ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік материалдары


Дәріс 29, 30 – Полимерлердің фазалық және физикалық күйлері



бет6/6
Дата24.04.2016
өлшемі1.03 Mb.
1   2   3   4   5   6

Дәріс 29, 30 – Полимерлердің фазалық және физикалық күйлері

Дәріс жоспары:

Дәріс жоспары:


  1. Аморфты полимерлердің молекуладан ірі құрылымы

  2. Полимерлердің фазалық және физикалық күйлер

  3. Термомеханикалық қисықтар

  4. Жоғары эластикалық күй

  5. Жоғарыэластикалық деформация релаксациялық процесс ретінде.

Макромолекулалардың мөлшері мен көлемі буындардың мөлшері мен көлемінен бірнеше есе артық, кеңістікте боліп алуға болатындай элементтерге бірігу қасиетін полимерлердің молекуладан ірі құрылымы деп атайды. Полимерлердің молекуладан ірі құрылымы олардың кристалды және аморфты фазалық күйіне қарай әр түрлі болады. Аморфты полимерлердің құрылымдық реттілігінің дәрежесі біршама жоғары. Мұндай жоғары реттілік алғашында полимерлердің пачкалы үлгінің қалыптасуына себепші болды. Әрі қарай агрегациялану ретіне қарай пачкалардан қатан аморфты не кристалды полимерлер түзіледі деп есептелді. Кейінгі кезде жаңа көзқарастар пайда болды. Соның бірі доменді үлгі. Домендер деп аталатын, мөлшері 30-100А0-дей аймақтарда тізбектер қатпарланып майысып, ретті орналасады. Домендер бір бірімен өткел тізбектермен жалғасқан. Полимерлер аморфты күйден кристалды күйге осы домендер арқылы өтеді.

Аморфты полимерлердің молекуладан ірі құрылымы жөніндегі түсінікті кластерлі үлгі береді. Кластерлер деп реттелу дәрежесі мен текшелену тығыздығы жағынан кристалиттер мен негізгі реттелмеген полимер матрицасының аралығында жататын аймақтарды айтады. Кластерлердің конформациясы қатпарлы болуы және жазылған полимер тізбегінен тұруы мүмкін.

Қатты полимерлер кристалды және аморфты (шыны тәріздес) фазалық күйде болады. Егер полимер балқымасын суытса, ол не кристалданады, не шыныланады. Кристалданғанда макромолекула бергі реттілік күйден арғы реттілік күйге ауысады. Полимердің аморфты күйден кристалды күйге, не керісінше ауысуын фазалық ауысу дейді. Фазалық ауысуды бірінші текті не екінші текті деп бөледі. Балқу мен кристалдану бірінші текті фазалық ауысуға жатады. Екінші текті фазалық ауысу ішкі энергияның, көлемінің, энтропияның үздіксіз біркелкі өзгеруі арқылы жүреді. Кристалды полимерлер тек қана қатты күйде болады. Ал аморфты полимерлер температураға байланысты үш физикалық күйде – шыны тәріздес, жоғары эластикалық және тұтқыраққыш болады.

Фазалық ауысуды бақылауға қолайлы әдістердің бірі – термомеханикалық әдіс. Термомеханикалық әдіс полимердің белгілі бір уақыт ішінде тұрақты күштің әсерінен берілген температураға байланысты деформациялануын зерттейді. Аморфты полимерлердің термомеханикалық қисығы үш физикалық күйіне сәйкес үш бөліктен тұрады (1 сурет).



1 сурет. Аморфты полимердің термомеханикалық қисығы: І – шыны тәріздес күй аймағы; ІІ – жоғары эластикалық күй аймағы; ІІІ – тұтқыраққыш күй аймағы

Шыны тәріздес күйде (I бөлік) макромолекуланың атомдары мен атомдар топтары тербелмелі қозғалыста болады. Полимер қатты аморфты күйде қалады. Бұл кезде аздаған қайтымды деформация байқалады.

Жоғары эластикалық күй (ІІ бөлік) иілгіш тізбекті макромолекулалардан тұратын полимерлерге ғана тән ерекше қасиет. Жоғары эластикалық күй едәуір қайтымды деформациямен сипатталады. Бұл кезде макромолекулалық шумақтардың пішіні өзгеретін болатындықтан мұндай деформацияны жоғары эластикалық деформация деп атайды.

Тұтқыраққыш күйде (III бөлім) жеке бөліктер, сегменттер және макромолекула түгелімен интенсивті жылулық қозғалыста болады. Соның салдарынан макромолекулалар бір біріне қатысты жылжып, қайтымсыз деформацияланады, яғни ағады.

Белгілі бір молекулалық массаға дейін полимерде жоғары эластикалық күй байқалмайды (2 сурет). Төмен молекулалық гомологтар тек қана шыны тәріздес және тұтқыр аққыш күйде болады (яғни Тш мен Та бірдей болады).






2 сурет. Сызықты полимергомологтар қатарының термомеханикалық қисықтары (M12345)
Берілген полимер үшін оның ММ неғұрлым көп болса, жоғары эластикалықтың температуралық аймағын көрсететін Та – Тш аралығы соғұрлым үлкен болады.

Жоғары эластикалық күй тек қана полимерлерге тән қасиет және белгілі бір жағдайларда ғана байқалады. ЖЭКдің температуралық интервалы Тш-Та. ЖЭКгі полимерлер үшін макромолекула сегменттерінің бергі реттілігі сақталады, бірақ олардың қозғалғыштығы шыны тәріздес күймен салыстырғанда, жоғары; релаксация уақыты 5-6 оңдық ретке төмендейді. ЖЭ деформация кезінде макромолекулалар сан алуан конформациялық өзгерістерге ұшырайды. Тізбектің термодинамикалық ықтималдығы (W(r)) не тізбектегі мүмкін болатын конформация саны Гаусстың таралу функциясымен сипатталады:



(1)

Мұндағы r – макромолекула ұштарының ара қашықтығы, b мен А макромолекуланы сипаттайтын параметрлер арқылы өрнектеледі:



 (2)

Мұндағы N – тізбектегі буындар саны, l-буынның ұзындығы.

Жүйенің энтропиясы Больцман формуласы бойынша есептеледі

(3)

(1) теңдеуін (3) қойып, макромолекула энтропиясы үшін теңдеуді аламыз:



 (4)

Мұндағы k – Больцман тұрақтысы.

Полимерлердің ЖЭ деформация кристалдық полимерлердің серпімді деформациямен салыстырғанда уақыт аралығында дамыйды. ЖЭ деформацияның аздаған жылдамдығы макромолекула сегменттерінің жылжу қажеттілігімен байланысты. Берілген кедергінің әрбір шамасына сәйкес конформациялары бар полимердің тепе теңдік құрылымы келеді. Жүйенің сыртқы күштің әсерінен тепе теңдіксіз күйден термодинамикалық тепе теңдікке өту процесін, яғни тепе теңдігі уақытқа байланысты орнайтын процесті релаксациялану процесі дейді. ЖЭ деформация нәтижесінде үлгінің құрылымдық қайта топтасуы жүретіндігінен релаксациялану процесі болып табылады. Релаксациялану процесіне кететін уақыт релаксациялану процесі τ деп аталады. Барлық релаксациялық процестердің жиынтығы релаксациялық спектр деп аталады. Барлық құрылымдық бірліктердің релаксациялану уақыттардың орташа мәнін орташа релаксациялық уақыт τ дейді. Осылайша деформацияның дамуына берілген кернеу әсер етеді. Бұл қағида температура – уақыт суперпозициясы принципінің негізін құрайды. Үлгіге үдемелі өсіп тұратын кернеу беріп, дәл сондай жылдамдықпен кернеуді қайтадан кейін түсірсе, полимерлердегі бір мезгілде жүретін кернеу мен деформация өзгерістерін σ = f(ε) бақылауға болады.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: полимердің молекула ірі құрылымы, аморфты полимерлердің молекула ірі құрылымы, полимерлердің фазалық күйі, полимерлердің физикалық күйі: шыны тәріздес, жоғарыэластикалық, тұтқыраққыш, полимерлер релаксациясы, гистерезис

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:


  1. Аморфты және кристалдық полимерлер қандай фазалық және физикалық күйде болады?

  2. Макромолекулалардың химиялық құрылысы, молекулалық массасы және олардың конфигурациясы термомеханикалық қисықтың түріне әсер етеді ме?

  3. Жоғары эластикалық күйдің негізгі белгілерін атаңыз.

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. 368 с. С. 147-148

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 102-114 б

3. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.423-457

4. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С.400-406

5. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С.133-154


Практикалық сабақтар
Практикалық сабақ 1 – Мұнай түзілуінің жорамалдары

Мазмұны:


  1. Мұнайдың органикалық – жыныстық – миграциялық түзілу теориясы

  2. Бейорганикалық теория

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 9-14 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 60-68.


Практикалық сабақ 2 - Мұнай көмірсутектерінің физико-химиялық константалары

Мазмұны:


  1. Тығыздық. Сипаттаушы фактор

  2. Молекулалық масса

  3. Температуралық қасиеттері

  4. Тұтқырлық және тұтқыр-температуралық қасиеттері

  5. Мұнайдың оптикалық қасиеттері

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 21-34 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 91-103.


Практикалық сабақ 3 - Мұнай мен мұнай өнімдерінің химиялық, элементтік, фракциялық және топтық құрамы

Мазмұны:


  1. Мұнайдың химиялық және элементтік құрамы

  2. Мұнайдың фракциялық құрамы

  3. Мұнайдың топтық құрамы

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 14-21 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 70-72.


Практикалық сабақ 4 – Мұнайдың жіктелуі

Мазмұны:


  1. Мұнайдың ғылыми жіктелуі

  2. Мұнайдың химиялық жіктелуі

  3. Мұнайдың технологиялық жіктелуі

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 34-42 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 103-105.


Практикалық сабақ 5 – Мұнай көмірсутектері

Мазмұны:


  1. Алкандардың физикалық қасиеттері

  2. Алкандардың химиялық қасиеттері

  3. Мұнайдың газ тәріздес және сұйық алкандары

  4. Қатты алкандар

  5. Нафтендердің физикалық қасиеттері

  6. Нафтендердің химиялық қасиеттері

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 43-54 б., 54-60 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 72-74., С. 74-76.


Практикалық сабақ 6 - Мұнайды біріншілік өндеу процестері

Мазмұны:


  1. Мұнайды бір ретті, көп ретті және біртіндеп айдау

  2. Мұнайды буландырғыш агент қатысында айдау. Мұнайды вакуумда айдау

  3. Ректификация. Ректификациялық колонналардың түрлері

Ұсынылған әдебиеттер:

1 Нестеренко Л.Л., Бирюкова Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых. Учебное пособие. – Киев.: высшая школа, 1987. -359с.

2 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч. II. – М.: Химия, 1980. -320с.

3 Каменева А.И. Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых. –М.: Химия, 1990. -287с.


Практикалық сабақ 7 – Мұнайды екіншілік өндеу. Термиялық процестер

Мазмұны:


1. Термиялық крекинг. Термиялық крекинг процесінде көмірсутектер айналуының механизмі

2. Пиролиз

2.1 Пиролиз шикізаты

2.2 Пиролиз өнімдері

2.3 Пиролиз процесінің химизмі

Ұсынылған әдебиеттер:

1 Нестеренко Л.Л., Бирюкова Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых. Учебное пособие. – Киев.: высшая школа, 1987. -359с.

2 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч. II. – М.: Химия, 1980. -320с.

3 Каменева А.И. Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых. –М.: Химия, 1990. -287с.
Практикалық сабақ 8 - Мұнай көмірсутектерінің каталитикалық крекингісі

Мазмұны:


  1. Каталитикалық крекинг. Крекинг катализаторлары.

  2. Крекинг реакцияларының механизмі.

  3. Каталитикалық риформинг

Ұсынылған әдебиеттер:

1 Нестеренко Л.Л., Бирюкова Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых. Учебное пособие. – Киев.: высшая школа, 1987. -359с.

2 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч. II. – М.: Химия, 1980. -320с.

3 Каменева А.И. Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых. –М.: Химия, 1990. -287с.


Практикалық сабақ 9 - Қатты жанғыш қазбалар

Мазмұны:


  1. Қатты жанғыш қазбалардың түрлері

  2. ҚЖҚ өндеу процестері

Ұсынылған әдебиеттер:

1 Нестеренко Л.Л., Бирюкова Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых. Учебное пособие. – Киев.: высшая школа, 1987. -359с.

2 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч. II. – М.: Химия, 1980. -320с.

3 Каменева А.И. Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых. –М.: Химия, 1990. -287с.


Практикалық сабақ 10 – Полимерлердің жіктелуі

Мазмұны:


1. Полимерлердің жіктелуі

2. Полимерлердің номенклатурасы

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. 368 с. С.19-34

2. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С.20-40

3. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.20-46

4. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С.24-38
Практикалық сабақ 11 – Радикалды полимерлену

Мазмұны:


  1. Радикалдық полимерлену. Полимерлену сатылары.

  2. Радикалдық полимерленудің кинетикасы

  3. Полимерлену дәрежесі

  4. Полимерлену тәсілдері

  5. Радикалдық сополимерлену

  6. «Q – е» Алфрей – Прайс схемасы.

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. С.183-225

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 12-36 б

3. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С. 61-80

4. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.120-185

5. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С.82-143

6. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С. 39-49
Практикалық сабақ 12 - Иондық полимерлену

Мазмұны:


  1. Катиондық полимерлену

  2. Катиондық полимерленудің кинетикасы

  3. Аниондық полимерлену. Аниондық полимерленудің кинетикасы

  4. Иондық-координациялық полимерлену (ИКП)

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. С. 225-256

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 36-57 б

3. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С.80-127.

4. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С. 185-286

5. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С. 145-204

6. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С.39-49
Практикалық сабақ 13 – Поликонденсация

Мазмұны:


  1. Поликонденсациялану процестерінің жіктелуі

  2. Поликонденсациялану механизмі

  3. Поликонденсациялық полимерлерді алу мысалдары

  4. Үш өлшемді поликонденсациялану. Поликонденсациялаудағы қосалқы реакциялар.

  5. Поликонденсациялануды жүргізу тәсілдері

  6. Поликонденсациялау және полимерлеу процестерінің ерекшеліктері

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С. 129-160

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 59-74 б

3. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.288-376

4. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С.43-81

5. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С. 49-55


Практикалық сабақ 14 - Полимерлердің химиялық түрленулері

Мазмұны:


  1. Полимерлердің химиялық реакцияларының ерекшеліктері.

  2. Полимерлену дәрежесі өзгермейтін реакциялар. Полимерге ұқсас түрленулер.

  3. Ішкімолекулалық реакциялар

  4. Молекулааралық реакциялар

  5. Блоксополимерлену

  6. Термиялық деструкциялану

  7. Механикалық деструкциялану

  8. Химиялық деструкциялану

  9. Полимерлердің тотықтырғыштардың әсерінен деструкциялануы

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. С.346-362

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 74-102 б

3. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С.210-218, 265-300

4. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.378-389, 394-399

5. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С.595-612, 621-644


Практикалық сабақ 15 - Полимерлердің фазалық және физикалық күйлері

Мазмұны:


  1. Аморфты полимерлердің молекуладан ірі құрылымы

  2. Полимерлердің фазалық және физикалық күйлер

  3. Термомеханикалық қисықтар

  4. Жоғары эластикалық күй

  5. Полимерлердің шыны тәрізді күйі

  6. Полимерлердің тұтқыраққыш күйі

Ұсынылған әдебиеттер:

1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. 368 с. С. 147-158

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 102-179 б

3. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.423-502

4. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С.400-406

5. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С.133-216


СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗІНДІК ЖҰМЫСТАРЫ
Әрбір студент семестр бойына 4 жазбаша СӨЖ орындауы тиіс.

№1 СӨЖ тақырыптары

Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы мен физика-химиялық қасиеттері бойынша есеп шығару

№1 СӨЖ-ді өткізу мерзімі– 4-апта

№2 СӨЖ тақырыптары

Мұнайды екіншілік өндеу процестері тақырыбы бойынша бақылау жұмысы

№2 СӨЖ-ді өткізу мерзімі – 6-апта

№3 СӨЖ тақырыптары

Радикалды полимерлену бойынша бақылау жұмысы

№3 СӨЖ-ді өткізу мерзімі - 11-апта


№4 СӨЖ тақырыптары

Полимерлердің химиялық түрленуі бойынша бақылау жұмысы



№4 СӨЖ-ді өткізу мерзімі - 14-апта



Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6


©netrefs.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет