ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1. В каких фазовых состояниях может находиться поли-n-фенилентерефталамид?

2. Какие изменения термодинамических параметров полимеров могут служить доказательством фазовых переходов первого рода? Изменение производных каких термодинамических параметров

156

является характерным для фазовых переходов второго рода?

3. Чем отличается эффект "простого" сдвига от "чистого" сдвига при деформировании полимеров?

4. Почему высокоориентированные высокопрочные нити - полиамидные, полиэфирные - легко рвутся, если их завязать узелком?

5. Почему завивка волос оказывается более устойчивой, если она выполнена в условиях сильного увлажнения при повышенной температуре, а не после смачивания волос холодной водой?

6. Почему полимерные тела, характеризующиеся большими значениями критерия Деборы, находятся при обычной температуре в стеклообразном состоянии, а малыми - в вязкотекучем?

7. Для того чтобы разгладить свитер или кофточку из шерстяного трикотажа, достаточно повесить их на некоторое время на "плечики". Аналогичные изделия из хлопчатобумажного трикотажа разгладить удается лишь при помощи утюга. Почему?

8. "Химическая" завивка волос заключается в последовательном проведении следующих операций: увлажнение, разрушение части цистиновых мостиков, придание волосам необходимого извитка, сшивание макромолекул кератина, сушка. Объясните, почему после повторного увлажнения обработанные таким способом волосы сохраняют извиток.

9. Объясните, почему поливинилспиртовые волокна окрашиваются красителями различных классов медленнее, чем хлопчатобумажные, а последние, в свою очередь, медленнее, чем вискозные (гидратцеллюлозные).

10. Синтетические полиамиды (поликапроамид, полигексаметиленадипамид и т.д.) отличаются большей склонностью к кристаллизации, чем волокнообразующие белки. Почему?

11. Объясните, почему изделия из натурального шелка легче мнутся, чем капроновые.

12. Известно, что форма шерстяного волокна определяется характером структурообразования кератина и распределением цистиновых связей в полимере. Почему для получения устойчивой складки шерстяную ткань перед глажением предварительно увлажняют?

13. Были приготовлены разбавленный (0,01%) и концентрированный (10%) растворы перхлорвинила в ацетоне и из них высушиванием на стекле получены пленки. В результате электронно-микроскопических исследований установлено, что в первом случае наблюдается большое количество глобулярных структур, а во втором - фибриллярных. Объясните возможную

157

причину различного структурообразования перхлорвинила.

14. Триацетат целлюлозы имеет Т_с = 180°С, в то время как у триацетата амилозы с той же молекулярной массой Т_с = 125°С. Объясните причину этого явления.

15. Полиметиленоксид и поликапроамид имеют одинаковую молекулярную массу (27000), но различные T_пл. В первом случае Т_пл = 180°С, во втором - 215°С. Объясните вероятную причину этого явления.

16. Объясните вероятную причину уменьшения Т_с ацетатов целлюлозы при снижении содержания связанной уксусной кислоты в полимере с 62,5 до 54,0%.

17. Для изготовления эластичной нити термопластичное волокно подвергают скручиванию, термофиксации и последующей раскрутке. При получении эластика из капрона температура в термофиксационной камере была 185°С. Когда попробовали изготовить при тех же условиях эластик из волокон на основе триацетата целлюлозы, то положительных результатов не получили. Почему?

18. Для изготовления носков из капронового эластика было применено две схемы:

• а) получение эластика → вязание → крашение изделия;
• б) крашение нити → получение эластика → вязание.

Термофиксация проводилась при 190°С, крашение - при 80°С. Оказалось, что эластичность носков, полученных по второму варианту, выше. Почему?

19. При облучении полиэтилена или другого полимера γ-лучами между цепями образуются поперечные связи. Какие изменения в физико-химических свойствах должны произойти в результате образования таких связей? Станет ли полиэтилен более эластичным? Что произойдет при охлаждении образца, если проводить облучение при температуре выше Т_пл?

20. Как изменится область высокоэластичности (температурный интервал Т_т - Т_с):

• а) с увеличением степени полимеризации;
• б) с повышением жесткости макромолекул волокнообразующего полимера?

21. Степень кристалличности натурального каучука (особенно если изделия из него находятся под натяжением) постепенно возрастает. Почему? Как изменяется при этом модуль упругости материала?

22. Какой из полимеров имеет наиболее высокую температуру плавления? Покажите расчетом. Значения ΔН_к возьмите из табл. 3.2. Значения ΔS_к [Дж/(моль · К)] следующие:

158

Полиэтилен	9,78
Полипропилен	24,16
Поликапроамид	53,70
Полиэтилентерефталат	52,40

23. Какими физическими свойствами должен обладать атактический полипропилен?

24. Почему хлорированный поливинилхлорид не является эластомером? Почему он не способен к кристаллизации?

25. Какое можно сделать заключение относительно молекулярной структуры полимера, если при вытягивании он приобретает способность к положительному двулучепреломлению?

26. Рассчитать степень кристалличности полиэтилентерефталатного волокна, если известно, что плотность его составляет 1380 кг/м³.

27. Рассчитать ожидаемую плотность полипропиленового волокна, если его степень кристалличности составляет 74%.

28. При какой температуре (60, 100, 150, 180, 220, 270°С) аморфизированный Полиэтилентерефталат будет кристаллизоваться с наибольшей скоростью, если известно, что его Т_с = 80°С?

29. Целлюлоза и амилоза имеют идентичный элементарный состав, но являются аномерами. Почему из амилозы можно сварить кисель, а из целлюлозы нельзя?

30. Рассчитать и сравнить константы зародышеобразования и кристаллизации для полигексаметиленадипамида при 241°С и 252°С, если половинное время процесса равно 13 и 20,5 мин соответственно при гомогенном механизме кристаллизации.

31. Рассчитать эффективные константы зародышеобразования полипропилена молекулярной массой 50000, 100000 и 300000 при температуре 140°С, если половинное время процесса составляет 25,4; 185,9 и 38 мин соответственно. Принять п = 3.

32. Каково будет половинное время кристаллизации полиэтилентерефталата молекулярной массой 26800 при гетерогенном механизме зародышеобразования, если эффективная константа зародышеобразования и кристаллизации при 106°С равна 1,51 · 10^-5, при 130°С - 2,23 · 10^-1, при 250°С - 1,59 · 10^-10?

33. В ходе изучения изотермической кристаллизации поликапроамида дилатометрическим методом при температуре 207°С получены следующие результаты:

t, мин	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
h, мм	30	29,5	29	28	25	22	16	14	12	11	11	10	10

Определить индукционный период кристаллизации; рассчитать k_к и п. Описать возможную морфологию образующихся структур.

159

34. Формование волокон из кристаллизующихся гибкоцепных полимеров осуществляется экструзией расплава через отверстия фильер с последующим многократным растяжением остывающих на воздухе струек. Почему свежесформованные с одинаковой скоростью (например, 1000 м/мин) волокна равной толщины, но с различной первичной структурой обладают разной степенью кристалличности? Сопоставьте степень кристалличности волокон, сформованных в идентичных условиях на основе полипропилена, поликапроамида и полиэтилентерефталата.

35. Если многократно вытянутую поликапроамидную нить под небольшим натяжением прогревать при 110°С, то можно наблюдать постепенное изменение двойного лучепреломления. Каковы возможные причины этого эффекта?

36. Почему скорость крашения полиэфирного волокна после его прогрева при 180°С в течение 30 мин в 1,5-2 раза ниже, чем скорость крашения волокна, не подвергавшегося термической обработке?

37. Почему волокна и пленки из синтетических полимеров в результате нагревания при Т_с + (10÷20)°С в течение 30-50 мин характеризуются меньшей дисперсией физико-механических свойств (прочности, удлинения), чем эти же полимерные материалы без тепловой обработки?

38. Почему полимер, полученный поликонденсацией терефталевой кислоты и гидразина в серной кислоте, образует только изотропные растворы, а после частичной дегидратации может образовывать анизотропные растворы? Напишите реакции синтеза обеих модификаций этого полимера.

39. При какой температуре аморфизированный поликапроамид будет кристаллизоваться с наибольшей скоростью и почему: 60, 100, 150, 180, 220, 250°С? Т_с = 50°С.

160