Учение о высокомолекулярных соединениях особенно бурно развивается в последние 15—20 лет как пограничная область на стыке органической, неорганической, физической и коллоидной химии, а также молекулярной физики и механики. Если еще в 50-е годы можно было рассмотреть важнейшие проблемы науки о высокомолекулярных соединениях в единой монографии, как это удалось сделать в свое время П. Флори, то сейчас накопилась весьма обширная информация, которая невольно приводит к дифференциации областей. Предлагаемая монография посвящается сравнительно узкой области учения о высокомолекулярных соединениях, а именно физико-химии растворов полимеров, развитие которой стало возможным благодаря разработке новы г методов исследования и, в первую очередь, методов изучения молекулярных характеристик высокомолекулярных соединений.
Поэтому авторы сочли необходимым уделить большое внимание описанию современных методов определения молекулярных масс, а также полидисперсности, выражаемой кривыми молекулярно-массового распределения. Это диктуется тем, что со дня публикации руководств по этим вопросам х прошло более 10 лет, и эти книги стали библиографической редкостью. Кроме того, за последние годы появилось несколько новых методик (определение молекулярных масс по тепловым эффектам конденсации, гель-проникающая хроматография и др.), усовершенствованы аппаратура и методы расчетов и обработки информации.
Авторы поставили перед собой задачу создать в первую очередь современное руководство по исследованию растворов полимеров, доступное для широкого круга химиков, работающих в области синтеза и исследования пЪлимеров. Тем не менее мы сочли необходимым включить в книгу главы, посвященные физике полимеров, хотя за последние годы в этой области появился ряд весьма полных обобщающих монографий '*. Каждой главе или
рассматриваемому методу предпослано соответствующее теоретическое обоснование, поясняющее принципы данного метода и применяемой аппаратуры.
Ввиду ограниченности объема книги авторы были вынуждены произвести тщательный отбор из рекомендованных разными авторами методов оценки конформационных и молекулярных параметров, руководствуясь главным образом опытом, накопленным в лабораториях авторов при использовании того или иного метода в собственных экспериментальных исследованиях.
В книге не затрагивается такой существенный вопрос, как свойства концентрированных растворов, поскольку реологические методы имеют свои особенности, иные теоретические предпосылки и обычно рассматриваются в специальной литературе в связи с технологией переработки полимеров.
В то же время мы сочли целесообразным дать обобщение методов оценки разветвленности и степени сшивания макромолекул как имеющих важное значение для изучения химических, термических, радиационно-химических превращений полимеров, тем более что сводных работ по этому вопросу в литературе не встречается.
Нами не рассматриваются также методы изучения полиэлектролитов, поскольку в специальных монографиях 3 им отведено значительное внимание и принципиально новых успехов в этой области за последние годы не имеется.
Мы не смогли уделить должного внимания одному из важных и перспективных методов исследования макромолекул — изучению двойного-лучепреломления в потоке. Однако интересующиеся этими вопросами исследователи могут найти исчерпывающую информацию в специальной главе, написанной В. Н. Цветковым для сборника «Новейшие методы исследования полимеров» (М., «Мир», 1966).
Данная книга состоит из семи глав и приложения, в котором приводятся константы уравнения, связывающего характеристическую вязкость с молекулярной массой.
В первой главе обсуждаются вопросы, связанные с конформацией мономерных звеньев и размерами макромолекул. Вторая глава посвящена гидродинамике разбавленных растворов; приводятся соотношения для коэффициентов поступательной и вращательной подвижности для гауссовых и негауссовых цепей. В третьей главе излагаются основные положения формализованной термодинамики растворов Флори-Хаггинса и современное состояние термодинамики на основе закона соответствующих состояний. В четвертой главе даются теоретические основы и методические указания по
определению абсолютных средних значений молекулярных масс. Пятая глава посвящена вискозиметрическому методу определения молекулярной массы и структуры высоко- и низкомолекулярных полимеров. В шестой главе рассматриваются вопросы определения молекулярно-массового распределения (ММР) методами фракционирования, скоростной седиментации, гель-проникающей хроматографии и турбидиметрическим титрованием. Седьмая глава посвящена количественной характеристике параметров разветвленных и сшитых полимеров.
Изложение материала сопровождается конкретными примерами обработки данных и расчетами определяемых величин, анализом погрешностей с учетом влияния различных факторов на результаты определения молекулярных масс, ММР и структуры полимеров.
Авторы выражают надежду, что предлагаемая монография послужит полезным руководством для исследователей в области высокомолекулярных соединений и будет способствовать развитию новейших методов изучения свойств растворов и дальнейшему совершенствованию самих методов.
Авторы выражают глубокую благодарность докторам химических наук С. А. Павловой и Б. В. Клименку за ознакомление с рукописью, ценные указания и критические замечания, сделанные по рукописи; В. П. Володиной, Д. Д. Монаковой, Н. Г. Мариной, Н. В. Дувакиной — за большую помощь при подборе материала и подготовке рукописи к изданию.
Все замечания читателей авторы примут с благодарностью.
Авторы
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .......................... 3
Введение............................. 6
Литература............................ 9
Глава 1
Статистическая механика цепных молекул............. 12
§ 1. Понятие о гибкости цепной макромолекулы.......... 12
§ 2. Конформации мономерных звеньев и механизм гибкости цепной
молекулы.......................... 15
§ 3. Размеры цепных молекул .................. 20
§ 4. Функции распределения расстояния между концами цепи и радиуса инерции макромолекул................. 32
Литература........................... 34
Глава 2
Гидродинамика разбавленных растворов полимеров......... 36
§1. Понятие о гидродинамическом взаимодействии......... 36
§2. Коэффициент поступательного трения цепных молекул..... 40
§ 3. Расчет молекулярных параметров по коэффициентам поступательного трения......................... 44
§ 4. Коэффициент вращательного трения цепных молекул..... 52
Литература........................... 55
Глава 3
Термодинамика разбавленных растворов полимеров......... 57
§1. Основные положения термодинамики растворов полимеров ... 57
§2. Исключенный объем, второй вириальный коэффициент и коэффициент набухания макромолекулы............... 69
§ 3. Вычисление невозмущенных размеров клубков по данным в «хороших» растворителях.................... 76
§ 4. Получение термодинамических соотношений на основе закона соответствующих состояний...........,....... 78
Литература........................... 83
Глава 4
Абсолютные методы определения молекулярной массы....... 86
§ 1. Понятие о молекуле и средней молекулярной массе полимеров . 86
§ 2. Методы определения среднечисловой молекулярной массы ... 90
§3. Светорассеяние ....................... 122
§ 4. Седиментационное равновесие и приближение к нему...... 137
§ 5. Сочетание седиментации л диффузии.............. 150
Литература........................... 163
327
Глава 5
я. мсюа nf
Ввскозиметрический метод определения молекулярной массы и структуры полимеров......................... -167
§1. Основы теории вязкости разбавленных растворов полимеров . . 167 § 2. Определение массы и размеров макромолекул по величинам характеристической вязкости.................. 176
§3. Влияние различных факторов на вязкость разбавленных растворов полимеров........................ 183
§4. Определение вязкости растворов полимеров.......... 192
Литература........................... 201
Глава 6
Определение молекулярно-массового распределения полимеров . . . 205
§ 1. Фракционирование полимеров ................ 207
S 2. Обработка результатов фракционирования.......... 219
§3. Определение распределения по коэффициентам седиментации . . 233
§ 4. Гель-проникающая хроматография.............. 247
§ 5. Турбидиметрическое титрование............... 262
Литература........................... 268
Глава 7
Гидродинамические и молекулярные параметры разветвленных
и сшитык макромолекул..................... 272
§ 1. Понятие о разветвленное!!! макромолекул........... 272
§ 2. Методики определения параметров длинноцепной разветвленно-
сти.............................. 283
§ 3. Сшитые макромолекулы и методы оценки параметров трехмерной
сетки............................ 290
Литература........................... 303
Приложение
Константы К^ и а в уравнении [г\] = КцМа............ 306
Литература .......................... 322
Цена: 150руб.
