ÀÂÑ
=113,6˚;
АС==2,58 =
Длина
элементарного звена будет: =АС =
1.3 Ñðåäíåêâàäðàòè÷íûé
ðàäèóñ êëóáêà
ìàêðîìîëåêóëû
Ðàäèóñ ïîëèìåðíîãî
êëóáêà - ýòî ðàäèóñ-âåêòîð,
êîòîðûé îïèñûâàåò
ðàçìåð âñåãî
ïîëèìåðà.
ãäå
- êîíòóðíàÿ
äëèíà ïîëèìåðà,
ì;
- äëèíà
ýëåìåíòàðíîãî
çâåíà, ì
1.4 Ðàäèóñ ïîëèìåðíîãî
êëóáêà
1.5 Îáúåì Ãàóññîâà
êëóáêà
.6 Êðèòè÷åñêàÿ
êîíöåíòðàöèÿ
Êîíöåíòðàöèÿ,
ïðè êîòîðîé ãàóññîâû
êëóáêè íà÷èíàþò
çàêðó÷èâàòüñÿ
äðóã ñ äðóãîì,
íàçûâàåòñÿ êðèòè÷åñêîé
êîíöåíòðàöèåé
ðàñòâîðà.
ãäå
- äëèíà
ýëåìåíòàðíîãî
çâåíà, ì;
- ñòåïåíü
ïîëèìåðèçàöèè
1.7 Ïëîòíîñòü
ïîëèìåðà
ãäå
- ñðåäíèé
êîýôôèöèåíò
ìîëåêóëÿðíîé
óïàêîâêè ïîëèìåðà;
- ìîëÿðíàÿ
ìàññà ìîíîìåðà,
ã/ìîëü;
- ÷èñëî
Àâîãàäðî, ìîëü-1;
- Âàí-äåð-Âààëüñîâûé
îáúåì ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà, ñì3
1.8 Ìîìåíò
èíåðöèè
Ìîìåíò èíåðöèè
- ýòî ìåðà èíåðòíîñòè
òåëà ïðè åãî âðàùåíèè
îòíîñèòåëüíî
íåïîäâèæíîé
îñè.
ãäå m - ìàññà
ïîëèìåðà (ãàóññîâà
êëóáêà), êã;
R - ðàäèóñ
ïîëèìåðíîãî êëóáêà,
ì
1.9 Ìîëÿðíûé ìîìåíò
èíåðöèè.
2. Ðàñ÷åò îñíîâíûõ
ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ïîëèàêðèëîíèòðèëà
2.1 Ðàñ÷åò
Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
Îñíîâíîé ïðèíöèï
ìåòîäà èíêðåìåíòîâ:
o Âûáèðàåòñÿ
ïîâòîðÿþùååñÿ
çâåíî ïîëèìåðà
è êàæäûé åãî àòîì
îêðóæàåòñÿ ñôåðîé,
ðàâíîé Âàí-äåð-Âààëüñîâîìó
ðàäèóñó.
o Ôèçè÷åñêèé
ñìûñë Âàí-äåð-Âààëüñîâîãî
îáúåìà àòîìà:
äåôîðìàöèÿ (èçìåíåíèå
îáúåìà àòîìà)
çà ñ÷åò õèìè÷åñêèõ
ñâÿçåé;
o Ôèçè÷åñêèé
ñìûñë Âàí-äåð-Âààëüñîâîãî
îáúåìà ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà: ñîáñòâåííûé
îáúåì çâåíà, çàíèìàåìûé
â ïîëèìåðå â ñëó÷àå
ïëîòíîé óïàêîâêè
[1,2].
Ðèñ. 1. Ìîíîìåð
ïîëèàêðèëîíèòðèëà,
ñìîäåëèðîâàííûé
ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû
ChemCraft.
Ðàñ÷åò Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
, (2)
ãäå
R - Âàí-äåð-Âààëüñîâûé
(«ìåæìîëåêóëÿðíûé»)
ðàäèóñ ðàññìàòðèâàåìîãî
àòîìà;
hi - âûñîòà
ñåãìåíòà, êîòîðàÿ
âû÷èñëÿåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
, (3)
çäåñü di - äëèíû ñâÿçåé
ìåæäó äâóìÿ àòîìàìè;
Ri - Âàí-äåð-Âààëüñîâûå
ðàäèóñû ñîñåäíèõ
ñ ðàññìàòðèâàåìûìè,
âàëåíòíî-ñâÿçàííûõ
àòîìîâ [2].
Òîãäà Âàí-äåð-Âààëüñîâûå
îáúåìû ðàâíû:
ΔVC,6 = 9 Å3
ΔVC,10
= 13,1 Å3
ΔVC,68
= 15,9 Å3
ΔVH,120
= 2 Å3
ΔVN,148
= 10 Å3
Ñóììà Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ:
ΣΔVi = ΔVC,6 + ΔVC,10 + ΔVC,68 + ΔVH,120∙3 + ΔVN,148 (4)
ΣΔVi
= 54 Å3
2.2 Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
ÿâëÿåòñÿ âàæíîé
õàðàêòåðèñòèêîé
ïîëèìåðîâ, â çíà÷èòåëüíîé
ñòåïåíè îïðåäåëÿþùåé
îáëàñòè èõ òåõíîëîãè÷åñêîãî
ïðèìåíåíèÿ. Ïðîöåññ
ñòåêëîâàíèÿ
ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé ïåðåõîä
âåùåñòâà èç æèäêîãî
ñîñòîÿíèÿ â òâåðäîå,
íî íåóïîðÿäî÷åííîå
ñîñòîÿíèå [3].
Âûðàæåíèå, óñòàíàâëèâàþùåå
ñâÿçü ìåæäó òåìïåðàòóðîé
ñòåêëîâàíèÿ
è ñòðîåíèåì ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà, âûãëÿäèò
ñëåäóþùèì îáðàçîì
[2,3]:
, (5)
ãäå
ai è bi - ÷èñëîâûå
çíà÷åíèÿ õàðàêòåðíûå
äëÿ êàæäîãî òèïà
ìåæìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
è ðàññ÷èòàíû
ïî ìåòîäó ÌÍÊ;
∆Vi - Âàí-äåð-Âààëüñîâûé
îáúåì ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà.
Èñïîëüçóÿ
äàííîå ñîîòíîøåíèå,
ìîæíî ðàññ÷èòàòü
òåìïåðàòóðó ñòåêëîâàíèÿ
îãðîìíîãî êîëè÷åñòâà
ïîëèìåðîâ. Ýòî
ñâÿçàíî ñ òåì
îáñòîÿòåëüñòâîì,
÷òî îïèñûâàåìûé
ïîäõîä ÿâëÿåòñÿ
«àòîìèñòè÷åñêèì»,
ò.å. êàæäûé àòîì
õàðàêòåðèçóåòñÿ
ñâîèì èíêðåìåíòîì
ai. ×òî êàñàåòñÿ
ñïåöèôè÷åñêèõ
ìåæìîëåêóëÿðíûõ
âçàèìîäåéñòâèé
(äèïîëü - äèïîëüíûå,
âîäîðîäíûå ñâÿçè),
òî îíè õàðàêòåðèçóþòñÿ
ñâîèìè èíêðåìåíòàìè
bi, íå çàâèñÿùèìè
îò õèìè÷åñêîãî
ñòðîåíèÿ ïîëÿðíîé
ãðóïïû [2,3].
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 419,5 Ê
2.3 Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ.
Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ () îïðåäåëÿåòñÿ
êàê òåìïåðàòóðà,
ïðè êîòîðîé ïîëèìåð
ïåðåõîäèò èç
êðèñòàëëè÷åñêîãî
ñîñòîÿíèÿ â âÿçêîòåêó÷åå
ñîñòîÿíèå. Ìèêðîêðèñòàëëè÷åñêèå
ïîëèìåðû âñëåäñòâèå
èõ ñòðóêòóðíûõ
îñîáåííîñòåé
íå îáëàäàþò ÷åòêîé
òåìïåðàòóðîé
ïëàâëåíèÿ [5]. Êàê
ñëåäñòâèå, òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ ÿâëÿåòñÿ
ôèçè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêîé
ïîëèìåðà, êîòîðàÿ
òðóäíî ïîääàåòñÿ
ðàñ÷åòó íà îñíîâàíèè
ñòðîåíèÿ ïîëèìåðíîãî
çâåíà [2]. Ñóùåñòâóåò
äâà âîçìîæíûõ
ïîäõîäà äëÿ ðàñ÷åòà
äàííîé ôèçè÷åñêîé
õàðàêòåðèñòèêè,
îäèí èç êîòîðûõ
îñíîâàí íà ñîîòíîøåíèè
òåìïåðàòóðû ñòåêëîâàíèÿ
() è
òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ
(). Ïðè
ýòîì ñëåäóåò
îòìåòèòü, ÷òî
ïî ïðàâèëó Áèìåíà
/ ≈
2,3. Óðàâíåíèå, ñâÿçûâàþùåå
òåìïåðàòóðó ñòåêëîâàíèÿ
ñ òåìïåðàòóðîé
ïëàâëåíèÿ, ïîëó÷åíî
íà îñíîâàíèè
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
äàííûõ [1, 2]:
, (6)
ãäå
( - ïàðöèàëüíûé
êîýôôèöèåíò
óïàêîâêè i-àòîìà);
- èíêðåìåíòû,
ó÷èòûâàþùèå
âêëàä ñèëüíûõ
ìåæìîëåêóëÿðíûõ
âçàèìîäåéñòâèé;
.
Äðóãîé
ïîäõîä îñíîâàí
íà ðàññìîòðåíèè
ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà ïîëèìåðà
êàê íàáîðà àíãàðìîíè÷åñêèõ
îñöèëëÿòîðîâ.
Ñîãëàñíî âûâîäàì,
ïðåäñòàâëåííûõ
â ðàáîòàõ [1, 2], òåìïåðàòóðó
ïëàâëåíèÿ () ïîëèìåðà
ìîæíî îïðåäåëèòü
êàê:
(7)
Çíà÷åíèå
îïðåäåëÿåòñÿ
÷èñëîì àòîìîâ
îáðàçóþùèõ ïîâòîðÿþùååñÿ
çâåíî. Íî òàê êàê
ñî÷åòàíèå íåêîòîðûõ
ãðóïï àòîìîâ
ïðèâîäèò ê äèïîëü
- äèïîëüíîìó âçàèìîäåéñòâèþ,
âîäîðîäíûì ñâÿçÿì
è ò.ä., òî ïîñëåäíèå
ìîæíî ó÷åñòü
ïóòåì äîáàâëåíèÿ
ê ýíåðãèÿì äèñïåðñèîííûõ
âçàèìîäåéñòâèé
òîé
äîëè ýíåðãèè
ñèëüíîãî ìåæìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ,
êîòîðàÿ îáóñëîâëåíà
âêëàäîì i-ãî
àòîìà. Òîãäà:
; ; è
ò.ä.,
ãäå
- âêëàä
àòîìà i-ãî
òèïà â äèïîëü
- äèïîëüíîå âçàèìîäåéñòâèå;
- âêëàä
i-ãî òèïà â
âîäîðîäíóþ ñâÿçü
è ò.ä.Ðàñ÷åòû, ïðîâåäåííûå
ïî óðàâíåíèþ
ïîêàçàëè, ÷òî
äëÿ ðÿäà ïîëèìåðîâ
äîñòàòî÷íî çíàòü
ïàðàìåòðû (òàáëèöà
24) [2].
Çíà÷åíèÿ
ïàðàìåòðîâ è
ðàçëè÷íûõ
àòîìîâ è òèïîâ
ìåæìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
äëÿ ðàñ÷åòà òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ áåðåì
èç òàáëèöû 21 [2]. Òåìïåðàòóðó
ñòåêëîâàíèÿ
áåðåì èç íàøåãî
ðàñ÷åòà. Òàêèì
îáðàçîì ðàññ÷èòàåì
ïî ïåðâîìó ñïîñîáó:
Ê
2.4 Òåìïåðàòóðà
äåñòðóêöèè
Ñîãëàñíî
[5] äåñòðóêöèÿ âûñîêîìîëåêóëÿðíûõ
ñîåäèíåíèé ýòî
ðàñùåïëåíèå ìàêðîìîëåêóë
íà íèçêîìîëåêóëÿðíûå
âåùåñòâà. Ïðè
íàãðåâàíèè ïîëèìåðà
ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå
åãî îáúåìà, ïðè÷åì
ýòî èçìåíåíèå
ñêëàäûâàåòñÿ
èç äâóõ ÷àñòåé:
óâåëè÷åíèå ñâîáîäíîãî
îáúåìà è èçìåíåíèå
äëèí ñâÿçåé. Àíàëèç
ýòèõ èçìåíåíèé
ïðèâåë ê ñëåäóþùåé
çàâèñèìîñòè
òåìïåðàòóðû íà÷àëà
èíòåíñèâíîé
òåðìè÷åñêîé
äåñòðóêöèè () îò
ïàðàìåòðîâ õèìè÷åñêîãî
ñòðîåíèÿ:
, (8)
ãäå
- ïàðöèàëüíûé
îáúåì ðàñøèðåíèÿ
i-ãî àòîìà,
âîçíèêàþùåãî
çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ
äëèí õèìè÷åñêèõ
ñâÿçåé. Ïðè ýòîì:
, (9)
ãäå
-ðàâíîâåñíîå
ðàññòîÿíèå ìåæäó
õèìè÷åñêèìè
àòîìàìè; Å - ýíåðãèÿ
äèññîöèàöèè
õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé.
Ñ ó÷åòîì óðàâíåíèé
(8) è (9) òåìïåðàòóðà
òåðìîäåñòðóêöèè
() îïðåäåëÿåòñÿ
èç ñîîòíîøåíèÿ:
, (10)
ãäå
ïàðàìåòð - ïàðàìåòð,
õàðàêòåðíûé
äëÿ êàæäîãî àòîìà
è òèïà ìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
è çàâèñÿùèé îò
ýíåðãèè õèìè÷åñêèõ
ñâÿçåé ðàñïàäàþùèõñÿ
â ïðîöåññå äåñòðóêöèè.
Ïðè ýòîì:
. (11)
Ïàðàìåòð
íàõîäèì
â òàáëèöå 3. 8. [2]. Ïðîèçâîäèì
ðàñ÷åò ïî âûøåèçëîæåííîé
ôîðìóëå:
= 532 Ê
Îêîëî 532 Ê ïîëèàêðèëîíèòðèë
íà÷èíàåò ðàñùåïëÿòüñÿ
íà íèçêîìîëåêóëÿðíûå
âåùåñòâà.
2.5 Ýíåðãèÿ
êîãåçèè è ïàðàìåòð
ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
Äëÿ ïðåäñêàçàíèÿ
ðàñòâîðèìîñòè
ïîëèìåðà â ðàçëè÷íûõ
îðãàíè÷åñêèõ
ðàñòâîðèòåëÿõ,
à òàêæå äëÿ ïðåäâàðèòåëüíîé
îöåíêè ñîâìåñòèìîñòè
ïîëèìåðîâ äðóã
ñ äðóãîì èëè ñ
ïëàñòèôèêàòîðàìè
÷àñòî ïîëüçóþòñÿ
òàêîé õàðàêòåðèñòèêîé,
êàê ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
(δ).
Ýòà
õàðàêòåðèñòèêà
ââåäåíà Ãèëüäåáðàíäîì
äëÿ îïèñàíèÿ ðàñòâîðîâ
íåýëåêòðîëèòîâ.
Ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíà îïðåäåëÿåòñÿ
èç ñîîòíîøåíèÿ:
, (12)
ãäå
; - ñêðûòàÿ
òåïëîòà èñïàðåíèÿ
æèäêîñòè; R - óíèâåðñàëüíàÿ
ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ;
Ò - àáñîëþòíàÿ
òåìïåðàòóðà;
V - ìîëüíûé îáúåì
æèäêîñòè. Êâàäðàò
ðàñòâîðèìîñòè
ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé ïëîòíîñòü
ýíåðãèè êîãåçèè
æèäêîñòè, ò.å. âåëè÷èíó
ýíåðãèè êîãåçèè,
äåëåííóþ íà ìîëüíûé
îáúåì [2]:
(13)
Ýòè
ïðåäñòàâëåíèÿ
ðàñïðîñòðàíåíû
è íà ïîëèìåðû,
ïðè÷åì îöåíêè
ïðèâîäÿòñÿ íà
ïîâòîðÿþùååñÿ
çâåíî. Òðóäíîñòü
çäåñü çàêëþ÷àåòñÿ
â òîì, ÷òî ýêñïåðèìåíòàëüíî
âåëè÷èíó δ ìîæíî îïðåäåëèòü
òîëüêî äëÿ íèçêîìîëåêóëÿðíûõ
æèäêîñòåé, èñïàðÿþùèõñÿ
áåç ðàçëîæåíèÿ.
Äëÿ ïîëèìåðîâ,
êîòîðûå íåëüçÿ
èñïàðèòü áåç
ðàçëîæåíèÿ, çíà÷åíèÿ
δ
îïðåäåëÿþòñÿ
êîñâåííûìè ìåòîäàìè
èëè ðàñ÷åòíûì
ïóòåì ïî èíêðåìåíòàì
ýíåðãèè äëÿ îòäåëüíûõ
àòîìîâ èëè ãðóïï
àòîìîâ. Ó÷åò õàðàêòåðà
óïàêîâêè ìîëåêóë
â æèäêîñòÿõ è
ïîëèìåðàõ ïðèâîäèò
ê ñëåäóþùåìó
óðàâíåíèþ äëÿ
ðàñ÷åòà ïëîòíîñòè
ýíåðãèè êîãåçèè:
, (14)
ãäå
- ýíåðãèÿ
êîãåçèè æèäêîñòè
èëè ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà ïîëèìåðà,
óìåíüøåííàÿ
âî ñòîëüêî ðàç,
âî ñêîëüêî ðàç,
âî ñêîëüêî Âàí-äåð-Âààëüñîâûé
îáúåì ìîëåêóëû
ìåíüøå ìîëüíîãî
îáúåìà; k - êîýôôèöèåíò
ìîëåêóëÿðíîé
óïàêîâêè æèäêîñòè
èëè ïîëèìåðà.
Âåëè÷èíà
ÿâëÿåòñÿ
àääèòèâíîé è
ïðåäñòàâëÿåòñÿ
â âèäå , ãäå
- âêëàä
êàæäîãî àòîìà
èëè òèïà ìåæìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
â .
Çíà÷åíèå
áåðåì
èç òàáëèöû 43 [2]:
δ = 11,9(êàë/ñì3)1/2= 49,8 Äæ/
Ïîëèàêðèëîíèòðèë
ìîæåò ðàñòâîðÿòüñÿ
â îðãàíè÷åñêèõ
ðàñòâîðèòåëÿõ
ïðè δ
= 11,9(êàë/ñì3)1/2
2.6 Êðèòåðèé
ðàñòâîðèìîñòè.
Ïðîáëåìà ïðåäñêàçàíèÿ
ðàñòâîðèìîñòè
ïîëèìåðîâ ÿâëÿåòñÿ
àêòóàëüíîé â
òå÷åíèå ìíîãèõ
ëåò. Îäèí èç ñïîñîáîâ
ïðåäâàðèòåëüíîé
îöåíêè ðàñòâîðèìîñòè
ïîëèìåðà ÿâëÿåòñÿ
ñîãëàñîâàíèå
âåëè÷èí ïàðàìåòðîâ
ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
äëÿ ïîëèìåðà δï è ðàñòâîðèòåëÿ
δð. Ïðè ýòîì
ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî
åñëè ñîáëþäàåòñÿ
óñëîâèå δï ≈
δð, òî
ìîæíî îæèäàòü
ðàñòâîðåíèÿ ïîëèìåðà
â äàííîì ðàñòâîðèòåëå.
Îïûò ïîêàçûâàåò,
îäíàêî, ÷òî ñ ïîìîùüþ
òàêîãî ñîïîñòàâëåíèÿ
ìîæíî ëèøü óâåðåííî
«îòáðîñèòü» òå
ðàñòâîðèòåëè,
â êîòîðûõ ðàñòâîðåíèå
äàííîãî ïîëèìåðà
ïðîèñõîäèòü íå
áóäåò. Ýòî ñèñòåìû,
äëÿ êîòîðûõ δï>>δð èëè δï>>δð. Ñ ïîìîùüþ
òàêîé îöåíêè
óäàåòñÿ çíà÷èòåëüíî
ñóçèòü êðóã ïîäëåæàùèõ
ïðîâåðêå ðàñòâîðèòåëåé,
â êîòîðûõ ïîëèìåð
ìîæåò ðàñòâîðÿòüñÿ.
Îöåíêè è îïûò
ïîêàçûâàåò, ÷òî,
íàïðèìåð, èç 160 ðàñòâîðèòåëåé
ìîæíî òàêèì ñïîñîáîì
ñðàçó æå äëÿ êàæäîãî
ïîëèìåðà èñêëþ÷èòü
èç ðàññìîòðåíèÿ
120-130 îðãàíè÷åñêèõ
æèäêîñòåé, êàê
ÿâíî íå ïðèãîäíûõ
äëÿ ðàñòâîðåíèÿ.
 îñòàâøèõñÿ
ðàñòâîðèòåëÿõ,
ïîä÷èíÿþùèõñÿ
óñëîâèþ δï≈δð, ïðèìåðíî
â ïîëîâèíå èç
íèõ ïîëèìåð áóäåò
ðàñòâîðèì. Óñëîâèå
ïðåäñêàçàíèÿ
ðàñòâîðèìîñòè
ïîëèìåðà ó÷èòûâàåò
íå òîëüêî õèìè÷åñêîå
ñòðîåíèå, íî è
êîíêðåòíóþ íàäìîëåêóëÿðíóþ
ñòðóêòóðó ïîëèìåðà:
, ãäå
;
è - ïàðàìåòðû
Ãèëüäåáðàíäà
ñîîòâåòñòâåííî
äëÿ ïîëèìåðà è
ðàñòâîðèòåëÿ;
- êîíñòàíòà;
è
- ïîâåðõíîñòíîå
íàòÿæåíèå ïîëèìåðà
è ðàñòâîðèòåëÿ
ñîîòâåòñòâåííî.
Ïî
òàáëèöå 7.3. [1] âûïèñûâàåì
ïÿòü ðàñòâîðèòåëåé,
ó êîòîðûõ δð ≈ 11,9(êàë/ñì3)1/2:
· í-Ïðîïàíîë δ
= 11,9 (êàë/ñì3)1/2;
· Äèìåòèëôîðìàìèä
δ
= 11,8 (êàë/ñì3)1/2;
· Íèòðîìåòàí
δ
= 11,7 (êàë/ñì3)1/2;
· Äèïðîïèëñóëüôîí
δ
= 11,7 (êàë/ñì3)1/2;
· Àöåòîíèòðèë
δ = 11,7 (êàë/ñì3)1/2.
2.7 Ïîêàçàòåëü
ïðåëîìëåíèÿ
Ñðåäè îïòè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ïîëèìåðîâ
âàæíåéøèì ÿâëÿåòñÿ
ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ.
Ýòà õàðàêòåðèñòèêà
ñàìûì íåïîñðåäñòâåííûì
îáðàòîì ñâÿçàíà
ñ äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòüþ
âåùåñòâà. Â îáùåì
ñëó÷àå â ñòàòè÷åñêóþ
äèýëåêòðè÷åñêóþ
ïðîíèöàåìîñòü
âíîñÿò âêëàä
òðè ìîëåêóëÿðíûõ
ïðîöåññà: îðèåíòàöèÿ
ïîñòîÿííûõ ìîìåíòîâ
â ïîëå, îòíîñèòåëüíîå
ñìåùåíèå ïîëîæèòåëüíûõ
è îòðèöàòåëüíûõ
èîíîâ âíóòðè
ìîëåêóëû è ñìåùåíèå
ýëåêòðîíîâ îòíîñèòåëüíî
ÿäåð. Ýòè òðè ïðîöåññà
îïèñûâàþò ñîîòâåòñòâåííî
îðèåíòàöèîííóþ,
àòîìíóþ è ýëåêòðîííóþ
ïîëÿðèçàöèè.
Èçìåíåíèå ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ ï
â çàâèñèìîñòè
îò ïëîòíîñòè
ïðè äàííîé ÷àñòîòå
ñ ïîïðàâêîé Ëîðåíöà
ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíó:
, (15)
ãäå
Ì - ìîëåêóëÿðíàÿ
ìàññà (ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà â ñëó÷àå
ïîëèìåðîâ); - ïëîòíîñòü;
R - ìîëüíàÿ ðåôðàêöèÿ.
Ìîëüíàÿ ðåôðàêöèÿ
(R) ÿâëÿåòñÿ
àääèòèâíîé âåëè÷èíîé
è ñêëàäûâàåòñÿ
èç ðåôðàêöèé
(Ri) îòäåëüíûõ
àòîìîâ è òèïîâ
õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé.
Â
ñëó÷àå ñòåêëîîáðàçíûõ
ïîëèìåðîâ âåëè÷èíà
ρ
ðàññ÷èòûâàåòñÿ
ïî ôîðìóëå:
, (16)
ãäå
- ÷èñëî
Àâîãàäðî; - ñðåäíèé
êîýôôèöèåíò
ìîëåêóëÿðíîé
óïàêîâêè (äëÿ áëî÷íûõ
ìîíîëèòíûõ òåë
= 0,681,
äëÿ ïëåíîê = 0,695)
[1, 2].
Ri - ãðóïïîâîé
âêëàä êàæäîãî
âèäà àòîìîâ âõîäÿùèõ
â ìîëåêóëó è êàæäîãî
âèäà ìîëåêóëÿðíûõ
âçàèìîäåéñòâèé.
Çíà÷åíèÿ
- ñðåäíÿÿ
âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà
ìîëåêóëÿðíîé
óïàêîâêè îòâåðæäåííûõ
ñåòîê ïðè èõ òåìïåðàòóðå
ñòåêëîâàíèÿ,
à çíà÷åíèÿ Ri èç òàáëèöû
27 [2].
2.8 Êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ñðåäè îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ
ïîêàçàòåëåé
íàèáîëåå âàæíûì
ÿâëÿåòñÿ êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ñσ
- êîýôôèöèåíò
ïðîïîðöèîíàëüíîñòè
ìåæäó âåëè÷èíîé
äâîéíîãî ëó÷åïðåëîìëåíèÿ
Δn è íàïðÿæåíèåì
σ,
âûçûâàþùèì
ýòî äâîéíîå ëó÷åïðåëîìëåíèå
[1]:
(17)
Ñðåäè
îïòè÷åñêè ÷óâñòâèòåëüíûõ
ìàòåðèàëîâ ïîäàâëÿþùåå
áîëüøèíñòâî
- ïîëèìåðíûå ìàòåðèàëû.
Âåëè÷èíà Ñσ äëÿ íèõ îïðåäåëÿåòñÿ
â ïåðâóþ î÷åðåäü
õèìè÷åñêèì ñòðîåíèåì
ïîëèìåðà (â ïðåäåëàõ
îäíîãî ôèçè÷åñêîãî
ñîñòîÿíèÿ - ñòåêëîîáðàçíîãî
èëè âûñîêîýëàñòè÷åñêîãî).
Äëÿ êîëè÷åñòâåííîé
îöåíêè âëèÿíèÿ
õèìè÷åñêîãî
ñòðîåíèÿ ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà ïîëèìåðà
íà êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ñσ
ïðåäëîæåíî
ñîîòíîøåíèå:
, (18)
Ãäå
Ñi - èíêðåìåíòû,
õàðàêòåðèçóþùèå
âêëàäû êàæäîãî
àòîìà è òèïà
ìåæìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
â êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
(Òàáëèöà 29 [2]); NA - ÷èñëî
Àâîãàäðî; Ï - óíèâåðñàëüíûé
ïàðàìåòð, ðàâíûé
0,3544∙10-4 ñì2/êã èëè
0,3544∙10-3 ÌÏà-1∙ñì3/ìîëü.
ÌÏà-1
2.9 Äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
Ðàñ÷åò äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïîëèìåðîâ ïî èõ
õèìè÷åñêîìó
ñòðîåíèþ ÿâëÿåòñÿ
âàæíîé çàäà÷åé
ñ òî÷êè çðåíèÿ
íàïðàâëåííîãî
ñèíòåçà ïîëèìåðîâ
ñ çàäàííîé äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòüþ,
à òàêæå äëÿ îöåíêè
ïîëÿðíîñòè (ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà) ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà ïîëèìåðà,
÷òî èìååò ñóùåñòâåííîå
çíà÷åíèå äëÿ
ïðåäñêàçàíèÿ
ðàñòâîðèìîñòè
ïîëèìåðà. Ïîòîìó
êîëè÷åñòâåííóþ
îöåíêó äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïîëåçíî òàêæå
ïðîâîäèòü è äëÿ
îðãàíè÷åñêèõ
æèäêîñòåé, ÿâëÿþùèõñÿ
ðàñòâîðèòåëÿìè
ïîëèìåðîâ.
Ôîðìóëà äëÿ ðàñ÷åòà
äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
(ε) âûãëÿäèò
ñëåäóþùèì îáðàçîì
[2]:
, (19)
ãäå
Ð - ìîëüíàÿ ïîëÿðèçóåìîñòü,
ÿâëÿåòñÿ àääèòèâíîé
âåëè÷èíîé è ñêëàäûâàåòñÿ
èç ïîëÿðèçóåìîñòè
àòîìîâ, à òàêæå
èç èíêðåìåíòîâ
ïîëÿðèçóåìîñòè,
ñâÿçàííûõ ñ íàëè÷èåì
ðàçëè÷íûõ òèïîâ
õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé
(äâîéíàÿ, òðîéíàÿ)
è ñ äðóãèìè îñîáåííîñòÿìè
ìîëåêóë. Äëÿ íåïîëÿðíûõ
ìîëåêóë äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
îáóñëîâëåíà
òîëüêî äåôîðìàöèîííîé
ïîëÿðèçàöèåé
è, ñîãëàñíî ñîîòíîøåíèþ
Ìàêñâåëëà, ïðàêòè÷åñêè
ñîâïàäàåò ñ êâàäðàòîì
ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ
â îáëàñòè âûñîêèõ
÷àñòîò ε ≈ n2. Äëÿ òàêèõ
ïîëèìåðîâ ìîëüíàÿ
ðåôðàêöèÿ R ïðàêòè÷åñêè
ñîâïàäàåò ñ ìîëÿðíîé
ïîëÿðèçàöèåé
Ð. Äëÿ ïîëÿðíûõ
ìîëåêóë êàðòèíà
íåñêîëüêî îñëîæíÿåòñÿ.
Ïîä äåéñòâèåì
ýëåêòðè÷åñêîãî
ïîëÿ ó íèõ ïðîèñõîäèò
îðèåíòàöèÿ ïîñòîÿííûõ
äèïîëåé. Ýòè äèïîëè
âîçíèêàþò çà
ñ÷åò íàëè÷èÿ
ïîëÿðíûõ ãðóïï
â ïîëèìåðå, òàêèõ,
êàê -ÎÍ, -ÑÎ-, -ÑÎÎ-
è ò.ä. ýòî ïðèâîäèò
ê òîìó, ÷òî âåëè÷èíà
ïîëÿðèçàöèè Ð
äëÿ ýòèõ ãðóïï
ïðåâûøàåò âåëè÷èíó
ðåôðàêöèè R. Ó÷èòûâàÿ
âûøåñêàçàííîå,
âåëè÷èíà ïîëÿðèçóåìîñòè
çàïèñûâàåòñÿ
êàê:
Ði = Ri + ∆Ri,
(20)
ãäå
Ri - ìîëÿðíàÿ
ðåôðàêöèÿ äàííîé
ãðóïïû;
∆Ri - ïîïðàâêà
íà îðèåíòàöèþ
äèïîëåé (òàáëèöà
34 [2])
Âåëè÷èíû
ýòè âû÷èñëåíû
ñ ïîìîùüþ ëèíåéíîãî
ðåãðåññèîííîãî
àíàëèçà íà îñíîâàíèè
ñðàâíåíèÿ ïîêàçàòåëåé
ïðåëîìëåíèÿ è
äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
áîëüøîãî ÷èñëà
ïîëÿðíûõ ïîëèìåðîâ.
Òîãäà ó÷èòûâàÿ
ïîïðàâêó () óðàâíåíèå
() ìîæíî çàïèñàòü
êàê:
(21)
Äëÿ
áîëåå òî÷íîãî
ðàñ÷åòà äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïîëèìåðîâ ïðè
êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå
æåëàòåëüíî ó÷èòûâàòü
òåìïåðàòóðíóþ
çàâèñèìîñòü
êîýôôèöèåíòà
ìîëåêóëÿðíîé
óïàêîâêè. Ýòî
îòíîñèòñÿ â ïåðâóþ
î÷åðåäü ê ïîëèìåðàì,
íàõîäÿùèìñÿ
ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå â
âûñîêîýëàñòè÷åñêîì
ñîñòîÿíèè [2].
Ïî
ïîëó÷åííîìó
çíà÷åíèþ äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ìû ìîæåì îöåíèòü
ïîëÿðíîñòü (ìàãíèòíûé
ìîìåíò) ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà ïîëèìåðà,
÷òî èìååò ñóùåñòâåííîå
çíà÷åíèå äëÿ
ïðåäñêàçàíèÿ
ðàñòâîðèìîñòè
ïîëèìåðà.
2.10 Òåïëîåìêîñòü
Ïîä òåïëîåìêîñòüþ
ïîäðàçóìåâàþò
êîëè÷åñòâî òåïëà,
êîòîðîå íóæíî
çàòðàòèòü íà
íàãðåâàíèå òåëà
íà 1°Ñ. Ðàçëè÷àþò
ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü,
åñëè ðå÷ü èäåò
î ìîëå âåùåñòâà,
è óäåëüíóþ òåïëîåìêîñòü,
åñëè ðå÷ü èäåò
îá 1 ã âåùåñòâà.
Òåïëîåìêîñòü
ïðè ïîñòîÿííîì
äàâëåíèè Ñð ðàâíÿåòñÿ
ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ
ýíòàëüïèè ñ ðîñòîì
òåìïåðàòóðû, à
òåïëîåìêîñòü
ïðè ïîñòîÿííîì
îáúåìå Cv -ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ
âíóòðåííåé ýíåðãèè
ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû.
 äîâîëüíî øèðîêîì
èíòåðâàëå òåìïåðàòóð
òåïëîåìêîñòü
óâåëè÷èâàåòñÿ
ëèíåéíî ñ ðîñòîì
òåìïåðàòóðû, ïðè÷åì
òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
ðîñòà òåïëîåìêîñòè
äëÿ òâåðäûõ ïîëèìåðîâ
èìååò ñðåäíþþ
âåëè÷èíó 3∙10-3. Ïðè
ôàçîâîì èëè ôèçè÷åñêîì
ïåðåõîäå ïîëèìåðà
òåïëîåìêîñòü
ìåíÿåòñÿ ñêà÷êîì.
Íàïðèìåð, ïðè
ïåðåõîäå èç ñòåêëîîáðàçíîãî
ñîñòîÿíèÿ â âûñîêîýëàñòè÷åñêîå
íàáëþäàåòñÿ
äîñòàòî÷íî ðåçêèé
ñêà÷îê òåïëîåìêîñòè
â ñòîðîíó åå óâåëè÷åíèÿ.
Ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ
ôèçè÷åñêîãî
ïåðåõîäà òåïëîåìêîñòü
âíîâü íà÷èíàåò
ñëàáî óâåëè÷èâàòüñÿ
ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû.
Òåïëîåìêîñòü
ïîëèìåðîâ çàâèñèò
îò èõ õèìè÷åñêîãî
ñòðîåíèÿ.
Íàèáîëåå íèçêîé
òåïëîåìêîñòüþ
ñðåäè óãëåâîäîðîäíûõ
ïîëèìåðîâ îáëàäàåò
ïîëèýòèëåí è
ïîëèîêñèìåòèëåí.
Ïðè çàìåùåíèè
àòîìîâ âîäîðîäà
íà ïîëÿðíûå ãðóïïû
òåïëîåìêîñòü
âîçðàñòàåò. Ïðè
ïåðåõîäå îò àëèôàòè÷åñêèõ
ïîëèìåðîâ ê àðîìàòè÷åñêèì
íàáëþäàåòñÿ
ñóùåñòâåííîå
âîçðàñòàíèå
òåïëîåìêîñòè.
Ìîëÿðíàÿ òåïëîåìêîñòü
ïîëèìåðíîãî òåëà
ïðîïîðöèîíàëüíà
Âàí-äåð-Âààëüñîâîìó
îáúåìó àòîìîâ,
âõîäÿùèõ â ïîâòîðÿþùååñÿ
çâåíî ïîëèìåðà
[1, 2]. Èíûìè ñëîâàìè:
(22.1)
è
, (22.2)
ãäå
è
- ìîëÿðíûå
òåïëîåìêîñòè
ïîëèìåðà, íàõîäÿùåãîñÿ
â ñòåêëîîáðàçíîì
è âûñîêîýëàñòè÷åñêîì
ñîñòîÿíèè, ñîîòâåòñòâåííî;
è
- èíêðåìåíòû
äëÿ êàæäîãî àòîìà,
èìåþùèå ñìûñë
ïðèâåäåííîé ê
åäèíèöå Âàí-äåð-Âààëüñîâîãî
îáúåìà òåïëîåìêîñòè,
äåéñòâóþùèå,
ñîîòâåòñòâåííî,
â ñòåêëîîáðàçíîì
è âûñîêîýëàñòè÷åñêîì
ñîñòîÿíèÿõ. è
- ïàðàìåòðû,
ðàâíûå = 0,77 êàë/(ìîëü∙ãðàä),
= 0,69 êàë/(ìîëü∙ãðàä).
Ïàðàìåòðû
è
áåðåì
èç òàáëèöû 51 [2].
.11 Òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
Òåïëîâîå ðàñøèðåíèå
òåë ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì
àíãàðìîíè÷íîñòè
òåïëîâûõ êîëåáàíèé
÷àñòèö òåëà. Â
ñëó÷àå ïîëèìåðîâ
òåïëîâîå ðàñøèðåíèå
èìååò ðÿä îñîáåííîñòåé,
ñâÿçàííûõ ñ ðàçëè÷íûìè
ôèçè÷åñêèìè
ïåðåõîäàìè ïîëèìåðà
ïî ìåðå ðîñòà òåìïåðàòóðû.
Âåëè÷èíà αG ñíèæàåòñÿ
ñ óìåíüøåíèåì
òåìïåðàòóðû, ò.å.
äèëàòîìåòðè÷åñêàÿ
çàâèñèìîñòü
ïðè T<Tg íå ÿâëÿåòñÿ
ïðÿìîé.
Â
ðàñ÷åòàõ íåîáõîäèìî
ó÷èòûâàòü âêëàäû
Âàí-äåð-Âààëüñîâîãî
îáúåìà êàæäîãî
àòîìà îò îáùåãî
ïîâòîðÿþùåãîñÿ
Âàí-äåð-Âààëüñîâîãî
îáúåìà ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà.
Êðîìå
òîãî, ñîâåðøåííî
íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü
âëèÿíèå ñèëüíûõ
ìåæìîëåêóëÿðíûõ
âçàèìîäåéñòâèé,
êîòîðûå âîçíèêàþò
ïðè íàëè÷èè â
ïîâòîðÿþùåìñÿ
çâåíà ïîëèìåðà
ðàçëè÷íûõ ïîëÿðíûõ
ãðóïï. Ñþäà â ïåðâóþ
î÷åðåäü îòíîñÿòñÿ
òàêèå ãðóïïû,
êàê ñëîæíàÿ ýôèðíàÿ
ãðóïïà, íèòðèëüíàÿ,
ðàçëè÷íûå ãàëîãåíû,
êîòîðûìè çàìåùàþòñÿ
àòîìà âîäîðîäà
(-CHCl-, -ÑHF-, -CF3) è ò.ä.
ýòè ãðóïïû ïðèâîäÿò
ê äèïîëü - äèïîëüíîìó
âçàèìîäåéñòâèþ
ðàçëè÷íîãî òèïà.
Îäíàêî
ïîñêîëüêó Âàí-äåð-Âààëüñîâûé
îáúåì êàæäîé
ïîëÿðíîé ãðóïïû
ðàçëè÷åí, òî, êàê
áóäåò âèäíî èç
äàëüíåéøåãî,
âêëàä êàæäîé ïîëÿðíîé
ãðóïïû â êîýôôèöèåíò
òåðìè÷åñêîãî
ðàñøèðåíèÿ òàêæå
ðàçëè÷åí. îòíîñèòåëüíî
âîäîðîäíûõ ñâÿçåé
ìîæíî îãðàíè÷èòüñÿ
îäíèì çíà÷åíèåì
ïàðàìåòðà βh, õàðàêòåðèçóþùåãî
ýíåðãèþ âîäîðîäíûõ
ñâÿçåé.
Â
ðåçóëüòàòå ïîëó÷åíî
ñîîòíîøåíèå
äëÿ ðàñ÷åòà òåðìè÷åñêîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
äëÿ ïîëèìåðîâ,
íàõîäÿùèõñÿ
â ñòåêëîîáðàçíîì
ñîñòîÿíèè, â âèäå:
, (23)
ãäå
- ïàðöèàëüíûå
êîýôôèöèåíòû
îáúåìíîãî òåðìè÷åñêîãî
ðàñøèðåíèÿ, îáóñëîâëåííîãî
ñëàáûì äèñïåðñèîííûì
âçàèìîäåéñòâèåì
i-ãî àòîìà
ñ ñîñåäíèìè àòîìàìè;
- Âàí-äåð-Âààëüñîâûé
îáúåì i-ãî
àòîìà; - ïàðàìåòðû,
õàðàêòåðèçóþùèå
âêëàä êàæäîãî
òèïà ñïåöèôè÷åñêîãî
ìîëåêóëÿðíîãî
âçàèìîäåéñòâèÿ
(äèïîëü - äèïîëüíîå,
âîäîðîäíûå ñâÿçè)
â êîýôôèöèåíò
òåðìè÷åñêîãî
ðàñøèðåíèÿ.
Âñå
íåîáõîäèìûå
ïàðàìåòðû áåðåì
èç òàáëèöû 13 [2].
2.12 Ïëîòíîñòü ïîëèìåðà
â òâåðäîì ñîñòîÿíèè
Èçìåíåíèå
õèìè÷åñêîãî
ñòðîåíèÿ ïîëèìåðà
íå ìîæåò ñóùåñòâåííî
ïîâëèÿòü íà äîëþ
çàíÿòîãî îáúåìà
â àìîðôíîì ïîëèìåðíîì
òåëå, à ñàìà âåëè÷èíà
ïëîòíîñòè çàâèñèò
òîëüêî îò ñîîòíîøåíèÿ
ìàññà è îáúåìà
ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà [2].
Ïëîòíîñòü
ïîëèìåðà ìîæåò
áûòü ðàññ÷èòàíà
ïî óðàâíåíèþ:
, (24)
ãäå
- ïëîòíîñòü
ïîëèìåðíîãî òåëà;
- ìîëåêóëÿðíàÿ
ìàññà ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà;
- ÷èñëî
Àâîãàäðî.
3.
Ðàñ÷åò ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ
ñâîéñòâ çàìåùåííîãî
ïîëèàêðèëîíèòðèëà
.1
Ðàñ÷åò 1-çàìåùåííîãî
ïîëèìåðà
.1.1
Ðàñ÷åò Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
(N
Ðèñ. 2. Ïîëèàêðèëîíèòðèë
1-çàìåùåííûé
ñ óêàçàíèåì
èíêðåìåíòîâ
îáúåìîâ ðàçëè÷íûõ
àòîìîâ.
ΔVC,6 = 9 Å3 Δ=15,9 Å3
ΔVC,13 = 17,2
Å Δ=2 Å3
ΔVN,148 = 10
Å3
Ñóììà
Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ ðàâíà:
ΣΔVi = ΔVC,6 ·2 + ΔVC,13 + ΔVC,68 + ΔVH,120 ∙ 5 + ΔVN,148
ΣΔVi
= 71,1 Å3
3.1.2 Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ñòåêëîâàíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (5).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 340,3 Ê.
.1.3 Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (6).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
=88,1 Ê.
.1.4
Òåìïåðàòóðà äåñòðóêöèè
Ðàñ÷åò
òåìïåðàòóðû äåñòðóêöèè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (10).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 664,3 Ê
.1.5 Ýíåðãèÿ êîãåçèè
è ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
Ðàñ÷åò ýíåðãèè
êîãåçèè ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (14).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
δ = 11,1 (êàë/ñì3)1/2=46,47·Äæ/
.1.6
Êðèòåðèé ðàñòâîðèìîñòè
Ïî
òàáëèöå 7.3. [1] âûïèñûâàåì
ïÿòü ðàñòâîðèòåëåé,
ó êîòîðûõ δð ≈ 11,1 (êàë/ñì3)1/2:
· 1,1,2,2-Òåòðàáðîìïðîïàí
δ
=11,1 (êàë/ñì3)1/2;
· Ìàñëÿíàÿ êèñëîòà
δ
= 11,1 (êàë/ñì3)1/2;
· Äèèîäìåòàí
δ
= 11,3 (êàë/ñì3)1/2;
· í-Áóòàíîë
δ
= 11,3 (êàë/ñì3)1/2;
· Äèìåòèëàöåòàìèä
δ
= 11,3 (êàë/ñì3)1/2.
.1.7 Ïîêàçàòåëü
ïðåëîìëåíèÿ
Ðàñ÷åò ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (16).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.1.8 Êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (18).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
ÌÏà-1
3.1.9 Äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
Ðàñ÷åò äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (21).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
2,83
.1.10
Òåïëîåìêîñòü
Ðàñ÷åò
òåïëîåìêîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëàì (22.1) è
(22.2).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.1.11
Òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
Ðàñ÷åò
òåìïåðàòóðíîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (23). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
3.1.12
Ïëîòíîñòü ïîëèìåðà
â òâåðäîì ñîñòîÿíèè
Ðàñ÷åò
ïëîòíîñòè ïîëèìåðà
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (24). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.2
Ðàñ÷åò 2-çàìåùåííîãî
ïîëèìåðà
.2.1
Ðàñ÷åò Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
Òîãäà Âàí-äåð-Âààëüñîâûå
îáúåìû ðàâíû:
(N)
Ðèñ. 3. Ïîëèàêðèëîíèòðèë
2-çàìåùåííûé
ñ óêàçàíèåì
èíêðåìåíòîâ
îáúåìîâ ðàçëè÷íûõ
àòîìîâ.
ΔVC,6
= 9 Å3
Δ= 13,1 Å3
ΔVC,13 = 17,2 Å3
Δ=15,9 Å3
ΔVH,120= 2 Å3
ΔVN,148= 10
Å3
Ñóììà
Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ:
ΣΔVi = ΔVC,6 ∙ 2 + ΔΔVC,13 + Δ+ ΔVH,120 ∙ 7 + ΔVN,148
ΣΔVi = 88,2 Å3
3.2.2 Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ñòåêëîâàíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (5).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 305,1 Ê.
.2.3 Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (6).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 91,5 Ê.
.2.4
Òåìïåðàòóðà äåñòðóêöèè
Ðàñ÷åò
òåìïåðàòóðû äåñòðóêöèè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (10).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 671,6 Ê
.2.5 Ýíåðãèÿ êîãåçèè
è ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
Ðàñ÷åò ýíåðãèè
êîãåçèè ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (14).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
δ = 10,6 (êàë/ñì3)1/2=44,25·Äæ/
.2.6 Êðèòåðèé ðàñòâîðèìîñòè
Ïî òàáëèöå 7.3.
[1] âûïèñûâàåì ïÿòü
ðàñòâîðèòåëåé,
ó êîòîðûõ δð≈10,6(êàë/ñì3)1/2:
· 1,2,3,-Òðèáðîìïðîïàí
δ
= 10,5 (êàë/ñì3)1/2;
· î-Íèòðîòîëóîë
δ
= 10,5 (êàë/ñì3)1/2;
· ì-Íèòðîòîëóîë
δ
= 10,5 (êàë/ñì3)1/2;
· Àêðèëîíèòðèë
δ = 10,7 (êàë/ñì3)1/2;
· í-Ãåêñàíîë
δ
= 10,4 (êàë/ñì3)1/2.
.2.7 Ïîêàçàòåëü
ïðåëîìëåíèÿ
Ðàñ÷åò ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (16).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.2.8 Êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (18). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
ÌÏà-1
3.2.9 Äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
Ðàñ÷åò äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (21).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.2.10 Òåïëîåìêîñòü
Ðàñ÷åò òåïëîåìêîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëàì (22.1) è
(22.2).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.2.11 Òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðíîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (23). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.2.12 Ïëîòíîñòü ïîëèìåðà
â òâåðäîì ñîñòîÿíèè.
Ðàñ÷åò ïëîòíîñòè
ïîëèìåðà ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (24). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.3 Ðàñ÷åò 3-çàìåùåííîãî
ïîëèìåðà
.3.1 Ðàñ÷åò Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
Òîãäà Âàí-äåð-Âààëüñîâûå
îáúåìû ðàâíû:
(N
Ðèñ. 4. Ïîëèàêðèëîíèòðèë
3-çàìåùåííûé
ñ óêàçàíèåì
èíêðåìåíòîâ
îáúåìîâ ðàçëè÷íûõ
àòîìîâ.
ΔVC,6
= 9 Å3
Δ= 13,1 Å3
ΔVC,13 = 17,2
Å3
Δ=15,9 Å3
ΔVH,120= 2 Å3
ΔVN,148= 10
Å3
Ñóììà
Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ:
ΣΔVi = ΔVC,6 ∙ 2 + ΔΔVC,13 + Δ+ ΔVH,120 ∙ 9 + ΔVN,148
ΣΔVi
= 105,3 Å3
.3.2 Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ñòåêëîâàíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (5).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 285,1 Ê.
3.3.3 Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (6).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 94,95 Ê.
.3.4
Òåìïåðàòóðà äåñòðóêöèè
Ðàñ÷åò
òåìïåðàòóðû äåñòðóêöèè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (10).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
Td = 676,6 Ê
.3.5 Ýíåðãèÿ êîãåçèè
è ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà.
Ðàñ÷åò ýíåðãèè
êîãåçèè ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (14).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
δ = 10,2 (êàë/ñì3)1/2=42,66·/
.3.6 Êðèòåðèé ðàñòâîðèìîñòè
Ïî òàáëèöå 7.3.
[1] âûïèñûâàåì ïÿòü
ðàñòâîðèòåëåé,
ó êîòîðûõ δð≈10,2(êàë/ñì3)1/2:
· Èîäáåíçîë δ
= 10,2 (êàë/ñì3)1/2;
· í-Ãåïòàíîë
δ
= 10,2 (êàë/ñì3)1/2;
· Ìåòàêðèëîíèòðèë
δ
= 10,2 (êàë/ñì3)1/2;
· Òåòðàõëîðýòàí
δ
= 10,3 (êàë/ñì3)1/2;
· Àöåòàëüäåãèä
δ
= 10,3 (êàë/ñì3)1/2.
3.3.7.Ïîêàçàòåëü
ïðåëîìëåíèÿ
Ðàñ÷åò ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (16).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.3.8 Êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (18). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
ÌÏà-1
3.3.9 Äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
Ðàñ÷åò äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (21).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.3.10 Òåïëîåìêîñòü
Ðàñ÷åò òåïëîåìêîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëàì (22.1) è
(22.2).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.3.11 Òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðíîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (23). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.3.12 Ïëîòíîñòü ïîëèìåðà
â òâåðäîì ñîñòîÿíèè
Ðàñ÷åò ïëîòíîñòè
ïîëèìåðà ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (24). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.4 Ðàñ÷åò 4-çàìåùåííîãî
ïîëèìåðà
.4.1 Ðàñ÷åò Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
Òîãäà Âàí-äåð-Âààëüñîâûå
îáúåìû ðàâíû:
(N
Ðèñ. 5. Ïîëèàêðèëîíèòðèë
4-çàìåùåííûé
ñ óêàçàíèåì
èíêðåìåíòîâ
îáúåìîâ ðàçëè÷íûõ
àòîìîâ.
ΔVC,6
= 9 Å3
ΔVC,68 = 15,9
Å
ΔVC,80 = 9,1 Å3
ΔVH,120 = 2 Å3
ΔVN,148 = 10
Å3
Δ Å3
Ñóììà
Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ:
ΣΔVi = ΔVC,6 + ΔVC,68 + ΔVC,80 + ΔVH,120 + ΔVN,148+Δ·2
ΣΔVi = 64 Å3
.4.2 Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ñòåêëîâàíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (5).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 370,1 Ê.
3.4.3 Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (6).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
=31,8 Ê.
.4.4
Òåìïåðàòóðà äåñòðóêöèè
Ðàñ÷åò
òåìïåðàòóðû äåñòðóêöèè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (10).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
Td = 685,3 Ê
.4.5 Ýíåðãèÿ êîãåçèè
è ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
Ðàñ÷åò ýíåðãèè
êîãåçèè ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (14).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
δ = 10,9 (êàë/ñì3)1/2=45,72 Äæ/
.4.6
Êðèòåðèé ðàñòâîðèìîñòè
Ïî
òàáëèöå 7.3. [1] âûïèñûâàåì
ïÿòü ðàñòâîðèòåëåé,
ó êîòîðûõ δð ≈ 10,9 ( êàë/ñì3)1/2:
· Öèêëîãåêñàíîë
δ
= 10,95 (êàë/ñì3)1/2;
· Àíèëèí δ
= 10,95 (êàë/ñì3)1/2;
· Íèòðîáåíçîë
δ
= 10,9 (êàë/ñì3)1/2;
· Ïðîïèîíèòðèë
δ
= 10,85 (êàë/ñì3)1/2;
· Èçîáóòèëîâûé
ñïèðò δ = 10,9 (êàë/ñì3)1/2.
.4.7 Ïîêàçàòåëü
ïðåëîìëåíèÿ
Ðàñ÷åò ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (16).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
4
.4.8
Êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ðàñ÷åò
êîýôôèöèåíòà
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (18).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
ÌÏà-1
3.4.9 Äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
Ðàñ÷åò äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (21).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.4.10 Òåïëîåìêîñòü
Ðàñ÷åò òåïëîåìêîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëàì (22.1) è
(22.2).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
3.4.11 Òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðíîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (23). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.4.12 Ïëîòíîñòü ïîëèìåðà
â òâåðäîì ñîñòîÿíèè
Ðàñ÷åò ïëîòíîñòè
ïîëèìåðà ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (24). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.5 Ðàñ÷åò 5-çàìåùåííîãî
ïîëèìåðà
.5.1 Ðàñ÷åò Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ
Òîãäà Âàí-äåð-Âààëüñîâûå
îáúåìû ðàâíû:
(N
Ðèñ. 6. Ïîëèàêðèëîíèòðèë
5-çàìåùåííûé
ñ óêàçàíèåì
èíêðåìåíòîâ
îáúåìîâ ðàçëè÷íûõ
àòîìîâ.
ΔVC,6
= 9 Å3
ΔVC,68
= 15,9 Å
ΔVC,80
= 9,1 Å3
ΔVH,120
= 2 Å3
ΔVN,148
= 5,8 Å3
Δ Å3
Ñóììà
Âàí-äåð-Âààëüñîâûõ
îáúåìîâ:
ΣΔVi = ΔΔVC,6 + ΔVC,68 + ΔVC,80 + ΔVH,120 + ΔVN,148+Δ·2
ΣΔVi = 81,4 Å3
.5.2 Òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ñòåêëîâàíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (5).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
= 392,2 Ê.
3.5.3 Òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
ïëàâëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (6).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
=22,4 Ê.
3.5.4 Òåìïåðàòóðà
äåñòðóêöèè
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðû
äåñòðóêöèè ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (10).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
Td
=484,6 Ê
.5.5 Ýíåðãèÿ êîãåçèè
è ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
Ðàñ÷åò ýíåðãèè
êîãåçèè ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (14).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
δ = 9,1 (êàë/ñì3)1/2=38,09 Äæ/.
.5.6
Êðèòåðèé ðàñòâîðèìîñòè
Ïî
òàáëèöå 7.3. [1] âûïèñûâàåì
ïÿòü ðàñòâîðèòåëåé,
ó êîòîðûõ δð ≈ 9,1 ( êàë/ñì3)1/2:
· Òåòðàõëîðýòèëåí
δ
= 9,1 (êàë/ñì3)1/2;
· Äèýòèëêåòîí
δ
= 9,1 (êàë/ñì3)1/2;
· Ìåòèë-í-ïðîïèëêåòîí
δ
= 9,1 (êàë/ñì3)1/2;
· Äèìåòèëñóëüôèä
δ
= 9,0 (êàë/ñì3)1/2;
· Ýòèëìåðêàïòàí
δ
= 9,0 (êàë/ñì3)1/2.
.5.7 Ïîêàçàòåëü
ïðåëîìëåíèÿ
Ðàñ÷åò ïîêàçàòåëÿ
ïðåëîìëåíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (16).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
1
.5.8
Êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
Ðàñ÷åò
êîýôôèöèåíòà
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (18).
Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
ÌÏà-1
.5.9 Äèýëåêòðè÷åñêàÿ
ïðîíèöàåìîñòü
Ðàñ÷åò äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (21).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.5.10 Òåïëîåìêîñòü
Ðàñ÷åò òåïëîåìêîñòè
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëàì (22.1) è
(22.2).
Òîãäà äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
3.5.11 Òåìïåðàòóðíûé
êîýôôèöèåíò
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
Ðàñ÷åò òåìïåðàòóðíîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (23). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
.5.12 Ïëîòíîñòü ïîëèìåðà
â òâåðäîì ñîñòîÿíèè
Ðàñ÷åò ïëîòíîñòè
ïîëèìåðà ïðîèçâîäèòñÿ
ïî ôîðìóëå (24). Òîãäà
äëÿ âûáðàííîãî
ïîëèìåðà:
4. Çàêëþ÷åíèå
Òàáëèöà 1. Ðåçóëüòàòû
èññëåäîâàíèÿ
ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ïîëèìåðîâ
Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå
ñâîéñòâà ïîëèìåðîâ
|
Ïîëèàêðèëîíèòðèë
|
Ïîëè-1-ìåòèëàêðèëîíèòðèë
|
Ïîëè-1-ýòèëàêðèëîíèòðèë
|
Ïîëè-1-ïðîïèëàêðèëîíèòðèë
|
Ïîëè-1,1-äèôòîðàêðèëîíèòðèë
|
Ïîëè-1,1-äèõëîðàêðèëîíèòðèë
|
K419,5340,3305,1285,1370,1392,2
|
|
|
|
|
|
|
K87,288,191,594,9531,822,4
|
|
|
|
|
|
|
K532664,3671,6676,6685,3484,6
|
|
|
|
|
|
|
δ,(êàë/ñì3)1/2
|
11,9
|
11,1
|
10,6
|
10,2
|
10,9
|
9,1
|
n
|
1,485
|
1,496
|
1,502
|
1,506
|
1,394
|
1,551
|
ÌÏ7,67,056,76,53,410,2
|
|
|
|
|
|
|
ɛ
|
3,02
|
2,83
|
2,72
|
2,66
|
2,52
|
3,03
|
, êàë/ìîëü∙°Ñ17,0222,928,834,726,219,9
|
|
|
|
|
|
|
, êàë/ìîëü∙°Ñ38,644,952,659,642,739,8
|
|
|
|
|
|
|
|
2,2,83,143,42,61,4
|
|
|
|
|
|
ρ,
ã/ñ1,1141,071,0421,0241,5781,701
|
|
|
|
|
|
|
Îáîçíà÷åíèå
ïîëèìåðîâ íà ðèñóíêàõ:
- Ïîëèàêðèëîíèòðèë
- Ïîëè-1-ýòèëàêðèëîíèòðèë
- Ïîëè-1-ïðîïèëàêðèëîíèòðèë
- Ïîëè-1,1-äèôòîðàêðèëîíèòðèë
- Ïîëè-1,1-äèõëîðàêðèëîíèòðèë
Ðèñ.7. Çàâèñèìîñòü
òåìïåðàòóðû ñòåêëîâàíèÿ
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü
òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà
Ðèñ. 9. Çàâèñèìîñòü
òåìïåðàòóðû äåñòðóêöèè
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ. 10. Çàâèñèìîñòü
ïàðàìåòðà ðàñòâîðèìîñòè
Ãèëüäåáðàíäà
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà
Ðèñ. 11. Çàâèñèìîñòü
ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ. 12. Çàâèñèìîñòü
êîýôôèöèåíòà
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ. 13. Çàâèñèìîñòü
äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ. 14. Çàâèñèìîñòü
ìîëÿðíîé òåïëîåìêîñòè
ïîëèìåðà, íàõîäÿùåéñÿ
â ñòåêëîîáðàçíîì
ñîñòîÿíèè (♦) è
íàõîäÿùåéñÿ
â âûñîêîýëàñòè÷åñêîì
ñîñòîÿíèè (●) îò
ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ. 15. Çàâèñèìîñòü
òåìïåðàòóðíîãî
êîýôôèöèåíòà
îáúåìíîãî ðàñøèðåíèÿ
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Ðèñ.16. Çàâèñèìîñòü
ïëîòíîñòè ïîëèìåðà
îò ñîñòàâà ïîëèìåðà.
Âûâîä
Òàêèì îáðàçîì,
èç òàáëèöû âèäíî,
÷òî ïîëèàêðèëîíèòðèëû
èìåþò òåìïåðàòóðó
ñòåêëîâàíèÿ
âûøå 1000Ñ. Âñå ïîëèàêðèëîíèòðèëû
îáëàäàþò âûñîêîé
òåðìîñòîéêîñòüþ
(òåìïåðàòóðà
íà÷àëà ðàçëîæåíèÿ
³4000Ñ.
Íà ñâîéñòâà
ïîëèàêðèëàòîâ
áîëüøîå âëèÿíèå
îêàçûâàåò ñòðîåíèå
çàìåñòèòåëåé.
Òàê, òåìïåðàòóðû
íà÷àëà ðàçìÿã÷åíèÿ
è íà÷àëà ðàçëîæåíèÿ
ïîëèàêðèëîíèòðèëîâ
óìåíüøàþòñÿ
ïðè çàìåùåíèè
íà àòîìû õëîðà
è ôòîðà. Â çàâèñèìîñòè
îò çàìåñòèòåëÿ
ó àòîìà óãëåðîäà
ðàçëè÷íû è òåìïåðàòóðû
ñòåêëîâàíèÿ,
ïëàâëåíèÿ è äåñòðóêöèè.
Ýòî âèäíî èç ïðèâåäåííîé
âûøå òàáëèöû.
Íàèáîëüøóþ
òåìïåðàòóðó ñòåêëîâàíèÿ
èìååò ïîëèìåð
áåç çàìåñòèòåëÿ,
íàèìåíüøóþ - ñ
-(C; íàèáîëüøóþ
òåìïåðàòóðó ïëàâëåíèÿ
èìååò ïîëèìåð
ñ çàìåñòèòåëåì
-(C, íàèìåíüøóþ
- ñ -ÑC ; íàèáîëüøóþ
òåìïåðàòóðó äåñòðóêöèè
èìååò ïîëèìåð
ñ çàìåñòèòåëåì
-Ñíàèìåíüøóþ
- ñ ÑC; íàèáîëüøèé
ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ
èìååò ïîëèìåð
ñ çàìåñòèòåëåì
ÑC, íàèìåíüøèé
- ñ - Ñ; íàèáîëüøóþ
äèýëåêòðè÷åñêóþ
ïðîíèöàåìîñòü
èìååò ïîëèìåð
ñ çàìåñòèòåëåì
-ÑC, íàèìåíüøóþ
- ñ -Ñ; íàèáîëüøèé
êîýôôèöèåíò
îïòè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
ïî íàïðÿæåíèþ
èìååò ïîëèìåð
ñ çàìåñòèòåëåì
-ÑC, íàèìåíüøèé
- ñ - Ñ; íàèáîëüøèé
ïàðàìåòð ðàñòâîðèìîñòè
èìååò ïîëèìåð
áåç çàìåñòèòåëÿ,
íàèìåíüøèé -
ñ -ÑC ; íàèáîëüøóþ
ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü
â ñòåêëîîáðàçíîì
ñîñòîÿíèè èìååò
ïîëèìåð ñ çàìåñòèòåëåì
ÑCl, íàèìåíüøóþ
- ñ Ñ=O; íàèáîëüøóþ
óäåëüíóþ òåïëîåìêîñòü
â ñòåêëîîáðàçíîì
ñîñòîÿíèè èìååò
ïîëèìåð ñ çàìåñòèòåëåì
-(C, íàèìåíüøóþ
- áåç çàìåñòèòåëÿ;
íàèáîëüøóþ ìîëÿðíóþ
òåïëîåìêîñòü
â âûñîêîýëàñòè÷íîì
ñîñòîÿíèè èìååò
ïîëèìåð ñ çàìåñòèòåëåì
-(C, íàèìåíüøóþ
-ÑC.
Èñïîëüçóåìûé
â äàííîé ðàáîòå
ìåòîä Àñêàäñêîãî
ñâÿçàí ñ êîëè÷åñòâåííûì
àíàëèçîì âëèÿíèÿ
õèìè÷åñêîãî
ñòðîåíèÿ íà ôèçè÷åñêèå
ñâîéñòâà ïîëèìåðîâ
è ñ ïðåäñêàçàíèåì
ýòèõ ñâîéñòâ.
Òî åñòü áåç ïðèâëå÷åíèÿ
êàêîãî-ëèáî ýêñïåðèìåíòà,
èñõîäÿ èç äàííûõ
òîëüêî ïî õèìè÷åñêîìó
ñòðîåíèþ ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà è òèïó ïðèñîåäèíåíèÿ
çâåíüåâ äðóã ê
äðóãó, ìîæíî ðàññ÷èòàòü
âàæíåéøèå ôèçè÷åñêèå
ïàðàìåòðû ïîëèìåðà.
Íàïèñàâ ôîðìóëó
ïîâòîðÿþùåãîñÿ
çâåíà ïîëèìåðà,
êîòîðûé ïðåäïîëàãàåòñÿ
ñèíòåçèðîâàòü,
ìîæíî çàðàíåå
îïðåäåëèòü òàêèå
õàðàêòåðèñòèêè,
êàê òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ,
òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ,
òåìïåðàòóðà äåñòðóêöèè,
ïëîòíîñòü ïîëèìåðà,
îïòè÷åñêèå è
îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèå
ïàðàìåòðû, ðàñòâîðèìîñòü
è äð. Êàæäîå óðàâíåíèå
äëÿ ðàñ÷åòà ïàðàìåòðîâ
ñâîéñòâ ôèçè÷åñêè
îáîñíîâàíî è
âõîäÿùèå â íåãî
ïàðàìåòðû ñâÿçàíû
ñ õàðàêòåðèñòèêàìè
àòîìîâ, èç êîòîðûõ
ñîñòîèò ïîâòîðÿþùååñÿ
çâåíî ïîëèìåðà
(ýíåðãèÿ õèìè÷åñêîé
ñâÿçè, âàí-äåð-âààëüñîâî
è äèïîëü-äèïîëüíîå
âçàèìîäåéñòâèÿ).
Òî åñòü â ýòîì
ìåòîäå ó÷èòûâàþòñÿ
òîëüêî ýíåðãåòè÷åñêèé
ôàêòîð è ìåæìîëåêóëÿðíûå
âçàèìîäåéñòâèÿ.
Ñïèñîê
ëèòåðàòóðû
1. Àñêàäñêèé
À.À. Õèìè÷åñêîå
ñòðîåíèå è ôèçè÷åñêèå
ñâîéñòâà ïîëèìåðîâ
/ À.À. Àñêàäñêèé,
Þ.È. Ìàòâååâ - Ì:
Õèìèÿ, 1983, - 248ñ.
2. Àñêàäñêèé
À.À. Êîìïüþòåðíîå
ìàòåðèàëîâåäåíèå
ïîëèìåðîâ. Òîì
Ι.
àòîìíî-ìîëåêóëÿðíûé
óðîâåíü / À.À. Àñêàäñêèé,
Â.È. Êîíäðàùåíêî
- Ì: Íàó÷íûé ìèð,
1999, - 543ñ.
. Àñêàäñêèé
À.À. ëåêöèè ïî ôèçèêîõèìèè
ïîëèìåðîâ / À.À.
Àñêàäñêèé, - Ì.:
Ôèçè÷åñêèé ôàêóëüòåò
ÌÃÓ, 2001, - 223 ñ.
4. Askadskii A.A. Computational Materials Science
of Polymers / A.A. Askadskii,- Cambridge, Cambridge International Science
Publishing, 2003.
5. Øóð À.Ì. Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå
ñîåäèíåíèÿ / À.Ì.
Øóð. - Ì.: Âûñø. øê.,
1981, - 657 ñ.
. Ýíöèêëîïåäèÿ
ïîëèìåðîâ / ïîä
ðåä. Êàáàêîâ À.
- Ì: Ñîâåòñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ.
. Ëîñåâ È. Ï.,
Å. Á. Òðîÿíñêàÿ.
Õèìèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ
ïîëèìåðîâ. / Ëîñåâ
È. Ï. - Ì.: Õèìèÿ. 1971.
351-352 ñ.
Ðàçìåùåíî
íà Allbest.ru