Схема реакции полимеризации

Схема реакции полимеризации - student2.ru

изобутилен полиизобутилен

(2–метилпропен)

Степенью полимеризации Схема реакции полимеризации - student2.ru называется количество мономерных звеньев в молекуле полимера, определяющее длину полимерной цепи

Схема реакции полимеризации - student2.ru = Схема реакции полимеризации - student2.ru

где: Схема реакции полимеризации - student2.ru – степень полимеризации; Схема реакции полимеризации - student2.ru – средняя молекулярная масса полимера; М – молекулярная масса мономера.

Для изобутилена М = 56 г/моль, тогда n = 61600/56 = 1100.

З а д а ч и

10.1. Для данного материала: а) укажите, к каким видам композитов он относится; б) перечислите его компоненты; в) дайте физико-химические характеристики армирующей фазы и матрицы; г) объясните причины изменения свойств при сочетании этих состав-ляющих.

Т а б л и ц а 10.1

Вариант Композиционный материал
Бороалюминиевые жгуты с волокнами из бора, покрытого карбидом бора
Бормагниевые полуфабрикаты (волокна из бора)
Семиволоконные боралюминиевые пропитанные жгуты (волокна из бора)
Стеклопластики на основе волокон из кварцевого стекла (SiO2) и эпоксидной смолы
Эпоксибороволокнит (волокна из бора)
Углемагниевые полуфабрикаты (волокна из углерода)
Карбооргановолокнит (углеродные волокна с эпоксидной связующей)
Углеалюминиевые полуфабрикаты (волокна из углерода)
Окончание табл. 10.1
Углепластик (лента из углерода ЛУ-2 с эпоксидной связующей)
Карбостекловолокнит – волокна из углерода и кварцевого стекла (SiO2) на эпоксидной связующей
Углерод-углеродный материал на основе непрерывных углеродных волокон и пироуглерода
Бор-алюминий (ВКА-1А) – с волокнами из бора
Бор-магний (ВКМ-1) – с волокнами из бора
Алюминий-углерод (ВКУ-1) – с волокнами из углерода
Алюминий-сталь (КАС-1А) – с волокнами из стали
1’ Никель-вольфрам (ВКН-1) – с волокнами из вольфрама
2’ Спеченный алюминиевый порошок (САП) – алюминий и дисперсные частицы Al2O3
3’ Никель с включениями частиц ThO2 (ВДУ-1)
4’ Никель, упрочненный частицами HfO2 (ВДУ-2)
5’ Сплав Ni+20 % Cr, упрочненный ThO2 (ВД-3)
6’ Титановый сплав Ti-6Al-4V, упрочненный молибденовыми проволочными волокнами
7’ Титан, упрочненный волокнами карбида кремния (SiC)
8’ Медь, упрочненная волокнами вольфрама
9’ Железо, упрочненное нитевидными кристаллами Al2O3
10’ Магний, упрочненный волокнами титана
11’ Серебро с включениями дисперсных частиц Al2O3
12’ Алюминий с волокнами из стали ВНС-9
13’ Алюминий, упрочненный волокнами из SiC
14’ Магний с включениями дисперсных частиц Al2O3
15’ Алюминий с включениями дисперсного порошка K2O·6TiO2

10.2. Для заданных компонентов определите их термо-динамическую совместимость в случае получения композиционного материала.

Т а б л и ц а 10.2

Вариант Компоненты композита Вариант Компоненты композита
CrB2, TaB2 1’ NbB2, Nb3B2
CrB2, NbB2 2’ NbB2, NbB
CrB2, Nb3B2 3’ NbB2, Nb3B4
CrB2, NbB 4’ NbB2, Cr5B3
CrB2, Nb3B4 5’ NbB2, Cr3B4
CrB2, Cr5B3 6’ NbB2, CrB
CrB2, Cr3B4 7’ Nb3B2, NbB
Окончание табл. 10.2
CrB2, CrB 8’ Nb3B2, Nb3B4
TaB2, NbB2 9’ Nb3B2, Cr5B3
TaB2, Nb3B2 10’ Nb3B2, Cr3B4
TaB2, NbB 11’ Nb3B2, CrB
TaB2, Nb3B4 12’ NbB, Nb3B4
TaB2, Cr5B3 13’ NbB, Cr5B3
TaB2, Cr3B4 14’ NbB, Cr3B4
TaB2, CrB 15’ NbB, CrB

10.3. Для композита с расплавленной матрицей (Ge с растворенным в нем кислородом) и армирующей фазой в виде смеси порошков оксидов ZrO2 и СаО рассчитайте:

а) содержание кислорода в расплаве, пользуясь методом ЭДС, если дано: Т = 1233; ΔG Схема реакции полимеризации - student2.ru = 149640 кДж/моль; Е Схема реакции полимеризации - student2.ru – по данным табл. 10.3;

б) величину ΔG Схема реакции полимеризации - student2.ru при трех температурах, согласно табл. 10.4.

Т а б л и ц а 10.3

Вариант Е Схема реакции полимеризации - student2.ru Вариант Т, К
0,924 1’ 1260, 1280, 1300
0,923 2’ 1280, 1300, 1320
0,922 3’ 1300, 1320, 1340
0,921 4’ 1320, 1340, 1350
0,920 5’ 1340, 1350, 1360
0,919 6’ 1350, 1360, 1370
0,918 7’ 1260, 1300, 1340
0,917 8’ 1280, 1320, 1350
0,916 9’ 1300, 1340, 1360
0,915 10’ 1320, 1350, 1370
0,914 11’ 1260, 1320, 1360
0,913 12’ 1260, 1280, 1340
0,912 13’ 1280, 1350, 1370
0,910 14’ 1300, 1360, 1370
0,908 15’ 1260, 1340, 1360

Т а б л и ц а 10.4

  Уравнение  
Вариант Химической реакции для ΔG Схема реакции полимеризации - student2.ru , кДж/моль, СО(г) Т, К
TiO2(т)+C→TiC(т)+2CO(г) 221 – 0,136 Т
TiO2(т)+C→TiC(т)+2CO(г) 221 – 0,136 Т
ZrO2(т)+3C(т)→ZrС(т) + 2СО(г) 330,8 – 0,167 Т
ZrO2(т)+3C(т)→ZrС(т) + 2СО(г) 330,8 – 0,167 Т
ZrO2(т)+3C(т)→ZrС(т) + 2СО(г) 330,8 – 0,167 Т
HfO2(т)+3C(т) →HfC(т)+2CO(г) 339,1 – 0,176 Т
HfO2(т)+3C(т) →HfC(т)+2CO(г) 339,1 – 0,176 Т
V2O3(т)+5C(т) →2VC(т)+3CO(г) 324,5 – 0,272 Т
V2O3(т)+5C(т) →2VC(т)+3CO(г) 324,5 – 0,272 Т
Nb2O5(т)+7C(т) →2NbC(т)+5CO(г) 180 – 0,147 Т
Nb2O5(т)+7C(т) →2NbC(т)+5CO(г) 180 – 0,147 Т
Ta2O5(т)+7С(т) →2ТаС(т)+5СО(г) 203,1 – 0,142 Т
Ta2O5(т)+7С(т) →2ТаС(т)+5СО(г) 203,1 – 0,142 Т
3Cr2O3(т)+13C(т) →2Cr3C2(т)+9СО(т) 141,1 – 0,167 Т
3Cr2O3(т)+13C(т) →2Cr3C2(т)+9СО(т) 141,1 – 0,167 Т

10.4. Рассчитайте константу равновесия для: а) твердофазной химической реакции (табл. 10.4);

б) реакции в растворе при химическом восстановлении покрытий на армирующую фазу (табл. 10.5).

Т а б л и ц а 10.5

Вариант Восстанавливаемый ион Восстановитель авосстановителя=1моль/л а Схема реакции полимеризации - student2.ru
1’ Co2+ N2H4 0,05
2’ Cu2+ N2H4 0,10
3’ Ag+ H2C2O4 0,15
4’ Cu2+ H2C2O4 0,45
5’ Cu2+ HCHO (pH < 7) 0,35
6’ Ag+ HCHO (pH < 7) 0,25
7’ Ni2+ H3PO2 0,65
8’ Fe2+ H3PO2 0,45
9’ Ni2+ HPO Схема реакции полимеризации - student2.ru 0,35
10’ Fe2+ HPO Схема реакции полимеризации - student2.ru 0,40
Окончание табл. 10.5
11’ Cr3+, [Cr(OH)6]3- HCHO (pH > 7) 0,71
12’ Ni2+, [Ni(OH)6]3- HCHO (pH > 7) 0,35
13’ Cu2+ CH3CHO 0,25
14’ Ag+ CH3CHO 0,10
15’ Co2+ H2PO Схема реакции полимеризации - student2.ru 0,40

10.5. Напишите схему реакции полимеризации мономера и оп-ределите степень полимеризации или среднюю молекулярную массу этого полимера.

Т а б л и ц а 10.6

Вари- ант Мономер Mn Вари- ант Полимер n
Этилен 4,2·106 1’ Полибутилен
Пропилен 756·103 2’ Полиакриловая кислота
Винилхлорид 606·103 3’ Полибутадиен
Стирол 936·103 4’ Полиэтиленоксид
Акриловая кислота 355·103 5’ Полиакрилонитрил
Метакриловая кислота 51·104 6’ Полистирол
Метилакрилат 875·103 7’ Политетрафторэтилен
Метилметакрилат 198·103 8’ Поливинилацетат
Тетрафторэтилен 150·103 9’ Полиизопрен
Винилацетат 10’ Полиметилметакрилат
Бутадиен 520·103 11’ Полиметакриловая кислота
Оксид этилена 12’ Поливинилхлорид
Изопрен 13’ Полипропилен
Акрилонитрил 14’ Полиметилакрилат
α-метилстирол 1428·103 15’ Поли-α-метилстирол

10.6. Какой из приведенных полимеров является неорганичес-ким: а) полиэтилен; б) оксид кремния; в) оксид натрия; г) сульфид серебра?

10.7. Какое вещество является мономером для получения при-родного каучука?

10.8. Приведите формулу мономера, из которого получают по-листирол.

10.9. Какие аминокислоты (α-, β- или γ-) являются структурными звеньями природных белков?

10.10. Среди приведенных полимеров укажите сополимер: 1) бу-тадиеновый каучук; 2) изопреновый каучук; 3) бутилкаучук.

10.11. Какой из приведенных полимеров является природным:

а) 1) найлон-6,6; 2) полиуретан; 3) целлюлоза;

б) 1) полихлоропрен; 2) гуттаперча; 3) капрон?

10.12. Реакцией полимеризации из приведенных мономеров (табл. 10.6) получен …

а) 1) полиэтилен; 2) полиэфир; 3) хлорин;

б) 1) фенопласт; 2) полиуретан; 3) полихлорвинил.

10.13. Назовите армирующий компонент в приведенных поли-мерных композитах: а) текстолит; б) стеклопластик; в) полимер- бетон.

10.14. Какой из приведенных полимеров способен образовы-вать сетчатые структуры:

а) 1. Полипропилен; 2. Фенолформальдегидная смола; 3. Поли-изобутилен;

б) 1. Полиизопрен; 2. Полистирол; 3. Полиметилметакрилат;

в) 1. Полиакрилонитрил; 2. Полибутадиен; 3. Полиамид?

10.15. Среди названных полимеров выберите стереорегуляр-ные:

а) 1. Вискоза; 2. 1,3-полибутадиен; 3. Полистирол;

б) 1. Полиэтилен; 2. Гуттаперча; 3. Поливинилацетат.

10.16. Какие полимеры способны образовывать волокна: 1) лав-сан; 2) тефлон; 3) оргстекло?

10.17. Мономером полиэтилена является … а) С2Н2; б) С3Н6; в) С2Н4; г) С2Н6.

10.18. Свойство тел изменять свою форму в нагретом состоя-нии и сохранять ее после охлаждения называют:

а) термопластичностью; б) термореактивностью; в) пластич-ностью.

10.19. Укажите формулы мономеров следующих полимеров: поливинилхлорид; полистирол; натуральный каучук.

10.20. Из приведенных волокон искусственным является: а) ней-лон; б) вискоза; в) капрон.

10.21. Из указанных полимеров термопластичными являются: а) поливинилхлорид; б) фенопласт; в) полистирол; г) натуральный каучук.

10.22. Как отличаются по строению кристаллические и аморф-ные полимеры?

10.23. Полимеры, которые при повышенной температуре не раз-мягчаются и не плавятся, называются: а) термопластичными; б) тер-моупругими; в) термореактивными.

10.24. Укажите структурное звено полиэтилена: а) –СН2–;

б) –СН=СН–; в) –СН2–СН2–; г) –СН2–СН–.

|

СН3

10. 25. Укажите структурное звено бутадиенового каучука:

а) –СН2–СН2–СН2–СН2–; б) –СН2–СН=СН–СН2–;

в) –СН2–СН–СН2–; г) –СН=СН–СН2–СН2–.

|

СН3

10.26. Укажите формулу мономера полиметилметакрилата:

Схема реакции полимеризации - student2.ru Схема реакции полимеризации - student2.ru

Схема реакции полимеризации - student2.ru

10.27. Мономером полипропилена является: а) СН3–СН3;

б) СН3-СН=СН2; в) СН3–СН2–СН3; г) СН2–С≡СН.

10.28. Термореактивными пластмассами являются: а) фенопласт; б) полиэтилен; в) поливинилхлорид; г) полистирол.

10.29. Мономером натурального каучука является: а) бутадиен; б) дивинил; в) изопрен.

10.30. Синтетическое волокно капрон получают реакцией: а) по-

лимеризации; б) поликонденсации; в) сополимеризации.

Наши рекомендации