Лекции по физической химии полимеров
Для нашего времени характерно все более широкое использование полимеров на практике. Различные марки пластмасс, эластомеров, синтетических смол и волокон находят повсеместное применение в строительстве, сельском хозяйстве, машиностроении, медицине и других областях, успешно заменяя там многие традиционные материалы. Эксплуатационные свойства полимеров в значительной степени зависят от статистических характеристик их химической структуры, которая формируется в ходе синтеза. Поэтому при разработке полимерных материалов приходится иметь дело с триадой «синтез—структура-свойства», где физические и химические проблемы тесно переплетаются. Это обстоятельство находит свое отражение в настоящей книге, основное предназначение которой заключается в том, чтобы дать общие представления о физике и статистической химии полимеров. Этим областям науки о высокомолекулярных соединениях посвящены обе половины книги, написанные соответственно каждым из нас. В основе приведенного материала лежат курсы лекций, читаемые нами в течение ряда лет для студентов физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова в рамках Учебно-научного центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок.
В первой части книги «Введение в физику полимеров» даны основные представления о физических свойствах полимеров, а также о физических принципах современных экспериментальных методик по измерению этих свойств (светорассеяние, хроматография, гель-электрофорез и т.д.). Рассмотрены фазовые переходы как отдельных молекул (переход клубок-глобула), так и их статистизеских ансамблей (макро- и микрофазовые расслоения в растворах полимеров). Обсуждены наиболее принципиальные особенности физического поведения блок-сополимеров, полимерных гелей, а также полимерных жидких кристаллов и полиэлектролитов.
Вторая часть книги «Введение в статистическую химию полимеров» посвящена изложению принципов статистического описания химической структуры полимеров и методов ее расчета, для основных процессов синтеза, высокомолекулярных соединений. Здесь указаны статистические характеристики полимерного образца, определяющие архитектуру, размер, состав и строение макромолекул этого образца. Отмечена связь этих характеристик с эксплуатационными свойствами полимеров, а также с методиками их экспериментального измерения. Рассмотрены современные кинетические модели макромолекулярных реакций, используемые при расчетах указанных статистических характеристик. Проанализированы достоинства и недостатки различных расчетных методов, применяемых при математическом моделировании процессов синтеза полимеров.