Молекулярно-массовые характеристики полимеров (Лекция 2)

1. Дисциплина ТОПП Лекция 2

МИНОБРНАУКИ РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Самарский государственный технический университет
Кафедра «Технологии органического и нефтехимического синтеза»
Дисциплина ТОПП
Лекция 2
Молекулярно-массовые
характеристики полимеров

2. Полимеры

Полимеры – это вещества, состоящие из молекул,
характеризующихся многократным повторением
одного или более типов атомов или групп атомов
(составных звеньев).
H2
C
H2
C
C
H2
H2
C
C
H2
n
полиэтилен
C
H2
-(СН2-СН2)- звено цепи
Число звеньев в цепи называется степенью
полимеризации (P).
Mn
P
Mi
2

3. Отличие полимеров от низкомолекулярных соединений

Этилен
CH2=CH2 М=28 г/моль
Полиэтилен
CH3-CH2-CH=CH2
М=56 г/моль
CH3-CH2-СH2-CH2-CH=CH2 М=84 г/моль
CH3-CH2-(СН2-СН2)2-CH=CH2 М=112 г/моль
CH3-CH2-(СН2-СН2)3-CH=CH2 М=140 г/моль
CH3-CH2-(СН2-СН2)4-CH=CH2 М=168 г/моль
CH3-CH2-(СН2-СН2)5-CH=CH2 М=196 г/моль

4. Молекулярно-массовое распределение

ММР – соотношение количеств
макромолекул различной молекулярной
массы в образце полимера, т.е. состав
полимера по молекулярным массам
Закон ММР – вероятность обнаружения в
данной реакционной смеси
макромолекулы длинной в n
молекулярных звеньев или
определенной молекулярной массой

5. Состав реакционной массы полимеризации

Mi, г/моль
Ni
ω(Ni), %
Σω(Ni), %
1
56
5
7
7
2
84
10
15
23
3
112
16
24
47
4
140
18
27
74
5
168
11
17
91
6
196
6
9
100
66
100
Σ

6. Интегральная кривая ММР

100
90
Сумма w(Ni)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
50
100
Mi, г/моль
150
200

7. Дифференциальная кривая ММР

30
25
w(Ni), %
20
15
10
5
0
56
84
112
140
Mi, г/моль
168
196

8. Средние молекулярные массы полимеров

Среднечисловая молекулярная масса –
является среднеарифметической
величиной и равна отношению
молекулярной массы образца к общему
числу макромолекул:
Mn
M N
N
i
i
i

9. Среднечисловая молекулярная масса

Mi, г/моль
Ni
Mi*Ni
1
56
5
280
2
84
10
840
3
112
16
1792
4
140
18
2520
5
168
11
1848
6
196
6
1176
66
8456
Σ
Mn
M N
N
i
i
i
8456
128,12г / моль
66

10. Средние молекулярные массы полимеров

Среднемассовую молекулярную массу –
является отношением доли каждой
молекулярной массы фракции
макромолекул к общей молекулярной
массе смеси:
M M i xi
N M
N M
i
2
i
i
i

11. Среднемассовую молекулярную массу

Mi, г/моль
Ni
Mi*Ni
Ni*Mi2
1
56
5
280
15680
2
84
10
840
70560
3
112
16
1792
200704
4
140
18
2520
352800
5
168
11
1848
310464
6
196
6
1176
230496
66
8456
1180704
Σ
M M i xi
Ni M i
N
i
2
Mi
1180704
139,63г / моль
8456

12. Полидисперсность

Полидисперсность – количественная
характеристика степени отклонения ММР
от монодисперсного, состоящего из
молекул одной величины.
M 139,63
1,09
M n 128,12
Коэффициент полидисперсности Шульца
M
2
n
M
1
Mn

13. Средневязкостная молекулярная масса

Уравнение Марка-Хунвика-Флори
KM
уд
c lim 0
c
- 0
уд
0

14. Степень разветвленности

Среднечисловая степень разветвления
bn bpb (M )
b
N
(M )
N
b ,n
pb
n
n
b
b ,n
Среднее число ветвлений
bN b,n
b' n b
nN b,n
n
b