1.Zasady tworzenia nazw polimerów Niezależnie czy monomer jest realny czy nie,przedrostek poli dodaje się do pojedyńcz. Słowa np. polietylen,poliakrylonitryl.Jeżeli monomer ma nazwę składającą się z wielu słów nazwę monomeru podajemy w nawiasach,np. poli(chlorek winylu),poli(alkohol winylowy).Jeżeli polimer może być zsyntetyzowany z wiecej niż 1 monomeru np.[NH(CH2)CO]n a)w wyniku polimeryzacji z otwarciem pierścienia kaprolaktamu b)polikondensacji aminokwasuH2N-(CH2)5-COOH.Częściej syntetyzuje się metodą a)przyjmując nazwę poli(kaprolaktam).Nazwy polimerów tworzy się z nazw kilku meru,np.(SiCH3)2O)n-poli(dimetylosiloksan) 2.Na podstawie następujących nazw polimerów przedstawić zasady nazewnictwa Polietylen-podaje się nazwę monomeru użytego do syntezy a przedrostek poli dodaje się do pojedynczego słowa.Poli(alkohol winylowy),gdy nazwa monomeru jest wielowyrazowa, to nazwę tą bierzemy w nawias.Poli(dimetylosiloksan).Poli dodaje się do nazwy meru czyli jednakowych elementów budowy polimeru. 3.Jakie są różnice w krzywych naprężenie-wydłużenie włókien termoplastów i elastomerów.
4Polimery jako materiały funkcjonalne Nośniki Jeków i katalizatorów,hydrożele medyczne, materiały powłokowe,półprzewodniki i rezystory,zagęstniki,flokulanty,implanty medyczne,błony polimerowe(półprzepuszczalne),polimery jonowymienne,fotorezystory 5.wymienic 5 najbardziej znanych polmerów. *poli(chlorek winylu)PCV,twardy,niepalny,odporny na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad,alkoholi,benzyny,rozpuszczalny w e-rozpuszczalnikach,dobre własności dielektryczne,mała odporność cieplna *polipropylen[-CH2-CH(CH3)-]n dobre własności mechaniczne i dielektryczne,odporny na działanie czynników chemicznych,palny,dość dobra odporność cieplna *polietylen(-CH2-CH2-) odporny na działanie stężonych kwasów i zasad oraz rozpuszczal. Org z wyjątkiem węglowodorów i tłuszczów,palny, mała odporność cieplna. *polistyren[-CH(C6H5)CH2-]n ciało stałe kruche,odporne na działanie kwasów i zasad,dobre własności dielektryczne,mała odporność cieplna *politetrafluoroetylen(-CF2-CF2-)teflon, wyjątkowa odporność chemiczna i cieplna ,dobre własności ślizgowe,mechaniczne i dielektryczne,niepalny 6.Rodzaje kopolimerów=biopolimerów Syntetyzowane z 2 monomerów metodą polimeryzacji,niespecyficzny Poli(A-co-B),statystyczny Poli(A-stat-B),naprzemienny Poli(A-alt-B),statystyczny(random) Poli(A-rand-B), blokowy(block)Poli(A-block-B),szczepiony Poli-A-graft-B) 7.Przykład polimeru mającego właściwości elastomeru,plastomeru,żywicy Elastomeru-polibutadien,poliizopren,poliizobutylen plastomeru-polietylen,politetrafluoroetylen,polimetakrylan metylu,polistyren;żywica-PCV,polisiloksany,poliestry,poliuretany,żywice fenolowo-formaldehydowe 8.Nazwy polimerów w zależności grup funkcyjnych Ester(-CH2COO-),amid(-CH2CONH-),imid[-N(CO02-],uretan(-OOCNH-),sulfid(-S-),eter(-O-),węglan-(CO3-),sulfon(-SO2-) 9.Wykazać zalety I wady stosowania polimerów jako materiałów konstrukcyjnych. Zalety-łatwość formowania,niska temp. Przetwórstwa,mała gęstość,duża wytrzymałość w stosunku do ciężaru,odporność chemiczna,możliwość barwienia,odporność na ścieranie i tarcie,właściwości izolacyjne(elektryczne,cieplne,akustyczne) Wady-mała odporność termiczna,mały moduł i twardość,starzenie fizyczne i chem. 10.kilka polimerów heterołancuchowych W skład łańcucha wchodzą:C,O,N,S. np.polioksymetylen,poliester[-O(ch2)n-CO-], poliamid [-NH-CO-(CH2)m-]n, poliuretan[-NH-CO-O-(CH2)m-]n 11 Co to są dendrymery Polimery gwieździste.3lub wiecej rozgałęzień(ramion)wyrastających z jadra np. zerowej generacji dendrymer(dendrymar z gr-dendron-drzewo)Każde odgałęzienie ma taką samą funkcjonalność i jednakową długość.Strategia syntezy:NH3 może być zastosowany jako trifunkcyjne jądro do przyłączenia w reakcji Michaela akrylanu metylu 12.zdefiniuj efekt żelu Przy konwersji powyżej 15-25% obserwuje się efekt autoprzyspieszania tzw efekt żelu.szczególnie w przypadku polimeryzacji w masie.Maleje stała terminancji wraz ze wzrostem lepkości układu 13.Etylen może być polimeryzowany w obecności H2SO4.schemat reakcji. H++ CH2=CH2=CH2->[-CH2-CH2-] 14.Wpływ budowy katalizatorów matalocenowych na strukturę polipropylenu PP może być syntetyzowany w formie izotaktycznej i syndiotaktycznej w zalezności od tego jak działa zawada przestrzenna w tych katalizatorach.Mniejsza grupa nie przeszkadza w podejściu .CH3-CH+CH2.Musi być odpowiedznie ustawienie propylenu w stosunku do katalizatora. 15.Metody syntezy polistyrenu 1.kationowa2.anionowa3.snteza rodnikowa4.polimeryzacja przeniesienia grup=Zieglera-Natty Metatezy 16.Oile wzrośnie szybkość polimeryzacji rodnikowej, jeżeli zwiększy się steż. Inicjatora 4razy?Prędkość wzrośnie dwukrotnie |
17.zaproponować mechanizm polimeryzacji izobutylenu
18Schemat reakcji otrzymywania poliamidów z aminokwasów nH2N-R-COOH->[-NH-R-CO-]n+H2O 19.typowe monomery polimeryzacji anionowej i kationowej Polimeryzacja anionowa-monomery z przesunietą chmurą elektronową lub pierścienie np.styren CH2=CH,monomery akryloweCH2=CHR,dienyCH2=CHR-CH=CH2,pierścienie(izobutylen,formaldehyd) Polimeryzacja kationowa-monomery z grupą elektronodonorową,np. CH2=CHR,R-podstawnik elektrofilowy, CH2=CH(NRR'), CH2=CH(OR),pierścienie(butadien,formaldehyd,izopren) 20.Jaką rolę pełni nadtlenek dibenzoilu w technologi polimerów Nadtlenki organiczne pełnią rolę inicjatorów w rozkładzie termicznym polimerów,są wykorzystywane w relakcji redoks także jako inicjatory 21Jaki jest stopień polimeryzacji polietyleny,jeżeli MW=154000g/mol a stopien polidyspersji x =1,1 P=Mw/Mn n=Mn/Mmer [-CH2-CH2-] 14=14=28 Mn=MW/p=154000/1,1=140000 140000/28=5000 22.Obliczyć ciężar lepkościowo-średni polistyrenu jeżeli(=0,5 i K=10-4l/g,graniczna liczba lepkościowa wynosiła 50ml/g Równanie Marka-Houwinka n=K*Mna 50ml/g=10-4l/g*Mn0,5 500=Mn0,5 Mn=5002 =250000 50*10-3 l/g=10-4 l/g *Mn0,5 23.Obliczyć stopień polimeryzacji polistyrenu,jeżeli Mw=1248000g/mol,a stopien polidyspersji x=1,2?
P=Mw/Mn n=Mn/Mmer 8*12+8*1=104 Mn=Mw/p=124800/1,2=104000 104000/104=1000 24.Obliczyć stopien polimeryzacji polipropylenu oraz stopien polidyspersji jeżeli Mw =92400,Mn=53000g/mol CH3-CH=CH2 3*12+6=42 P=MW/Mn=92400/53000=1,71 n=Mn/Mmer=53000/42=1261,9 25.Obliczyć stopień polimeryzacji poliakrylonitrylu oraz stopien polidyspersi jeżeli Mw=74500, Mn=53000g/mol CH2CH-CN P=MW/Mn=74500/53000=1,41 3*12+14+3=53 n=Mn/Mmer=53000/53=1000 P=MW/Mn=74500/53000=1,41 26.Obliczyć stopień polimeryzacji poli(chlorku winylu) oraz ciężar cząsteczkowy wagowo średni jeżeli Mn=62500g/mol zas stopien dyspersji x=1,1 CH2=CH-Cl 35,5+24+3=62,5 p=Mw/Mn n=Mn/Mmer Mw=Mn *p=62500*1,1=68750 62500/62,5=1000 27.Mieszanina 3 polimerów o takiej samej budowie chem.i ciężaże cząsteczkowym jest wstrzyknięta do kol7umny..Jeden jest liniowy drugi rozgałęziony trzeci gwieździsty.W jakiej kolejności nastąpi ich Lucja? Duże cząstki nie zatrzymują się w porach i szybciej przepływają niż małe.Rozgałęzione czastki maja mniejszą objętość hydrodynamiczną niż nierozgałęzione o tym samym ciężaże cząsteczkowym i budowie meru.Czyli:liniowy,rozgałęziony,o strukturze gwieździstej. 28.Jak odróżnic polimer usieciowany od nieusieciowanego? Przez rozpuszczenie w odpowiednim rozpuszczalniku.Nieusieciowany rozpuszczalny a usieciowany nierozpuszczalny(może spęcznieć)Usieciowane śa mniej topliwe,mniej elastyczne,nie płyną, SA mniej toksyczne, posiadają stałe wymiary,duza masa czasteczkowa.Nieusieciowane płyną topią się ,można je formować. 29.Jle siarki należy dodac do 100g kauczuku naturalnego aby 5% merów było usieciowane. CH3 -CH2-C=CH-CH2- 5*12=**1=68 68g-32gS 100g-xS=>x=47,06 47,06*0,05=2,35g 30.Wpływ jonów metali,pochodnych fenoli oraz amin aromatycznych na degradacje polimerów Metale o zmiennej wartościowości przyspieszają degradację RO+OH+Mt(n+1)+<-ROOH+Mt NT ->Roo-+H++Mt (n-1)(np. resztki katalizatora, barwniki).Wbudowują się w łańcuch polimeru i inicjują jego rozkład.Pochodne amin aromatycznych i fenoli opóźniaja proces degradacji,działaja jak pułapki rodnikowe. 31.Który z polim. Jest bardziej odporny na starzenie i dlaczego:polistyren,polibutadien,poli(kwas mlekowy) Butadien jest najmniej odporny, potem poli(kwas mlekowy) i PS.Podwójne wiązanie to tendencja do starzenia większa.Poli(kwas mlekowy) jest najbardziej biodegradowalny. 32.Który bardziej odporna na UV:polietylen, poli(tetrafluoroetylen),kopolimeretylenu z tlenkiem wegla? Najbardziej odporny jest poli(tetrad=fluoroetylen)>kopolimer>polietylen.Kopolimer szybko się starzeje, obecność ugrupowania C=O ma wpływ na szybkie starzenie się w UV. |
33.Zaproponować procesy degradacji poli(metakrylanu) i poli(chlorku winylu) Poli(chlorek winylu)- powstaje HCl, wydzielający się HCl( podczas ogrzewania)indukuje homolize wodorotlenków generując nowe rodniki katalizujące degradację termiczną, w drugim przypadku może wydzielic się monomer. 34.Jak przyspieszyc proces degradacji polimeru, w jaki poprawic odporność na starzenie? Przyspieszyć przez dodatek metali o zmiennej wartościowości, wprowadzenie grup ketonowych(degradacja pod wpływam UVz szybkością proporcjonalną do stężenia tych grup),wprowadzenie fotouczulających dodatków, fotoinicjatory,(pod wpływem światła nastepuje jej rozpad na rodniki).Poprawa odporności poprzez dodatek pochodnych fenoli lub amin aromatycznych, dodatek stabilizatorów świetlnych(zabezpieczenie prze degradacją, promieniowaniem UV, np. dsadza, która jest dobrym absorbentem UVi efektywną pułapką rodników) 35.Rodzaje polimerowych węzłów sieci Kowalencyjne,klastery jonowe,krystality,mikrofazy,splatania łańcucha. *polimery z węzłami fizycznymi-rozpadają się w rozpuszczalnikach *polimery o węzłach chemicznych-nierozpuszczalne 36.Który polimer ma wiekszą temp. Zeszklenia i dlaczego?poli(alkohol winylowy),poli(aldehydoctowy),poli(tlenek etylenu)? To zależy od giętkości łańcucha.Sztywność maleje, gdy w łańcuchu głównym jest więcej wiązan nienasyconych.Wpływ ma liniowość,rozgałęzienia od masy, ruchliwość segmentalna,zalezy też czy jest obecne wiązanie wodorowe czy nie. Poli(alkohol winylowy)-najwyższa,bo ma najbardziej sztywne wiązanie Poli(aldehyd octowy)-średnia ,słaba sztywność wiązan,poli(tlenek etylenu)najmniejsza, tworzy wiązania wodorowe. 37.Obliczyc moduł zachowawczy polimeru, wiedząc ze moduł strat=450MPa zas tg=0,23 Tg=E”/E' E”-moduł urojony, E'-moduł rzeczywisty. E'=E”/tg=450/0,23=1956,52 38.Obliczyć współczynnik Poissona wiedząc ze moduł Younga i moduł ścinający wynoszą odpowiednio 52GPa,20GPa.Do jakiej grupy należy ten polimer? Moduł Y=E=2(1+v)*G G- moduł ścinający 52=2(1+v)20 1+v=52/40=1,3 V=0,3 jest to plastomer 39.Obliczyć współczynnik Poissona polimeru wiedząc ze moduł younga i modul ścinający wynoszą odpowiednio 3MPA i 1MPa.Do jakiej gr należy ten polmer? E=2(1+v)*G V=(E/2G)-1 V=(3/2)-1=0,5 jest to elastomer 40.Na ile róznic się będzie twardosć polimerów jeżeli ich moduły Younga różnia się dwukrotnie? Ponieważ jest zależność liniowa pomiedzy twardością a modułem Younga, zatem powinien różnic się dwukrotnie 41.Uszereguj polimery wg Tg-:polipropylen,poli(chlorekwinylu),polistyren,polimrtylostyren Tg zależy od giętkości łańcucha.Sztywność maleje , gdy w łańcuchu głównym jest więcej wiązań nienasyconych.Wpływ ma też liniowość i rozgałęzienia i od masy.Ruchliwosć segmentalna, zależy tez czy jest obecne wiązanie wodorowe czy nie.1-polipropylen,2-poli(chlorek winylu),polistyren,polimetylostyren 42.Uszeregować wg wzrastającej Tg. 1.poli(tereftalan butylu,poli(tereftalan etylenu),polikaproamid,poli(p-fenylenotereftalamid).Ze wzrostem łańcucha nasyconego Tg rośnie .Giętkość maleje gdy gr Ch3 miedzy pierścieniem aromat.Tg zależy od giętkości łańcucha.Dztywność maleje, gdy w łańcuchy głównym jest więcej wiązań nienasyconych.Wpływ ma liniowość i rozgałęzienia i od masy.Ruchliwość segmentalna, zależy też czy jest obecne wiązanie wodorowe. 43.
44.Udarność polimerów Cecha wytrzymałościowa w warunkach dynamicznych.Udarnosć jest miarą energii potrzebnej do zniszczenia próbek o jednostkowym przekroju U=L/Fe ,L-zmiana energii całkowitej młota,Fe-powierzchnia przekroju próbek. 45.uszergować wzrastająca temp. Zeszklenia. Polidimetylosiloksan<polipropylen<polistyren Tg zależy od giętkości łańcucha.Sztywnosć maleje gdy w łańcuchu głównym jest więcej wiązań nienasyconych.Wpływ ma też liniowość,rozgałęzienia i masa.Ruchliwosć segmentalna, zalezy od obecności wiązan wodorowych. 46.Ciecze zagęszczane i rozrzedzane ścinaniem. Rozrzedzane-pseudoplastyczne np.napełnione polimery,polimery stopione, roztwory polimerów, tłuszcze,krew Zagęszczane-dylatacyjne np. suchy piasek, suspensje skrobi. |