Нужно отметить, что при получении полимеров
имеется ряд особенностей, отличающих эти процессы от синтеза
низкомолекулярных веществ. <...> Если при синтезе низкомолекулярного продукта заранее известно, что получится вещество с
определенными молекулярной массой и физико-химическими
характеристиками, то при синтезе полимеров можно говорить
только о средних значениях молекулярной массы полимера, температуры плавления и пр. <...> В частности для радикальной полимеризации повышение температуры с одной стороны приведет к увеличению скорости реакции, но с другой стороны снизит значение средней молекулярной массы полимера, что несомненно, ухудшит прочностные показатели полимерного материала. <...> Пример - полимеризация этилена при высоком, низком и среднем давлении. <...> В полимерной химии академиком В.В.Коршаком введены
термины равновесная или неравновесная поликонденсация, хотя
правильнее говорить об обратимости процесса, поскольку вначале обратимая поликонденсация является неравновесным процессом и становится равновесной только в момент достижения
системой состояния химического равновесия. <...> Отвод и
подвод тепла должен быть равен теплоте реакции Qр:
Qр = Кт⋅F⋅∆tср⋅τ = qр⋅см⋅α⋅G,
где Кт - коэффициент теплопередачи;
F - поверхность теплообмена;
∆tср - среднее изменение температуры процесса;
τ - время процесса;
qр - тепловой эффект реакции;
см - начальная концентрация мономера;
α - конверсия мономера;
G - общая масса реакционной смеси. <...> По организации производственного процесса получения
полимеров можно различить непрерывные и периодические процессы. <...> Для ускорения таких процессов меняют те параметры, которые влияют на скорость полимеризации: температуру, давление, концентрацию мономеров, применяют катализатор. <...> Таким образом, задача оптимизации процессов получения полимеров в отличие от синтеза низкомолекулярных соединений усложняется,
и связано это с вероятностным характером протекания процессов полимеризации <...>
Общая_химическая_технология_полимеров._Учебное_пособие.pdf
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский государственный технологический университет»
О.Н.Кузнецова, С.Ю.Софьина
ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИМЕРОВ
Учебное пособие
Казань
КГТУ
2010
Стр.1
УДК 678.7
ББК 35.71
П
Общая химическая технология полимеров: Учебное пособие /
О.Н.Кузнецова, С.Ю.Софьина. – Казань: Изд-во Казан. гос. технол.
ун-та, 2010. – 137 с.
ISBN 978-5-7882-0939-5
Пособие соответствует государственному образовательному
стандарту по направлениям специалитета 240500 – «Химическая технология
высокомолекулярных соединений и полимерных материалов»
и бакалавриата 240100 – «Химическая технология и биотехнология».
Рассмотрены вопросы интенсификации и оптимизации процессов
получения полимеров. Показано влияние условий проведения
процесса на скорость реакции и свойства полимеров. Представлены
методики исследования, свойства веществ, составлены задания к лабораторному
практикуму.
Предназначено для студентов четвертого курса Института полимеров,
изучающих дисциплины «Химия и физика высокомолекулярных
соединений», «Общая химическая технология полимеров»,
«Химическая технология пластических масс».
Подготовлено на кафедре технологии пластических масс.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного технологического университета.
Рецензенты: проф. О.С.Сироткин
доц. О.В.Спирина
ISBN
© Кузнецова О.Н., Софьина С.Ю., 2010.
© Казанский государственный
технологический университет, 2010.
Стр.2
Содержание
Введение
1.Классификация химико-технологических процессов
получения полимеров
2.Интенсификация и оптимизация процессов
получения полимеров
3.Кинетика радикальной полимеризации
4.Кинетика ионной полимеризации
4.1.Катионная полимеризация
4.2.Анионная полимеризация
4.3.Ионно-координационная полимеризация
5.Кинетика поликонденсации
Лабораторная работа 1
Исследование полимеризации метилметакрилата (стирола)
в массе в присутствии различных инициаторов
Лабораторная работа 2
Исследование полимеризации метилметакрилата (стирола)
в массе при различных температурах
Лабораторная работа 3
Исследование полимеризации метилметакрилата (стирола)
в массе в присутствии различных концентраций
инициатора
Лабораторная работа 4
Исследование суспензионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) в присутствии
различных инициаторов
Лабораторная работа 5
Исследование суспензионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) при различных
температурах
Лабораторная работа 6
Исследование суспензионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) при различных
концентрациях инициатора
Лабораторная работа 7
135
4
5
9
13
30
31
36
45
47
59
61
63
65
67
69
70
Стр.134
Исследование суспензионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) при различных
концентрациях мономера
Лабораторная работа 8
Исследование полимеризации метилметакрилата (стирола)
в различных растворителях
Лабораторная работа 9
Исследование полимеризации метилметакрилата
(стирола) в растворе при различных концентрациях
инициатора
Лабораторная работа 10
Исследование полимеризации метилметакрилата
(стирола) в растворе при различных концентрациях
мономера
Лабораторная работа 11
Исследование эмульсионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) в присутствии
различных инициаторов
Лабораторная работа 12
Исследование эмульсионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) в присутствии
различных количеств инициатора
Лабораторная работа 13
Исследование эмульсионной полимеризации
метилметакрилата (стирола) в присутствии
различных количеств мономера
Лабораторная работа 14
Получение полиэфиров на основе адипиновой кислоты
и этиленгликоля при различных температурах
Лабораторная работа 15
Получение полиэфиров на основе адипиновой кислоты
и этиленгликоля при различных молярных соотношениях
мономеров
Лабораторная работа 16
Получение полиамидов на основе гексаметилендиамина
136
72
74
75
77
78
80
81
83
84
Стр.135
и дихлорангидрида адипиновой кислоты при различном
молярном соотношении мономеров
Лабораторная работа 17
Получение фенолформальдегидной смолы новолачного типа
при различных концентрациях катализатора
Лабораторная работа 18
Получение фенолформальдегидной смолы новолачного типа
при различных соотношениях мономеров
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Характеристики веществ, используемых
в лабораторных работах
Приложение Б
Стандартные методы испытаний
Б.1.Определение содержания метилметакрилата
(стирола) в пробе методом бромирования
Б.2.Фильтрование
Б.3.Определение показателя преломления
Б.4.Колбы Эрленмейера
Б.5.Колбы Вюрца
Б.6.Определение суммарной энергии активации
полимеризации метилметакрилата
Б.7.Определение порядка реакции по инициатору
Б.8.Определение кислотного числа
Б.9.Определение содержания формальдегида
в реактиве
Б.10.Определение аминного числа
Б.11.Определение содержания гидроксильных групп
Методы определения молекулярной массы полимеров
В.1.Химические методы
В.1.1.Определение молекулярной массы полиэфиров
137
85
87
88
89
89
89
100
100
100
101
102
104
105
106
108
109
110
111
112
и гидроксильного числа
Б.12.Определение времени начала желатинизации смолы 114
Приложение В
115
115
115
116
Стр.136
В.1.2.Определение молекулярной массы полиамидов
В.2.Физические методы
В.2.1.Вискозиметрический метод
Определение вязкости и молекулярной массы
Приложение Г
Общие правила техники безопасности
и ампулами
Правила безопасной работы с электрооборудованием
116
117
117
122
127
127
при работе в химической лаборатории
Правила работы с едкими веществами (кислоты, щелочи) 129
Правила работы со стеклянной химической посудой
130
131
и электроприборами
Первая помощь в лабораториях при ожогах и отравлениях 133
Тушение местного пожара и горящей одежды
134
138
Стр.137