ctatistika_i_termodinamika_polimernyh_sistem

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет
имени Н.Г. Чернышевского»
Институт химии
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебно-методической работе
д .филол.н., профессор Е.Г. Елина
"__" __________________20__ г.
Рабочая программа дисциплины
Статистика и термодинамика полимерных систем
Направление подготовки
020100 – Химия
Профиль подготовки
Высокомолекулярные соединения
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Саратов,
2011 год
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Статистика и термодинамика
полимерных систем» является:
– углубленное изучение фундаментальных законов и принципов
полимерной науки, с уделением особого внимания статистике полимерных
цепей: молекулярно-массовому распределению и распределению по
размерам макромолекул, анализу типа средней величины в методах
определения
молекулярных
масс
и
размеров
макромолекул,
конформационной статистике цепей с представлением различных моделей
молекулярных цепей, понятия гибкости и жесткости цепей, энтропийной
природы высокоэластичной упругости полимерных материалов,
– формирование умений и навыков применения полученных знаний для
анализа основных полимерно-химических задач,
– приобретение навыков использования полученных знаний при
объяснении результатов химических экспериментов.
2. Место дисциплины «Статистика и термодинамика полимерных
систем» в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Статистика и термодинамика полимерных систем» (Б2.В.1)
относится к вариативной части математического и естественнонаучного
цикла (Б.2) ООП ВПО по направлению подготовки 020100 Химия, профиль
«Высокомолекулярные соединения» и преподаётся в 7 семестре.
Для освоения курса необходимы знания, умения и навыки, полученные
студентами в курсах «Математика», «Физика», «Информатика», «Физическая
химия», «Коллоидная химия».
Освоение дисциплины «Статистика и термодинамика полимерных
систем» необходимо для успешного изучения вариативных дисциплин
«Основы технологии производства полимерных материалов», «Новые
подходы к модификации высокомолекулярных соединений», «Природные
полисахариды и их производные», «Современные методы исследования
полимеров» профессионального цикла Б.3 ООП ВПО по направлению
подготовки 020100 Химия, профиль «Высокомолекулярные соединения»,
читаемых в 7 и 8 семестрах, прохождения производственной
химико-технологической практики, выполнения, оформления и успешной
защиты выпускной квалификационной (бакалаврской) работы.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Современные методы исследования полимеров»
В результате успешного освоение дисциплины «Статистика и
термодинамика полимерных систем» оббучающийся приобретает следующие
компетенции:
использует основные законы естественнонаучных дисциплин в
профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа
и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
(ОК-6);
2
умеет работать с компьютером на уровне пользователя и способен
применять навыки работы с компьютерами как в социальной сфере, так и в
области познавательной и профессиональной деятельности (ОК-7);
владеет развитой письменной и устной коммуникацией, включая
иноязычную культуру (ОК-11);
понимает сущность и социальную значимость профессии, основных
перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности
(ПК-1);
владеет основами теории фундаментальных разделов химии (прежде
всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии
высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов,
химической технологии) (ПК-2);
В результате освоения дисциплины студент должен:
•
знать
– фундаментальные основы статистики и термодинамики полимерных
систем,
–
фундаментальные
понятия
и
принципы
термодинамики
многокомпонентных полимерных систем, лежащие в основе современного
полимерного материаловедения,
– специфику полимерных систем с целью создания полимерных
материалов и изделий из них с заданными свойствами;
•
уметь
– применять фундаментальные понятия и принципы полимерной науки,
базирующиеся на статистике полимерных цепей, при анализе специфических
свойств полимерных материалов и изделий из них,
– работать с компьютером на уровне пользователя в профессиональной
деятельности;
•
владеть
– методами и подходами оптимизации свойств высокомолекулярных
соединений и изделий из них в различных областях народного хозяйства,
техники и медицины,
– навыками усовершенствования технологии производства материалов и
изделий не только полимерной природы, но и сплавов металлов, стекол и
жидких кристаллов.
4. Структура и содержание дисциплины «Статистика и термодинамика
полимерных, систем»
Общая трудоёмкость составляет 288 часов (8 зачётных единиц), из них
лекции – 36 часов, лабораторные занятия – 72 часа, самостоятельная работа –
144 часа, 36 часов экзамен.
3
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Раздел дисциплины
2
Функции молекулярномассового распределения
Конфигурация
и
конформация
полимерных цепей
Функции распределения
расстояния
между
концами
полимерной
цепи
Термодинамика,
бинарных
систем
полимер+низкомолекуля
рная жидкость
Термодинамика
полинарных полимерных
систем
Фазовые разделения типа
жидкость-жидкость
в
полимерных системах
Фазовое разделение типа
жидкость- кристалл в
полимерных системах
Термодинамика,
кинетика, морфология —
основа
современного
материаловедения
Всего
Итоговая аттестация
Виды учебной работы,
Формы текущего
включая самостоятельную
контроля
Недеработу студентов и
успеваемости (по
Селя
трудоемкость (в часах)
неделям семестра)
местр семеФормы
Лабора- Самостоястра
промежуточной
Лекции торные тельная Всего
аттестации (по
работы работа
семестрам)
3
4
5
6
7
8
9
7
1
2
6
18
26
Отчёт по теме
7
2-4
6
6
18
30
Отчёт по теме
7
5-8
8
6
18
32
Отчёт по теме
7
9-10
4
12
18
34
Отчёт по теме
7
11-13
6
12
18
36
Отчет по теме
7
14-15
4
6
18
28
Отчёт по теме
7
16-17
4
12
18
34
Отчёт по теме
7
18
2
12
18
32
Отчёт по теме
36
72
144
252
36
36
180
288
7
Итого: часов (зачетных
единиц трудоемкости)
36
72
Экзамен с
оценкой
Содержание лекционного курса
1. Функции молекулярно-массового распределения.
Элементы теории вероятностей. Функция распределения вероятностей.
Нормирование
функции
распределения
вероятностей.
Функции
молекулярномассового
распределения
(ММР):
числовая
дифференциальная и интегральная, массовая дифференциальная и
интегральная. Средние молекулярные массы q- и р-серий. Типы средних
молекулярных масс в методах их определения. Построение массовой
4
дифференциальной и интегральной функций ММР по данным
фракционирования полимеров. Числовая дифференциальная функция ММР
для реакций поликонденсации и полимеризациис механизмом: гибели цепей
по типу диспропорционирования. Функции ММР для реакции
полимеризации
с
механизмом
гибели
цепей
по
типу
диспропорционирования и рекомбинации.
2. Конфигурация и конформация полимерных цепей.
Модель свободно-сочлененной цепи мономерных звеньев. Модель
свободно-сочлененной цепи с сохранением валентного угла между звеньями.
Полимерная цепь с заторможенным вращением мономерных звеньев вокруг
валентных связей. Задача складного метра (свободного блуждания шарнирносочлененных сегментов вдоль прямой).
3. Функции распределения расстояния между концами полимерной
цепи.
Вывод функции распределения, для расстояния между фиксированными
концами макромолекул. Вывод функции распределения для расстояния
между свободными концами полимерной цепи. Энтропийная природа
высокоэластичности полимерных материалов. Мера жесткости полимерных
цепей. Стеклование полимерных материалов. Полимерная цепь в среде
низкомолекулярной жидкости (НЖ) и в матрице аморфного полимера. Вывод
функции распределения для расстояния между концами макромолекулы в
хорошем растворителе.
4. Термодинамика бинарных систем полимер+низкомолекулярная
жидкость.
Основные понятия и определения. Фундаментальное уравнение Гиббса.
Термодинамические потенциалы. Парциально-мольные величины. Смеси.
Функции смешения. Идеальная смесь двух компонентов. Подходы
классической и статистической термодинамики. Решеточная модель системы
полимер+низкомолекулярная жидкость (НЖ), Расчет мольного гиббсовского
потенциала смешения. Химические потенциалы смешения НЖ и полимера.
Параметр взаимодействия Флори-Хаггинса χ. Второй вириальный
коэффициент А2. Понятие о некомбинаториальной составляющей энтропии
смешения. Энтальпийный æ1 и энтропийный ψ1 параметры взаимодействия.
Термодинамика разбавленных растворов полимеров. Коэффициент
разбухания молекулярного клубка α в хорошем растворителе. Формула
Флори.
Гидродинамические
и
термодинамическая
теории
макромолекулярных параметров: предельного числа вязкости [η],
коэффициентов диффузии и седиментации. Обобщенный характер
температурной зависимости [η]. Построение Флори-Фокса для определения
параметра термодинамической гибкости полимерных цепей по измерениям
[η] в хорошем: растворителе.
Понятие бинодали и спинодали по уравнению состояния
Ван-дер-Ваальса для однокомпонентной системы. Графический способ
5
определения химических потенциалов компонентов в смеси по
концентрационной зависимости мольного потенциала Гиббса.
Условия устойчивости для однофазного и двухфазного состояния
двухкомпонентной системы. Критическая точка. Метастабильное состояние.
5. Термодинамика полинарных полимерных систем.
Экспериментальные методы определения бинодали и спинодали для
смесей низкомолекулярных компонентов и полимер+НЖ. Зависимость
параметра взаимодействия в критической точке χ1кр от концентрации
полимера. Зависимость критической концентрации полимера от его
молекулярной
массы.
Экспериментальные
методы
определения
Θ-температуры Флори.
6. Фазовые разделения типа жидкость-жидкость в полимерных
системах.
Системы с аморфным разделением фаз с верхней и нижней критической
температурой смешения. Термодинамический критерий их существования.
Типы диаграмм состояния с аморфным разделением. Граничная кривая
области фазового разделения и спинодаль для полинарных систем.
7. Фазовое разделение типа жидкость-кристалл в полимерных
системах.
Теоретические основы фракционирования полимеров. Фазовое
разделение типа жидкость-кристалл в системе кристаллизующийся полимер +
растворитель. Смешанные типы фазового разделения. Механизмы
разделения: зародышеобразование и диффузионно-контролируемый рост
частиц новой фазы, спинодапьное разделение.
8.
Термодинамика,
кинетика,
морфология
—
основа
современного материаловедения
Значение и тип фазового разделения в полимерных системах. Связь
типа фазового разделения с расположением конфигуративных точек на
диаграмме состояния системы. Связь типа фазового разделения с
морфологией системы. Фазовое разделение системы и свойства материалов и
изделий на их основе.
План лабораторных занятий
№
пп
Наименование работы
1. Определение молекулярной массы полимера и
термодинамических параметров раствора полимера
методом рассеяния света
2. Определение параметров надмолекулярных частиц в
растворах и студнях полимеров методом спектра
мутности
Учебная
нагрузка
студента, час.
18
18
6
3. Определение молекулярно-массового распределения
полимера методом спектротурбидиметрического
титрования раствора полимера
4. Определение инкремента показателя преломления
растворов полимеров
18
18
5. Образовательные технологии
В реализации учебного процесса используется классические
технологии: чтение лекций, проведение лабораторных работ, коллоквиумов,
решение задач, контрольных работ, индивидуальных (интерактивных) бесед.
На лекциях проводятся демонстрационные опыты и вывод на большой
экран схем, разнообразного иллюстративного материала (полилюкс).
Демонстрационные опыты: формирование дисперсной системы
(эмульсии) по диспергационному и конденсационному методу путём
перемещения конфигуративной точки из области вне бимодальной кривой
под купол бинодали системы жидкость-жидкость; серия демонстрационных
опытов по рассеянию света дисперсными системами; опыт Дюпре для
демонстрации свойств поверхностных сил, опыт Плато; демонстрация
моделей молекул, адсорбированных в поверхностном слое жидкости; показ
слайдов и прозрачен с изображением стационарных установок и их
выходные данные для расчёта характеристических свойств коллоидных
систем, в частности, кривые течения жидкостей, градиентные кривые в
седиментационном анализе, треки элементарных частиц в камере Вильсона
как пример применения метастабильного состояния вещества, сравнение
поверхности нормальных и раковых клеток.
Систематически проводятся демонстрационные отчёты студентов у
доски, для развития навыков публичных выступлений.
Лабораторные работы проводятся под наблюдением преподавателя и
ведущего инженера.
Результаты самостоятельной работы студентов оцениваются в
интерактивной беседе с преподавателем. Наиболее интересные результаты
и\или типичные ошибки обсуждаются в коллективной беседе.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студентов включает:
– подготовку к устным отчетам (посредством составления опорных
конспектов, различных видов таблиц и схем) с использованием материалов
лекций, предложенной литературы и информации сети Интернет;
– решение задач;
– подготовку к лабораторным работам, оформление лабораторных
работ;
– подготовку к контрольной работе и итоговому контролю.
7
6.1. Вопросы к устным отчетам
Тема «Функции молекулярно- массового распределения»
Элементы теории вероятностей. Функции молекулярно- массового
распределения (ММР): числовая дифференциальная и интегральная,
массовая дифференциальная и интегральная. Типы средних молекулярных
масс в методах их определения. Построение массовой дифференциальной и
интегральной функций ММР по данным фракционирования полимеров.
Тема «Конфигурация и конформация полимерных цепей»
Конфигурация
макромолекул.
Виды
конформаций.
Модель
свободно-сочлененной
цепи
мономерных
звеньев.
Модель
свободно-сочлененной цепи с сохранением валентного угла между звеньями.
Полимерная цепь с заторможенным вращением мономерных звеньев вокруг
валентных связей. Задача складного метра (свободного блуждания шарнирносочлененных сегментов вдоль прямой).
Тема «Функции распределения расстояния между концами
полимерной цепи»
Вывод функции распределения, для расстояния между фиксированными
концами макромолекул. Вывод функции распределения для расстояния
между свободными концами полимерной цепи. Энтропийная природа
высокоэластичности полимерных материалов. Мера жесткости полимерных
цепей. Стеклование полимерных материалов. Вывод функции распределения
для расстояния между концами макромолекулы в хорошем растворителе.
Тема «Термодинамика
бинарных
систем
полимер+низкомолекулярная жидкость»
Основные понятия и определения. Фундаментальное уравнение Гиббса.
Термодинамические потенциалы. Смеси. Подходы классической и
статистической
термодинамики.
Решеточная
модель
системы
полимер+низкомолекулярная жидкость (НЖ). Расчет мольного гиббсовского
потенциала смешения. Химические потенциалы смешения НЖ и полимера.
Параметр взаимодействия Флори-Хаггинса χ. Второй вириальный
коэффициент А2. Энтальпийный æ1 и энтропийный ψ1 параметры
взаимодействия. Термодинамика разбавленных растворов полимеров.
Коэффициент разбухания молекулярного клубка α в хорошем растворителе.
Формула Флори. Гидродинамические и термодинамическая теории
макромолекулярных параметров: предельного числа вязкости [η],
коэффициентов диффузии и седиментации. Обобщенный характер
температурной зависимости [η]. Построение Флори-Фокса для определения
параметра термодинамической гибкости полимерных цепей по измерениям
[η] в хорошем: растворителе.
Понятие бинодали и спинодали по уравнению состояния ван дер Ваальса
для однокомпонентной системы. Графический способ определения
химических потенциалов компонентов в смеси по концентрационной
зависимости мольного потенциала Гиббса.
8
Условия устойчивости для однофазного и двухфазного состояния
двухкомпонентной системы. Критическая точка. Метастабильное состояние.
Тема «Термодинамика полинарных полимерных систем»
Экспериментальные методы определения бинодали и спинодали для
смесей низкомолекулярных компонентов и полимер+НЖ. Зависимость
параметра взаимодействия в критической точке χ1кр от концентрации
полимера. Зависимость критической концентрации полимера от его
молекулярной
массы.
Экспериментальные
методы
определения
Θ-температуры Флори.
Тема «Фазовые разделения типа жидкость-жидкость в полимерных
системах»
Системы с аморфным разделением фаз с верхней и нижней критической
температурой смешения. Термодинамический критерий их существования.
Типы диаграмм состояния с аморфным разделением. Граничная кривая
области фазового разделения и спинодаль для полинарных систем.
Тема «Фазовое разделение типа жидкость- кристалл в полимерных
системах»
Теоретические основы фракционирования полимеров. Фазовое
разделение типа жидкость-кристалл в системе кристаллизующийся полимер +
растворитель. Смешанные типы фазового разделения. Механизмы
разделения: зародышеобразование и диффузионно-контролируемый рост
частиц новой фазы, спинодапьное разделение.
Тема «Термодинамика, кинетика, морфология — основа
современного материаловедения»
Значение и тип фазового разделения в полимерных системах. Методы
анализа фаз: рентгеноструктурный анализ, дифференциально-термический
анализ и др. Связь типа фазового разделения с морфологией системы. Фазовое
разделение системы и свойства материалов и изделий на их основе.
6.2. Задачи
1. Определить Мn, Мw и Мz образца полимера, полученного при
смешении в весовом соотношении 50:50 двух образцов, для которых
указанные молекулярные массы равны 18.6·103; 19.8·103;21·103 и 49·103;
51·103; 55·103.
2. Рассчитать среднечисловую молекулярную массу и второй
вириальный коэффициент по данным измерения осмотического давления
растворов поливинилхлорида в ацетоне (температура 30°С, плотность
растворителя 0.790 г/см3)
С, г/дл 0.1; 0.2; 0.3; 0.4
h, мм 8; 20; 36; 60
3. Постройте числовую и массовую дифференциальную и интегральную
функции молекулярно-массового распределения Флори для полимера с
Мn=1·105. Определите также Мw и Мz.
9
4. Вычислить коэффициент набухания макромолекул с массой 1·105 в
растворе двух растворителей, для которых параметры уравнения
Куна-Марка-Хаувинка: К=1.6·10-3; а=0.5 и К=2.0·10-4; а=0.7.
5. Рассчитать невозмущенные размеры макромолекул для полимера с
молярной массой 3·105г/моль, с предельным числом вязкости в некотором
растворителе 0.25 г/дл и показателем степени в уравнении
Куна-Марка-Хаувинка а=0.5.
6.3. Примеры контрольных работ
Вариант №1
1. Сравните гибкость ряда полимерных материалов: полиэтилен,
полиэтиленоксид, полифенилен, полидиметилсилоксан, полиуретан. Ответ
поясните.
2. Структура ориентированных полимеров. Влияние ориентации на свойства
полимерных материалов.
3. Расположите в ряд по возрастанию степени набухания в полярном
растворителе следующие полимеры: полиизопрен, резина на его основе,
полиакрилонитрил, поливиниловый спирт, сополимер изопрена и
акрилонитрила, полиэтилен.
4. Рассчитать молекулярную массу и степень полимеризации поливинилового
спирта, если для его растворов в воде при 25 °С получены следующие
значения удельной вязкости:
С, г/100 см3............0,15 0,20 0,25 0,30
ηуд............................0,23 0,32 0,42 0,58
Вариант №2
1. В чем заключается различие между понятиями конформация и
конфигурация макромолекул.
2. В каком порядке изменится гибкость макромолекул следующих полимеров:
полиэтилен, поли-n-ксилиден, поливиниловый
спирт, полистирол,
полиэтиленсульфид.
3. Рассчитать параметр растворимости для полиакролеина и показать
расчетом, будет ли он растворяться в диоксане.
4. Рассчитать молекулярную массу и степень полимеризации
поливинилхлорида, если для циклогексановых растворов получены
следующие значения удельной вязкости:
С, г/100 см3............0,15 0,20 0,25 0,30
ηуд............................0,22 0,32 0,42 0,52
Вариант №3
1. Какими характеристиками можно оценить гибкость макромолекул.
2. Какие из приведенных ниже полимеров будут проявлять гибкость при
комнатной температуре: полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен,
полиметилметакрилат, транс-1,4-полибутадиен, цис-1,4-полибутадиен?
3. Рассчитать параметр растворимости поли-2,4-дицианстирола и показать
расчетом, растворяется ли этот полимер в бензоле, тетрагидрофуране и
α-пиперидине.
10
4. Рассчитать молекулярную массу и степень полимеризации нитрата
целлюлозы с содержанием -азота 12,2%, если для ацетоновых растворов
получены следующие значения удельной вязкости:
С, г/100 см3............0,10 0,20 0,30 0,40
ηуд...........................0,20 0,43 0,64 0,81
Вариант №4
1. Гибкость макромолекулы. Влияние химического строения, молекулярной
массы полимера и внешних факторов на термодинамическую и кинетическую
гибкости.
2. Перечислите основные признаки высокоэластического состояния.
Изменяются ли внутренняя энергия и энтропия полимеров при их
деформировании Б высокоэластическом состоянии? К чему приводит
изменение внутренней энергии при деформировании полимера в
высокоэластическом состоянии?
3. Рассчитать параметр растворимости поли-n-цианбензилакрилата и показать
расчетом, будет ли растворяться этот полимер в диметилсульфоксиде,
этиленкарбонате, формамиде.
4. Для растворов поливинилацетата в диоксане при 25 °С получены
следующие значения осмотического давления:
С, г/100 см3 ..........0,292 0,579 0,810 1,140
п0 103, атм...............0,73 1,76 2,73 4,68
Вычислить молекулярную массу и степень полимеризации.
6.4. Вопросы к итоговому контролю
Форма итогового контроля – экзамен с оценкой (билеты в
приложении1).
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение
а)Основная литература:
1) Кленин В.И., Федусенко И.В. Высокомолекулярные соединения.
Саратов: Изд-во Саратовского ун-та. 2008.
б) Дополнительная литература:
1) Кулезнёв В.Н., Шершнёв В.А. Химия и физика полимеров. М.:
КолосС. 2007.
в) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
http://www.chem.msu.ru/rus/elibrary/edu_bases.html
http://www.chem.msu.ru/rus/elibrary/regions.html#krasu
8. Материально-техническое обеспечение
1.
Лабораторное оборудование для проведения практических работ.
2.
Химическая посуда и химические реагенты.
3.
Учебно-методические разработки и пособия; подготовки к
лабораторным работам и теоретическим отчетам.
4.
Установки и макеты для демонстрационных опытов на- лекциях.
11
5. Иллюстративный материал (слайды, прозрачки) для демонстрации на
лекциях.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций ООП ВПО по направлению 020100 - «Химия»
профилю подготовки «Высокомолекулярные соединения».
Автор: ассистент
Козырева Е.В.
Программа одобрена на заседании базовой кафедры полимеров от « 14 »
« апреля» 2011 года, протокол № 10.
Зав. базовой кафедры полимеров,
доктор химических наук
Шиповская А.Б.
Директор Института химии,
доктор химических наук, профессор
Федотова О.В.
12
Приложение 1
Дисциплина «Статистика и термодинамика полимерных систем»
Билет 1.
1. Элементы
теории
вероятностей.
Функция
распределения
вероятностей. Средние молекулярные массы полимера.
2. Понятие бинодали и спинодали по уравнению состояния
Ван-дер-Ваальса для однокомпонентной системы.
Билет 2.
1. Функции
молекулярно-массового
распределения:
числовая
дифференциальная и интегральная, массовая дифференциальная и
интегральная.
2. Графический способ определения химических потенциалов
компонентов в смеси по концентрационной зависимости мольного потенциала
Гиббса.
Билет 3.
1. Модель свободно-сочлененной цепи мономерных звеньев.
2. Условия устойчивости для однофазного и двухфазного состояния
двухкомпонентной системы. Критическая точка.
Билет 4.
1. Полимерная цепь с заторможенным вращением мономерных звеньев
вокруг валентных связей.
2. Экспериментальные методы определения бинодали и спинодали для
смесей низкомолекулярных компонентов и полимер+НЖ.
Билет 5.
1. Вывод
функции
распределения,
для
расстояния
между
фиксированными концами макромолекул. Вывод функции распределения для
расстояния между свободными концами полимерной цепи.
2. Системы с аморфным разделением фаз с верхней и нижней
критической температурой смешения. Термодинамический критерий их
существования.
Билет 6.
1. Энтропийная природа высокоэластичности полимерных материалов.
Мера жесткости полимерных цепей.
2. Типы диаграмм состояния с аморфным разделением. Граничная
кривая области фазового разделения и спинодаль для полинарных систем.
13
Билет 7.
1. Полимерная цепь в среде низкомолекулярной жидкости (НЖ) и в
матрице аморфного полимера. Стеклование полимерных материалов.
2. Модель свободно-сочлененной цепи мономерных звеньев.
Билет 8.
1. Термодинамические потенциалы. Парциально-мольные величины.
2. Теоретические основы фракционирования полимеров. Смешанные
типы фазового разделения.
Билет 9.
1. Смеси. Идеальная смесь двух компонентов.
2. Механизмы
разделения:
зародышеобразование
и
диффузионно-контролируемый рост частиц новой фазы, спинодапьное
разделение.
Билет 10.
1. Решеточная модель системы полимер+низкомолекулярная жидкость.
2. Значение и тип фазового разделения в полимерных системах.
Билет 11.
1. Химические потенциалы смешения НЖ и полимера.
2. . Связь типа фазового разделения с расположением конфигуративных
точек на диаграмме состояния системы. Связь типа фазового разделения с
морфологией системы.
Билет 12.
1. Параметр взаимодействия Флори-Хаггинса χ. Второй вириальный
коэффициент А2.
2. Фазовое разделение системы и свойства материалов и изделий на их
основе.
Билет 13.
1. Термодинамика разбавленных растворов полимеров. Коэффициент
разбухания молекулярного клубка α в хорошем растворителе.
2. Методы
анализа
фаз
многокомпонентных
систем:
рентгеноструктурный анализ, дифференциально-термический анализ и др.
Билет 14.
1. Гидродинамические
и
термодинамическая
теории
макромолекулярных параметров: предельного числа вязкости [η],
коэффициентов диффузии и седиментации.
2. Функции ММР для реакции полимеризации с механизмом гибели
цепей по типу диспропорционирования и рекомбинации.
14