличности Пористость Степень ориентации Релаксационное состояние Химический состав Структура цепи в целом Молекулярная масса Температура набухания 17.3. Кинетика набухания Кинетические кривые ограниченного набухания Кинетические кривые неограниченного набухания 17.4. Практическая значимость набухания Давление набухания Модификация полимера Студнеобразование Литература Глава 18. Фазовые равновесия в растворах 18.1. Практическая значимость и особенности полимерных растворов 18.2. Термодинамическая устойчивость растворов 18.3. Ограниченная растворимость Фазовые диаграммы систем полимер / растворитель 18.4. Практическая значимость фазового разделения Фракционирование Студнеобразование Формование временных покрытий Литература Глава 19. Термодинамическая теория растворов 19.1. Модель регулярного раствора 19.2. Комбинаториальная энтропия смешения Определение молекулярной массы термодинамического сегмента по закону Рауля 19.3. Энтальпия смешения 19.4. Уравнение состояния высокомолекулярного соединения в растворе Определение среднечисловой молекулярной массы Определение термодинамического качества растворителя 19.5. θ-условия Коэффициент набухания макромолекулы Определение молекулярной массы термодинамического сегмента по закону Вант-Гоффа Литература Глава 20. Вязкость растворов 20.1. Гидродинамические свойства макромолекул в разбавленных растворах Типы вязкостей полимерных растворов Определение средневязкостной молекулярной массы Определение степени полидисперсности Определение среднеквадратичного расстояния между концами цепи Классификация растворов 20.2. Особенности гидродинамических свойств полиэлектролитов Классификация полиэлектролитов Полиэлектролитное набухание Изоэлектрическая точка Литература Раздел VI. Полимеризация Глава 21. Ступенчатая полимеризация 21.1. Исходные реагенты 21.2. Классификация процессов ступенчатой полимеризации Гомополиконденсация Гетерополиконденсация Сополиконденсация Гомофункциональная поликонденсация Гетерофункциональная поликонденсация Линейная поликонденсация Трехмерная поликонденсация Полициклоконденсация Равновесная поликонденсация Неравновесная поликонденсация Поликонденсация в расплаве Поликонденсация в растворе Межфазная поликонденсация Твердофазная поликонденсация 21.3. Кинетика ступенчатой полимеризации Скорость ступенчатой полимеризации Уравнение Карозерса Точка гелеобразования Среднечисловая степень полимеризации при равновесной поликонденсации Среднечисловая степень полимеризации и стехиометрия реагентов Среднечисловая степень полимеризации и монофункциональные примеси Молекулярно-массовое распределение продуктов линейной поликонденсации Литература Глава 22. Радикальная полимеризация 22.1. Механизм. Терминология 22.2. Классификация процессов цепной полимеризации Блочная полимеризация Суспензионная полимеризация Эмульсионная полимеризация Полимеризация в растворе 22.3. Реакционная способность мономеров и радикалов Влияние сопряжения Влияние экранирования двойной связи Влияние полярности двойной связи 22.4. Элементарные стадии радикальной полимеризации Инициирование Рост цепи Изомеризационная полимеризация Обрыв цепи Передача цепи 22.5. Кинетика радикальной полимеризации Скорость радикальной полимеризации Среднечисловая степень полимеризации Длина кинетической цепи Литература Глава 23. Катионная полимеризация 23.1. Сравнение ионной и радикальной полимеризации 23.2. Мономеры катионной полимеризации 23.3. Катализаторы катионной полимеризации Сокатализаторы 23.4. Элементарные стадии катионной полимеризации Инициирование кислотами Льюиса Инициирование протонными кислотами Инициирование другими катализаторами Рост цепи Изомеризационная полимеризация Обрыв цепи Передача цепи на мономер Передача цепи на полимер Передача цепи на сокатализатор Передача цепи на растворитель и регулятор молекулярной массы 23.5. Кинетика катионной полимеризации Скорость катионной полимеризации Среднечисловая степень полимеризации Литература Глава 24. Анионная полимеризация 24.1. Сравнение анионной и катионной полимеризации 24.2. История анионной полимеризации 24.3. Мономеры анионной полимеризации 24.4. Катализаторы анионной полимеризации 24.5. Элементарные стадии анионной полимеризации Реакции, инициированные по механизму присоединения свободного аниона Реакции, инициированные по механизму переноса электрона 24.6. «Живая» полимеризация «Живая» блоксополимеризация Инициирование литийорганическими соединениями 24.7. Кинетика анионной полимеризации Скорость анионной полимеризации Скорость «живой» анионной полимеризации Среднечисловая степень полимеризации Литература Глава 25. Координационная полимеризация 25.1. Анионно-координационная полимеризация диенов Синтез цистактических полимеров Синтез транстактических полимеров 25.2. Стереоспецифическая полимеризация на катализаторах Циглера – Натта Синтез изотактических полимеров Синтез синдиотактических полимеров Литература Раздел VII. Реакции высокомолекулярных соединений Глава 26. Особенности реагирования 26.1. Надмолекулярные эффекты Доступность структуры полимерных тел химическим реагентам Нивелирование надмолекулярных эффектов 26.2. Конформационные эффекты Конфигурационные и конформационные эффекты в совокупности 26.3. Конфигурационные эффекты Дальний и ближний конфигурационный порядок 26.4. Анхимерное ускорение Литература Глава 27. Полимераналогичные реакции 27.1. Открытие Шёнбайна 27.2. Реакции природных соединений Характеристики продуктов модификации Ацилирование полисахаридов Деацилирование полисахаридов O-алкилирование полисахаридов Окисление полисахаридов 27.3. Реакции синтетических соединений Алкоголиз поливинилацетата Этерификация поливинилового спирта Ацеталирование поливинилового спирта Дегидратация поливинилового спирта Реакции замещения гомо- и гетерополимеров стирола Хлорирование насыщенных полиуглеводородов Сульфохлорирование насыщенных полиуглеводородов Сульфирование насыщенных полиуглеводородов Хлорирование ненасыщенных полиуглеводородов Литература Глава 28. Реакции с уменьшением степени полимеризации 28.1. Классификация реакций 28.2. Деструкция по закону случая Гидролитическая деструкция Окислительная деструкция Радиационная деструкция Термоокислительная деструкция 28.3. Деполимеризация Термическая деполимеризация 28.4. Решение экологических проблем Конверсия высокомолекулярных соединений в низкомолекулярные Синтез биоразлагаемых высокомолекулярных соединений Литература Глава 29. Реакции с увеличением степени полимеризации 29.1. Сшивание Актуальность Сшивание по цепным реакциям Сшивание по реакциям конденсации 29.2. Привитая сополимеризация Прививка по реакциям радикальной сополимеризации Прививка по реакциям анионной сополимеризации Прививка по реакциям катионной сополимеризации Прививка по реакциям поликонденсации Литература Глава 30. Интерполимерные реакции 30.1. Терминология 30.2. Номенклатура интерполимерных комплексов 30.3. Актуальность интерполимерных комплексов 30.4. Кооперативный характер интерполимерных реакций Эффект застежки Глубина реакции 30.5. Классификация интерполимерных комплексов Стереокомплексы Комплексы с переносом заряда Комплексы за счет водородных связей Стехиометрические полиэлектролитные комплексы История полиэлектролитных комплексов Нестехиометрические полиэлектролитные комплексы 30.6. Интерполиэлектролитные реакции 30.7. Применение нерастворимых полиэлектролитных комплексов Связывание дисперсных материалов Флокуляция Мембранное разделение Капсулирование Выделение ДНК. Полиплексы 30.8. Применение растворимых полиэлектролитных комплексов Дендриплексы Литература Раздел VIII. Современные полимерные материалы Глава 31. Полимерные наноматериалы 31.1. Наночастицы Дендримеры Глобулы 31.2. Нанорулоны 31.3. Нанопирамиды 31.4. Нанопористые пленки 31.5. Нанокапсулы 31.6. Нанокомпозиты Терминология Классификация Металлополимерные нанокомпозиты Металлоуглеродные нанокомпозиты Полимер-силикатные нанокомпозиты Полимер-углеродные нанокомпозиты Литература Глава 32. Электропроводящие полимерные материалы 32.1. Классификация проводящих высокомолекулярных соединений 32.2. Условия электропроводности на молекулярном уровне Макромолекулярная структура Количественные характеристики электропроводящих полимеров 32.3. Синтез электропроводящих высокомолекулярных соединений Координационная полимеризация Электрохимическое окисление 32.4. Модификация электропроводящих высокомолекулярных соединений Допирование Ориентация в режиме вынужденноэластической деформации Ориентационная кристаллизация Ориентационная кристаллизация в процессе синтеза 32.5. Условия электропроводности на надмолекулярном уровне 32.6. Применение электропроводящих материалов Литература Приложения Приложение 1. Словарь терминов Приложение 2. Названия и формулы полимеров и сополимеров Приложение 3. Основные математические выражения Иллюстрации патентных решений Конформационные переходы цепей формируют сферические наночастицы Нанопористое стекло инициирует зародышеобразование Полимеризация выше НКТС образует “умный” гидрогель определенной формы Термическая деполимеризация блоксополимера формирует нанопоры Радиационное сшивание стабилизирует фотоизображение Колонки сшитого полимера ориентируют жидкий кристалл и связывают подложки ЖК-дисплея Конкурирующие реакции селективно разрушают микрокапсулы Деформация соединений включения обеспечивает получение нанорулонов Фазовое разделение в растворе и селективное растворение формируют нанопористую пленку Карбонизация полимера и восстановление ионов формируют катализатор Полимеризация в асимметричных прорезях ориентирует электропроводящий полимер Электропроводящий полимер улучшает рассеяние электростатического заряда Титул back