Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие	8
Введение	11
Глава 1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА, ПОЛИДИСПЕРСНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ	15
1.1. Средние молекулярные массы	17
1.2. Методы определения среднечисленной молекулярной массы
1.2.1. Химические методы	19
1.2.2. Физические методы	21
Эбулиоскопия	22
Криоскопия	23
Изотермическая дистилляция	25
Осмометрия	27
1.3. Методы определения средневзвешенной молекулярной массы	31
1.3.1. Гидродинамические методы
Вискозиметрия	32
Диффузионный метод	38
Ультрацентрифугирование	45
1.3.2. Метод светорассеяния	50
Метод асимметрии	53
Метод двойной экстраполяции	55
1.4. Полидисперсность	56
Вопросы и задачи для самостоятельной работы	64
Глава 2. КОНФОРМАЦИИ И КОНФИГУРАЦИИ, ГИБКОСТЬ МАКРОМОЛЕКУЛ. РАСТВОРИМОСТЬ И СВОЙСТВА РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ
2.1. Конформации и конфигурации макромолекул	77
2.2. Гибкость макромолекул	80
Среднеквадратичное расстояние между концами макромолекулы	81
Параметр статистической жесткости Куна	84
Среднестатистический сегмент Куна	85
Персистентная длина цепи	87
Параметр гибкости Флори	88
2.3. Растворимость полимеров	89
2.3.1. Взаимодействие растворителей с полимерами	90
2.3.2. Расчет растворимости полимеров по Гильдебранду - Смоллу	93
2.3.3. Расчет растворимости полимеров по Аскадскому	96
2.4. Свойства разбавленных растворов полимеров
2.4.1. Тэта-состояние растворов полимеров	101
2.4.2. Коллигативные свойства реальных растворов полимеров	106
2.4.3. Гидродинамические свойства разбавленных растворов полимеров	111
Вопросы и задачи для самостоятельной работы	117
Глава 3. ФИЗИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРОВ	122
3.1. Агрегатные и фазовые состояния и переходы полимеров	123
3.2. Аморфное состояние	126
3.2.1. Твердое (стеклообразное) состояние полимеров	127
3.2.2. Высокоэластическое состояние полимеров	138
3.3. Кристаллическое состояние	141
3.4. Жидкокристаллическое состояние
3.4.1. Термотропные структуры	149
3.4.2. Лиотропные структуры	151
3.5. Надмолекулярные структуры	153
Вопросы и задачи для самостоятельной работы	156
Глава 4. КОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ РАСТВОРЫ И РАСПЛАВЫ ПОЛИМЕРОВ: СТРУКТУРА, РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА	161
4.1. Ньютоновские и неньютоновские жидкости
4.1.1. Ньютоновские жидкости	162
4.1.2. Неньютоновские (аномально вязкие) жидкости	164
4.2. Методы измерения вязкостных свойств концентрированных растворов и расплавов полимеров
4.2.1. Метод капиллярной вискозиметрии	168
4.2.2. Методы ротационной вискозиметрии	169
4.2.3. Метод падающего шарика	171
4.2.4. Метод сдвига параллельных плоскостей	172
4.3. Особенности течения псевдопластичных аномально вязких жидкостей
4.3.1. Структура концентрированных растворов и расплавов полимеров	172
4.3.2. Реологические уравнения состояния полимеров в условиях вязкого течения	174
4.3.3. Входовые эффекты	176
4.3.4. Выходные эффекты (эффекты Барруса и Вайссенберга)	179
4.3.5. Эластическая турбулентность	181
4.4. Действующий объем	183
4.5. Влияние температуры на вязкость концентрированных растворов и расплавов полимеров
4.5.1. Концепция свободного объема по Эйрингу – Френкелю	186
4.5.2. Кажущаяся энергия активации вязкого течения	188
4.6. Влияние концентрации полимера и термодинамического качества растворителя на вязкость концентрированных растворов полимеров	194
4.7. Влияние молекулярной массы, разветвленности макромолекул и полидисперсности на эффективную вязкость концентрированных растворов и расплавов полимеров	197
4.8. Обобщенная характеристика вязкостных свойств концентрированных растворов и расплавов полимеров	203
Вопросы и задачи для самостоятельной работы	205
Глава 5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИНТЕЗА ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ
5.1. Полимеризация	211
5.1.1. Радикальная полимеризация
Механизм полимеризации	213
Изменение молекулярной массы, полидисперсности и разветвленности полимеров в процессе свободнорадикального синтеза	225
Глубокая конверсия мономеров при полимеризации	231
Способы проведения полимеризации	235
5.1.2. Радикальная сополимеризация
Статистическая сополимеризация	236
Методы оценки относительной реакционной способности мономеров	241
Чередование мономеров в цепи	245
Многокомпонентная сополимеризация	247
Привитая и блок-сополимеризация	251
5.1.3. Ионная полимеризация	253
5.2. Ступенчатая полимеризация	259
5.3. Поликонденсация	262
5.4. Полимераналогичные превращения	273
Вопросы и задачи для самостоятельной работы	274
Глава 6. ПРИРОДНЫЕ ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИЕ ПОЛИМЕРЫ	288
6.1. Целлюлоза
6.1.1. Строение целлюлозы	289
6.1.2. Некоторые физико-химические свойства целлюлозы	290
6.1.3. Реакции деструкции
Гидролиз	295
Окисление	296
6.1.4. Производные целлюлозы	305
Взаимодействие целлюлозы со щелочами	306
Простые эфиры целлюлозы	308
Сложные эфиры целлюлозы	314
Ксантогенаты целлюлозы	314
Нитраты целлюлозы	319
Ацетаты целлюлозы	321
Другие сложные эфиры целлюлозы	324
6.1.5. Реакции нуклеофильного замещения	325
6.2. Хитин и хитозан	329
6.2.1. Гидролитическая деструкция хитина	330
6.2.2. Реакции со щелочами	331
6.2.3. Другие полисахариды, содержащие N-ацилглюкозаминовые звенья	331
6.2.4. Хитозан и его производные	333
6.3. Фибриллярные белки	336
6.3.1. Классификация	337
6.3.2. Первичная структура белков	341
6.3.3. Вторичная структура белков	344
6.3.4. Третичная структура белков	347
6.3.5. Четвертичная структура белков	349
6.3.6. Методы синтеза полипептидов	349
Синтез Шоттен - Баумянна	350
Классический синтез	350
Полимеризация ангидридов Лейкса	351
Синтез Гольдшмидта	352
Автоматический твердофазный синтез полипептидов (АТФСП)	353
6.3.7. Качественные реакции белков
Биуретовая реакция	354
Ксантопротеиновая реакция	355
Реакция Адамовича - Коуля (Шульца - Распайля)	355
Реакция Миллона	355
Реакция Паули	355
Нингидриновая реакция	356
6.3.8. Химические реакции полипептидов
Гидролитическая деструкция	357
Реакции с восстановителями	361
Реакции с тиоспиртами	361
Реакция с фосфинами	362
Реакции с сульфитами	362
Реакция с гидридами	364
Реакции с окислителями	364
Реакции с пероксидом водорода и неорганическими перкислотами	364
Реакции с перманганатом калия	365
Реакции с периодной кислотой	365
Реакции с хроматами и бихроматами	365
Реакции с галогенами	366
Реакции с органическими пероксидами и перкислотами	367
Реакции ацилирования	367
Реакции алкилирования	369
Реакции арилирования	370
Реакции с фторарилами	371
Этерификация карбоксильных групп	371
Реакции с карбодиимидами	372
Реакции рекомбинационного присоединения	373
6.3.9. Фиброин и серицин	375
6.3.10. Кератин	377
6.3.11. Коллаген	380
Вопросы и задачи для самостоятельной работы	383
Приложения
1. Словарь терминов	396
2. Физико-химические характеристики некоторых волокнообразующих полимеров	409
3. Физико-химические характеристики некоторых органических растворителей	410
4. Эбулиоскопические константы К_э некоторых растворителей (t_к - температура кипения)	418
5. Криоскопические константы К_к некоторых растворителей (t_пл - температура плавления)	418
6. Константы К_η и α в уравнении Марка - Хаувинка - Флори	419
7. Значения абсолютной R₉₀ мутности некоторых растворителей (λ - длина волны)	421
8. Мольные объемы различных атомных группировок (по Аскадскому)	421
9. Константы сополимеризации акрилонитрила с различными мономерами	428
10. Факторы реакционной способности (Q и е) некоторых мономеров	430
11. Зависимость содержания эфирных групп и углерода [в % (мас.)] в простых эфирах целлюлозы от степени замещения m	431
12. Зависимость содержания эфирных групп [в % (мас.)] в сложных эфирах целлюлозы от степени замещения m	432