Глава 1. Полістирол
Полістирол - матеріал, що отримується полімеризацієюстиролу або сополимеризацией цього мономеру іншими мономерами (акрілонірілом, метилметакрилатом,а також каучуками).
Має хімічну формулу виду:
[-СН 2 -С (С 6 Н 5 ) Н-] n -
Структурна формула:
Малюнок1 Структурна формулаполістиролу
Полістирол (-C6H5-CH-CH-) nє продуктом полімеризації стиролу, який являє собою поєднання неграничноговуглеводню етилену з ароматичним радикалом феніл - С6Н5 (фенілетілен):
СН2 = СН-С6Н5
При полімеризації радикаливінілу утворюють полімерну ланцюг з бічними фенільного групами (бензоловими кільцями).
За характером просторовогорозташування фенільного групи щодо молекулярної ланцюга розрізняють:
1. атактический полістирол - характеризуєтьсятим, що в ньому бензольні кільця розташовані по обидві сторони ланцюга абсолютно невпорядковано;
2. ізотактичний полістирол - в його макромолекулівсі бензольні кільця розташовані з одного боку ланцюга;
Властивості атактичних і ізотактичнийполімерів розрізняються досить істотно. Атактический полімер можна формувати призначно більш низьких температурах, і він розчинний в більшості розчинниківнабагато краще ізотактичний. Цей термін означає, що якщо орієнтувати вуглецевіатоми полімерного ланцюга, надавши їй, правильну зигзагоподібну форму, то фенільногобічні групи виявляться розподіленими випадковим чином по одну і по іншу сторонувздовж ланцюга (як це показано на малюнку
3. сіндіотактіческій полістирол - в його полімерноїланцюга бензольні кільця розташовані строго альтернативно - по черзі ліворуч і праворучвід центральної ланцюга, упорядкованість розташування бічних груп надає сіндіотактіческомуполістиролу високу твердість і термостійкість.
Найбільше промислове значеннямає атактический полістирол.
Малюнок2 Конфігурації атактичних,ізотактичний і сіндіотактіческого полістиролу
Хімічні властивості полістиролу
Хімічні властивості стиролу обумовленівисокою реакційною здатністю бічній винильной групи. Фенільного ядро ​​зачіпаєтьсяв процесі термічної полімеризації на стадії ініціювання. При окисленні стиролуна повітрі відбувається утворення полімеру, формальдегіду і бензальдегіда.
Полістирол характеризуєтьсявисокими діелектричними показниками, хімічною стійкістю і хорошими оптичнимивластивостями.
Полістирол має високукислото-і лугостійкість, стійок до неорганічних неокисляющих кислотам (соляної,сірчаної, плавикової), а також до спиртів і солям. Полістирол розчиняється в тетрахлоридівуглецю (чотирихлористому вуглеці), бензолі, не стійкий до дії простих і складнихефірів, ароматичних і хлорованих вуглеводнів. Полістирол досить легко окислюється,сульфірующій, галогенізіруется, нітрит. У порівнянні з іншими термопластамиполістирол має високу поверхневою твердістю. Модуль пружності полістиролупри розтягуванні досить високий (12,9 103), а відносне подовження при розтягуванніневисоко (1,5%). При нагріванні до 300-400 В° С полістирол деполімеризує з утворенняммономеру.
Глава 2. Математичнемоделювання полідісперстних систем
Ця дипломна робота присвяченаматематичному моделюванню полідисперсних систем.
Полімерні синтетичні дисперсіїпорівняно недавно знайшли застосування в області біохімічних досліджень, але вжешироко використовуються в практиці.
Широкий спектр областей застосуванняполімерних мікросфер, а також можливість синтезу із заданими властивостями (розподілучастинок за розмірами) визначає їх перевагу перед іншими дисперсними носіями.Перевага полімерних мікросфер перед частками біологічного походження складаютьсяв можливості отримань полімерних суспензій:
Гј З певним діаметром частинок,
Гј Вузьким розподілом за розмірами.
До полімерним суспензіям звузьким розподілом частинок за розмірами відноситься суспензії, що містять індивідуальнічастки полімеру сферичної форми, коефіцієнт варіації діаметрів частинок становить1-3% для часток з діаметром 0,1-10,0 мкм і 10-30% для часток з діаметром менше 0,6мкм і більше 10,0 мкм.
Практичне застосування полімернихсуспензій набагато випередило наукові дослідження в області синтезу. На жаль,удаваний на перший погляд простота переходу біологічних носіїв на синтетичнів дійсності не підтвердилася по причині важко відтворюваності процесуі через високу чутливості стійкості реакційної системи до найменшого відхиленнявід режиму проведення процесу полімеризації.
Таким чином, поставка новихдосліджень в області синтезу полімерних суспензій є актуальним завданням.
У даній роботі визначавсявид функцій розподілу глобул за розмірами, використовуючи експериментальні даніпри синтезі полістиролу. Були оброблені більше 100 об'єктів, різні види функційрозподілу, характерних для полімерів, а також досліджувалися гістограми розподілучастинок за розмірами, представлених з електронномікрофотографій. Підбиралися відповідніматематичні функції із застосуванням пакета TableCurve 2D.
TableCurve 2D - перша і єдинапрограма, яка автоматизує процес підгонки експериментальних кривих.
Використовуючи математичний пакетTableCurve 2D, який включає в себе вбудовану бібліотеку з широким спектромлінійних та нелінійних рівнянь (від простих лінійних рівнянь до високого порядку),можливо автоматично підібрати початкові значення параметрів, обраної функції(Критерії якості).
Програма автоматично покажеі виведе основні критерії якості функції:
Гј Коефіцієнт детермінації;
Гј Скоригований коефіцієнт детермінації;
Стандартна помилка
Гј Критерій Фішера
Гј Максимальна абсолютна помилка.
Дисперсність (від лат. dispersus- Розсіяний, розсипаний), характеристика розмірів часток у дисперсних системах.Дисперсність обернено пропорційна середньому діаметру частинок і визначається питомою поверхнею, тобто відношенням загальної поверхнічастинок до одиниці об'єму (або іноді маси) дисперсної фази. Питома поверхня - усереднений показник дисперсності.Більш повне уявлення про дисперсності дає крива розподілу об'єму або масидисперсної фази за розмірами частинок (рис.). З ростом полідисперсності системи, т.е. зі збільшенням різниці в розмірах часток, максимум на кривій розподілу знижуєтьсяі стає більш широким, але площа, обмежена кривою і віссю абсцис, зберігаєтьсяпостійною. У рідкісному випадку монодисперсних системи, коли частинки мають майже однаковийрозмір, крива має вигляд гострого піка з вузьким підставою. Зустрічаються системи, що дають на кривійрозподілу два і більше число максимумів. Для тонкопористих тіл, наприклад адсорбентіві каталізаторів, поняття дисперсності замінюється рівнозначним поняттямпористості, тобто характеристикою розмірів каналів-пор, які пронизують ці тіла.
У хімії високомолекулярних сполук дисперсністю часто називаютьхарактеристику розмірів лінійних або розгалужених (цепочечних) полімерних молекул, обумовлену молярною масою. Полідісперсность полімерівможе бути виражена функцією розподілу молекул за їх молярним масам (так зване молекулярно-масовийрозподіл). Графічно ця функція зображується кривою типу наведених на рис.;по осі абсцис відкладають молярні маси, а по осі ординат - частки полімерних фракційз відповідними молярна маса.
Дисперсність як технологічнийпоказник має важливе значення у виробництві і застосуванні пігментів, різних наповнювачів для пластмас, мінеральних в'яжучих речовин, добрив, пестицидів, фармацевтичних препаратів і багатьох іншихпорошкоподібних і дрібнозернистих продуктів. Визначається дисперсність методами дисперсійного аналізу. (Літ. см. при ст. Дисперсійний аналіз).
Криві розподілу обсягу(Маси) часток за розмірами: 1 - монодисперсних система; 2 - полідисперсних система.пЃ¤ min, пЃ¤ max, пЃ¤ 0 - відповідно мінімальний, максимальни...
