Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Кинетика радикальной сополимеризации н-алкилметакрилатов в широком интервале степеней превращения Траченко, Дмитрий Владимирович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Траченко, Дмитрий Владимирович. Кинетика радикальной сополимеризации н-алкилметакрилатов в широком интервале степеней превращения : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.06.- Москва, 1997.- 128 с.: ил. РГБ ОД, 61 99-2/37-5

Введение к работе

Актуальность проблемы. В настоящее время одним из наиболее распространённых методов получения синтетических полимеров является радикальная полимеризация. В рамках этого метода самым доступным и эффективным способом модификации химических и физико - механических свойств получаемых продуктов является совместная полимеризация двух или более мономеров.

Последнее десятилетие ознаменовалось мощным всплеском исследований в области кинетики радикальной сополимеризации, которые привели к пересмотру некоторых положений классической теории процесса, разработанной более полувека назад. В большей степени интерес исследователей был направлен на изучение закономерностей реакции роста цепи, что связано с внедрением в практику новых методов определения кинетических констант элементарных стадий процесса. В то же время обнаружение неизвестных ранее эффектов, проявляющихся в реакции роста и, как следствие, сказывающихся на общей кинетике процесса в области начальных степеней превращения, потребовало пересмотра или модификации использовавшихся до сих пор представлений о механизме реакции обрыва цепи в сополимеризации. Тем не менее активный поиск в этом направлении не привёл к установлению единого подхода, несмотря на большое разнообразие предложенных моделей.

Не менее дискуссионным до настоящего времени является вопрос о природе и механизме гель - эффекта в радикальной полимеризации. Повышенный интерес к нему в последние годы связан со значительными достижениями в теоретической физике растворов полимеров, в частности с появлением теории скей-линга и развитием представлений о рептационном механизме диффузии макромолекул. Всё это, а также большое количество накопленного экспериментального материала по гомополимеризации широкого круга мономеров привело к тому, что в настоящее время считается общепризнанной следующяя точка зрения: наступление гель - эффекта обусловлено падением диффузионно - контролируемой константы скорости реакции бимолекулярного обрыва макрорадикалов при увеличении концентрации полимера в системе. Однако к настоящему времени не существует единой теории, позволяющей объяснить всю совокупность явлений, сопровождающих автоускорение и связать их с диффузионными и структурными изменениями, происходящими в ходе реакции.

С другой стороны проблема гель - эффекта для случая сополимеризации,

имеющей свои специфические особенности, которые обусловлены увеличением числа компонентов реакционной системы, изучена сравнительно мало. Это связано, в первую очередь, с немногочисленностью экспериментальных данных пс кинетике процесса в области промежуточных и глубоких степеней превращения а также по её взаимосвязи с характеристиками образующихся в ходе реакцш продуктов.

С этих позиций наш интерес к исследованию сополимеризации н - алкил метакрилатов (я - АМА) обусловлен тем, что, имея практически одинаковую ре акционную способность, мономеры данного ряда формируют полимерные цега значительно различающиеся по своим диффузионным свойствам. Это обстоя тельство позволяет провести анализ кинетики процесса с точки зрения её зави симости от особенностей поведения диффузионно - контролируемой константь обрыва в различных концентрационных областях протекания реакции.

Цель и задачи работы. Целью работы являлось изучение кинетических за кономерностей радикальной сополимеризации мономеров ряда н - АМА: метил метакрилата (ММА) - бутилметакрилата (БМА), а также ММА - лаурилметакри лата (ЛМА) в широком интервале степеней превращения. В соответствии с ука занной целью решались следующие задачи:

экспериментальное изучение кинетики сополимеризации во всей области сте пеней превращения и составов исходных мономерных смесей, а также в раз личных условиях проведения эксперимента;

количественное описание зависимостей констант элементарных реакций ини циирования, роста и обрыва цепи, а также общей скорости сополимеризаци от состава мономерных смесей на начальных стадиях превращения;

изучение влияния состава и молекулярной массы образующихся сополимеро на наступление гель - эффекта;

исследование кинетики сополимеризации в области развития автоускорения перехода к автоторможению реакции и её взаимосвязи с начальными услови ями проведения эксперимента и физико - механическими свойствами образу ющихся сополимеров.

Научная новизна и практическая значимость работы. В работе проведен изучение кинетики сополимеризации ММА - БМА и ММА - ЛМА в нескольку концентрационных областях, где протекание процесса характеризуется разли1 ными закономерностями.

Установлены математические соотношения для количественного описана

зависимостей констант инициирования, роста и обрыва цепи от состава мономерных смесей в области малых глубин превращения. Полученные результаты позволили с достаточной степенью надёжности воспроизвести суммарную начальную кинетику сополимеризации обеих исследуемых систем.

Показано, что начало гель - эффекта в сополимеризации ММА - БМА и ММА - ЛМА зависит от химического состава образующихся полимерных цепей и их длины. Впервые для совместной полимеризации установлена количественная взаимосвязь между данными параметрами и концентрацией полимера, соответствующей началу автоускорения реакции.

Установлено, что в области развития гель - эффекта кинетика сополимеризации зависит от характеристик сетки топологических зацеплений, сформированной полимерными цепями в реакционной массе, а в области максимального темпа автоускорения на кинетику процесса могут оказывать влияние факторы, определяющие подвижность низкомолекулярных компонентов системы.

Показанная в работе возможность количественного описания начальной кинетики процесса, условий наступления гель - эффекта, а также полученные количественные данные по концентрационным границам областей автоускорения и автоторможения реакции, в сочетании с данными по тепловым эффектам (со)полимеризации, могут иметь применение в промышленном производстве ПАМА и сополимеров на их основе, имеющих большое практическое значение.

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались на Международной научной конференции аспирантов и студентов "Ленинские горы - 95" (Москва, 1995), 2 - ом Международном симпозиуме "Радикальная полимеризация: кинетика и механизм" (Санта Маргарита Лигуре, Италия, 1996), Международной конференции "Фундаментальные проблемы науки о полимерах" (Москва, 1997).

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора
литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов,
списка цитируемой литературы и приложений. Работа изложена на страни
цах машинописного текста, содержит таблиц и рисунков, библиогра
фия включает наименований.