С момента выхода в свет 1-го издания этой книги прошло более 20 лет. Надежды авторов на пользу и эффективность этого учебного пособия при изучении курса физики к химии полимеров оправдались.
Наука о полимерах за последние десятилетия обогатилась новыми открытиями и методами исследований. Она все более обретает прогностические возможности. Многие интуитивные подходы к анализу различных явлений в полимерных системах сменились строгим их описанием. Количественный анализ явлений и процессов становится важнейшим инструментом познания в этой науке, открывая целесообразные пути создания новых технологий.
Изменяется и ситуация с источниками сырья для производства полимерных материалов. В последние 40-50 лет развитие производства и переработки волокнообразующих полимерных материалов базируется на использовании продуктов глубокой переработки природного углеводородного сырья. Однако с учетом быстро прогрессирующего исчерпания мировых запасов нефти и газа все большее внимание вновь уделяется проблемам технического использования природных полимеров - различных полиуглеводов и фибриллярных белков, чему способствуют успехи генной инженерии и других направлений биотехнологии.
Опубликованные за последнее десятилетие книги: В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев "Химия и физика полимеров" (М.: Высшая школа, 1988. 312 с.); Ю.С. Липатов "Коллоидная химия полимеров" (Киев: Наукова думка, 1984. 344 с.); И.И. Тугов, Г.И. Кострыкина "Химия и физика полимеров" (М.: Химия, 1989. 432 с.) - дают возможность читателю с различных методологических позиций изучать основы науки о полимерах. Весьма полезным пособием явилась и книга Е.Н. Зильбермана и Р.А. Новолокиной "Примеры и задачи по химии высокомолекулярных соединений" (М.: Высшая школа, 1984. 224 с.), позволяющая подробно ознакомиться с количественными расчетами при реализации полимеризационных процессов. Стройное изложение основных современных методов изучения структуры и свойств полимеров приведено в книге Я. Рабека "Экспериментальные методы в химии полимеров" (Пер. с англ. под ред. В.В. Коршака. М.: Мир, 1983. Ч. 1, 384 с.; Ч. 2, 480 с.).
Естественно, что интенсивное накопление научной и технологической информации в области химии и физики полимеров обусловило необходимость существенного обновления содержания
8
нашей книги в новом варианте. Однако основная направленность ее тематики сохранена в неизменности.
Качественным отличием волокнообразующих полимеров является способность макромолекул изменять свою форму в результате теплового движения, а также под влиянием разнообразных внешних воздействий. Гибкость макромолекул является тем фундаментальным свойством, которое определяет динамику структурообразования в полимерных системах.
Технологические процессы синтеза, переработки и использования полимеров практически никогда не реализуются как равновесные. В связи с этим комплекс потребительских свойств полимерных материалов обусловлен тем уровнем структурообразования, который достигается формируемой системой к моменту принудительного прекращения конкретного процесса. Вот почему достаточно строгое описание таких процессов может быть осуществлено при совместном анализе как роли гибкости макромолекул, так и динамики структурообразования в полимерных системах. Иными словами, анализ кинетики процессов в полимерных системах наряду с термодинамическими характеристиками их весьма важен для обоснованного научного прогноза. Это тем более существенно, что как в живой природе, так и во многих вариантах химических технологий осуществляются взаимные переходы гомофазных и гетерофазных полимерных систем, причем истинное равновесное состояние практически никогда не реализуется.
Во 2-м издании книги большее внимание уделено способам количественной оценки гибкости (жесткости) макромолекул, а также кинетическим аспектам агрегатных и фазовых переходов в полимерных системах. Включен новый раздел, посвященный реологии растворов и расплавов полимеров. Коренной переработке подвергнуты также разделы, связанные с синтезом полимеров, описанием свойств и превращений природных волокнообразующих полимеров. Наряду с целлюлозой определенное внимание уделено хитину и хитозану, являющимся интересными волокнообразующими полимерами. Введен раздел, посвященный химии и физикохимии фибриллярных белков: фиброину, кератину, коллагену. Примеры и задачи, приведенные во втором издании книги, взяты из исследовательской и технологической практики авторов книги.
Включен также ряд контрольных вопросов, примеров и задач, приведенных в следующих книгах: "Практикум по высокомолекулярным соединениям" (Под ред. В.А. Кабанова; М.: Химия, 1985. 224 с.); Д. Фрайфелдер "Физическая биохимия" (Пер. с анг. под ред. З.А. Шабаровой. М.: Мир, 1980. 580 с.);
9
Дж. Оудиан "Основы химии полимеров" (Пер. с англ, под ред. В.В. Коршака. М.: Мир, 1974. 614 с.); Дж. Роберте, Н. Кассерио "Основы органической химии" (Пер. с англ, под ред. А.Н. Несмеянова. М.: Мир, 1968. Ч. 1, 592 с.; Ч. 2, 550 с.).
К сожалению, за последние годы в учебной и научно-технической литературе в области физики, химии и химической техноогии полимеров наметилась тенденция к определенному терминологическому произволу. Сдерживающего влияния "Энциклопедии полимеров", а также постоянных усилий в этом направлении Комиссии по номенклатуре ИЮПАК оказывается все же недостаточно. Это обстоятельство побудило нас включить в новое издание книги "Словарь терминов" (Приложение 1), который дал бы возможность читателю ориентироваться в спорных случаях. Кроме того, учитывая существенные сложности со справочной литературой, в книге даны приложения, включающие справочный табличный материал, необходимый для решения предлагаемых задач и примеров. При его формировании были использованы данные, приведенные в периодической литературе, а также в книгах: Справочник по физической химии полимеров. В двух томах. Т. 1.: А.Е. Нестеров "Свойства растворов и смесей полимеров" (Киев: Наукова думка, 1984. 374 с.); Т. 2: В.П. Привалко "Свойства полимеров в блочном состоянии" (Киев: Наукова думка, 1984. 330 с.); А.Е. Нестеров, Ю.С. Липатов "Фазовое состояние растворов и смесей полимеров" (Киев: Наукова думка, 1987. 168 с.).
Мы убеждены, что насыщение учебного курса "Химия и физикохимия полимеров" конкретными примерами и задачами будет способствовать более эффективному его усвоению. Ведь этот курс - базисный в подготовке специалистов в области синтеза и переработки полимеров. Конечно, возможны и иные подходы в совершенствовании учебного процесса подготовки специалистов в области химии, физики и технологии полимеров.
Благодарим наших коллег Л.А. Щербину, Т.А. Бочарову и Т.А. Оботурову за неоценимую помощь в технической подготовке этого издания.
Выражаем свою искреннюю признательность профессорам В.Н. Кулезневу и О.И. Начинкину за ценные замечания, сделанные при просмотре и рецензировании рукописи.
Надеемся, что читатель благосклонно примет эту книгу, а мы, в свою очередь, будем благодарны ему за благожелательные критические замечания.
10
