Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Марта 2013 в 20:26, курсовая работа
Курстық жұмыстың мақсаты – макромолекулалардың химиялық, кеңістіктің құрлымдарын сараптау және эксперименталды синтетикалық каучуктің ісіну дәрежесін анықтап полимерлердің ісіну дәрежесін әртүрлі жағдайларда өзгеруін, полимердің құрлымын және оның эксплуатациялық қасиеттеріне байланысты екенін анықтау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
жұмыстың мазмұнына тиісті мәліметтерді жинап, тақырып бойынша әдеби шолу жүргізу.
лабораториялық әдістемелерді қолданып синтетикалық каучуктердің ісіну дәрежесін анықтау.
зерттеу нәтижелерін талдау және қорытынды жасау.
Кіріспе
I Әдебиетке шолу
Макромолекулалардың кеңістіктік құрылымы
Құрлымы кеңістіктік полимерлердің ісінуі
II Эксперименттік бөлім
2.1 Синтетикалық каучуктердің ісіну дәрежесін анықтау
2.2 Алынған нәтижелерді өңдеу және талдау
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер
Ісіну – бұл төмен молекулалы сұйықтықты (немесе буларын) полимердің сіңіруі немесе сорбциялауы болып табылады. Бірақ бұл процесс минералды адсорбенттер ішкі немес сыртқы беттерінде жүретін физикалық адсорбция процестерінен және қағида бойынша сорбенттің құрлымының едәуір өзгеруімен күзетілетін өз микрокеуектерінде бу немесе газдарды еріту процестерінен де принципальды ерекшелінеді.
Төмен молекулалы
сұйықтықтың (немесе будың)
Ісінуді
құрылымдың элементтерді
Ісіну
– полимер еріткіш ролін
Шектелмеген ісіну – өздігінен еруге өтетін ісіну болып табылады. Ол сұйықтықтардың шектелмей араласу процесіне ұқсас, мысалы су және этил спиртінің немесе су және күкірт қышқылының өзара қосылу процестері. Ісінген полимер қандай да бір уақытқа таза төмен молекулалы сұйықтық қабатымен бір болатын полимердегі төмен молекулалы сұйықтықтың ерітіндісі болып табылады. Қандай да бір уақыт интервалы өткен кезде, яғни полимер тізбегі жеткілікті ығысқан кезде, олар баяу еріткіште диффузияланады. Анағұрлым сұйытылған концентрленуі жоғарырақ ерітінді қабатымен әрекет ететін ерітінді қабаты түзіледі. Біраз уақыт өткен соң екі қабат та концентрациялары да тең болып, қабаттар бір-біріне құйылып бір фазалы гомегенді жүйені түзеді.
Ісіну дәрежесі,
еру басталғаннан кейін,
Шектелген
ісіну – полимерлердің төмен
молекулалы сұйықтықпен тек
Сызықты және тармақталған құрлыстағы полимерлердің шекті ісінулерін ажыратуға болады. Сызықты полимерлер үшін бұл процесс сұйықтықтардың шекті араласу процесіне ұқсас болады: белгілі бір шарттарда (температурада және компоненттердің белгілі бір концентрацияларында) ісіну шекті, бірақ шарттардың сәйкес өзгеруінде ол шектелмеген ісінуге өтуі мүмкін. Мысалы, желатин бөлме температурасында суда шекті ісінеді, ал 350С температураға дейін қыздырған кезде ол суда шексіз ериді.
Егер
полимерде химиялық
Практикада полимерлердің әртүрлі сұйық және бу тәрізді орталарда ісінуге қабілеттіліктеріне білген өте маңызды болып табылады. Бұл қабілеттілік ісіну дәрежесі бойынша бағаланады, ол полимер массасы немесе көлемі бірлігіне қатысты полимермен сіңірілген сұйықтық (немесе оның буы) мөлшерімен өрнектеледі.
Төмен молекулалық
қосылыстарда, мысалы, қант суда
ерігенде, яғни екі компонент
жанасқан кезде қант
Макромолекулалардың
мөлшері еріткіш
Полимер еріген
кезде, негізінен еріткіш
Макромолекулалардың
арасында жылулық қозғалыстың
әсерінен пайда болатын бос
молекулааралық көлемге
мұндағы m – 1кг полимер ісінген кезде сіңірілген сұйықтықтың көлемі (сулану дәрежесі); α мен- β константалар.
Контракция
құбылысын полимерге сіңген
Бірінші сатыда еріткіш
Ісінудің екінші сатысында
Бірақ, еріткіш полимердің
Сонымен, екінші саты да энтропиялық фактордың әсерінен еркін энергияның төмендеуімен өздігінен жүреді:
1-ші сурет. Ісіну сатыларының сызбанұсқасы
Сонымен ісіну – полимердің
еру процесінің ерекше сатысы.
Барлық еру прлцесін төрт сатығ
Ісіну шексіз және шекті болып бөлінеді. Шексіз ісіну кезінде полимер келтірілген төрт сатыдан өтіп, толық ериді, яғни аяғында бір фазалы гомогенді ерітінді түзіледі. Мұнда полимер макромолекулалары бір-бірінен ажырап, ерітіндіде дербес қозғала алады. Шексіз ісіну сызықтық және тармақталған полимерлерге тән. Каучук бензолда, нитроцеллюлоза ацетонда, целлюлоза мыс – аммиакты ерітіндіде шексіз ісініп, еріп кетеді. Шекті ісінгенде полимер ерітіндіге толық өте алмайды, ісіну процесі екінші не үшінші сатыда тоқтап қалады. Үшінші сатыға жеткен процесс бір-біріне шекті еритін екі төмен молекулалық сұйықтар қоспасына ұқсас.
Ергіштік температура мен
Егер
полимер макромолекулалары
Полимерді
әрі қарай қыздырса да
Ісіну
процесі көптеген
Ісіну дәрежесі (сс) полимердің ісінген кездегі массасының немесе көлемінің өсуі арқылы сипатталады:
мұндағы m1, m0 – стандартты полимер үлгісінің сіңгеннен кейінгі және бастапқы массасы; V1 ,V0 – стандартты полимер үлгісінің сіңгеннен кейінгі және бастапқы көлtмі.
Ісіну жылдамдығы еріткіштің
полимерге диффузиялық
Мұндағы αmax – шекті ісіну дәрежесі; ατ – белгілі бір мерзімдегі ісіну дәрежесі; κ – полимердің ісіну қабілеттілігін көрсететін константа. Ол полимер мен еріткіш табиғатына, температураға, рН-қа байланысты.
К-табу
үшін жоғарыдағы теңдеуді
ондық логарифм түрге келтіріледі:
Абсцисса өсінің, ордината өсіне lgαmax/(αmax – α1) мәндерін салса, координата басынан өтетін түзу сызық алынады (2-ші сурет)
2-сурет
Түзудің
түсу бұрышының тангенсінен к-
мұндағы Vmax мен Vτ полимердің шекті және τ – уақыттағы көлем l-ісінген полимер қабатының қалыңдығы.
Ісіну кинетикасының
теңдеуін ісіну қисықтары
3-ші сурет. Полимердің ісіну
Ісіну дәрежесіне рН-тың әсері белоктар мен целлюлоза үшін жақсы зерттелген. Изоэлектрлік нүетеде полиамфолиттердің заряды минималды оған сәйкес оның ісінуі де минимал болады. Изоэлектрлік нүктенің екі жағында ісіну дәрежесі белгілі бір максимал шамаға дейін артады да, қайтадан төмен түседі (4-ші сурет).
4-ші сурет.
Ісіну дәрежесінің рН-қа
Ісіну
қысымы ісіну процесінің айқын
байқалатын бір қасиеті –
мұндағы
К-полимер мен еріткіштің
Полимердің ісінуіне көптеген факторлар әсер етеді. Оларға полимерлер мен төмен молекулалық сұйықтықтың табиғаты, макромолекула тізбегінің қозғалыштығы мен иілгіштігі, полимердің молекулалық массасы мен полимерлену дәрежесі, полимердің молекуладан үлкен құрылымы, макромолекулада көлденең химиялық байланыстардың болуы, жүйенің температурасы мен компоненттердің концентрациясы жатады.
II.Эксперименталдық бөлім