Закономерности равновесной сорбции паров воды и органических растворителей аморфно-кристаллическими полимерами

• Автор: Чулкова, Юлия Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Структура и свойства полимеров

1.2 Свойства сорбатов

1.3 Современное состояние теории сорбции паров полимерами

1.3.1 Особенности сорбции в полимерных системах

1.3.2 Классификация изотерм абсорбции паров полимерами.

1.3.3 Уравнение ФлориХаггинса и его модификации.

1.3.4 Теория Брунауэра, Эммета и Теллера.

1.3.5. Метод групповых вкладов Ван Кревелена.

1.3.6. Метод двойной бимодальной сорбции.
1.3.7. Квазихимическая теория сорбции
1.3.8 Теоретиковероятностная теория абсорбции.
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Измерение равновесной сорбции паров полимерами.
2.2 Измерение объемных изменений полимера в процессе сорбции.
2.3 Исследование процессов протонной магнитной релаксации
2.4 Обработка результатов экспериментальных исследований.
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Коэффициенты активности в сорбционных растворах полимеров
3.2 Предельная величина сорбции и степень кристалличности полимера
3.3 Характеристическая энергия сорбции паров полимерными материалами
3.4 Термический коэффициент сорбции паров полимерными материалами.
3.5 Термодинамические функции компонентов сорбционного раствора в
полимерных системах
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Сорбционные свойства полимеров и полимерных материалов определяются структурой и свойствами как полимера, так и сорбата. Ниже рассмотрены достаточно хорошо известные данные по свойствам полимеров и ряда сорбатов, которые бы позволили последовательно рассмотреть и обсудить полученные нами экспериментальные данные в совокупности с опубликованными в периодической и монографической литературе, т. Содержащиеся в макромолекулах полимеров функциональные группы оказывают влияние как на строение основной молекулярной цепи, так и на взаимодействие между цепями. Химические формулы некоторых гомо и гетероцепных полимеров сорбционные свойства которых изучали в данной работе приведены в таблице 1. Таблица 1. Полиэтилен сн2сн2 1, 1,5 0. Продолжение таблицы 1. Полиуретаны скнсн2 ннс0СН2. Целлюлоза сн2он ч V 0он н н он V п 1,1, 1. Полиэтилснтерефта лат р ОС0СН220 о О 1, 1, 1. Продолжение таблицы 1. Полмамидобензимид азол на основе гетероциклического пдиамина, феннлендиамина и терефталоилхлорида русар НЫ Аг СО У п ч С МНСО со ч. Продолжение таблицы 1. Сополимер пфенилен 3,4 о кс идифенилтереф галам ида технора, д 1, гсм3 ын0 мнсо соын. Весьма важным для рассмотрения конфигурации элементарных звеньев и конформации макромолекулы в целом являются характеристики заторможенного вращения вокруг межатомных связей в молекулярной цепи, определяемые величинами потенциального барьера вращения и разностью энергий поворотных изомеров рисунок 1. Рисунок 1. Значительную величину имеет потенциальный барьер вращения вокруг амидной связи, что приводит к ее плоскостному строению. Он равен кДжмоль, а разность энергий между более стабильной транс и униформами составляет 8,4 кДжмоль. Характеристика заторможенности внутреннего вращения в более сложных макромолекулах, содержащих различные функциональные группы в основной цепи и различные боковые заместители, требует уже целого набора потенциальных функций. Величины потенциальных барьеров вращения вокруг связи С ар СО составляют ориентировочно , а вокруг связи СарМН около кДжмоль. Ряд данных по энергетическим характеристикам заторможенного вращения в различных полимерах приводится в работах , . Надмолекулярные структуры органических полимеров являю гея весьма разнообразными. Строение полимеров, зависит от химического состава взаимодействующих мономерных звеньев макромолекул, их конфигурации и конформации, условий, при которых происходит структурообразование и многих других факторов . По степени упорядоченности элементов надмолекулярных структур полимеры можно разделить на две группы кристаллические и аморфные. Отклонения от строгойупорядоченности, могут быть связаны как с нарушениями строгой ре1улярности строения цепи, так и с тем, что связанность атомов в единую длинную цепь препятствует их свободной диффузии, необходимой для образования идеального кристалла. Поэтому в полимерах всегда чередуются области большего и меньшего порядка, которые нельзя отделить друг от друга, так как в них входят одни и те же цепи. Следовательно, эти области не образуют отдельных фаз, и всю структуру кристаллического полимера можно рассматривать как дефектный кристалл или как сложное сочетание кристаллических и аморфных участков различной степени упорядоченности. Кристаллический полимер, по существу является частично кристаллическим. Позднее на качественном и количественном уровне были разработаны и иные модели строения аморфного состояния полимеров в жидком и твердом стеклообразном состоянии, общее представление о которых дает рисунок 1. Однозначные экспериментальные доказательства наличия ближнего порядка в аморфном состоянии полимеров, структуры и размеров упорядоченных участков затруднено. Рисунок 1. ММП б перекрывающихся статистических клубков ПСК в меандров пчелиных сот модифицированная ММП г коллапсированных клубков д бахромчатомицеллярных зерен из сложных цепей е доменов статистически сложенных макромолекул фибрилл. Однако, существование определенной степени упорядоченности в пределах аморфного состояния подтверждается следующими фактами 1, ,
1.