Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Organic chemistry → Химия полимеров ↓


Характеристики полимеров


Характеризация полимеров является обширной и важной частью химии полимеров, которая сама по себе является отраслью органической химии. Целью характеризации полимеров является понимание и определение структуры, свойств и характеристик производительности полимерных материалов. Эта область важна для разработки новых материалов и улучшения существующих. Давайте глубже посмотрим на фундаментальные аспекты характеризации полимеров и узнаем, как она играет важную роль в науке о материалах.

Что такое полимеры?

Полимеры — это большие молекулы, состоящие из повторяющихся структурных единиц, известных как мономеры. Слово "полимер" происходит от греческих слов "поли", означающего "много", и "мерос", означающего "часть". Полимеры могут быть натуральными, такими как белки и ДНК, или синтетическими, такими как пластмассы и синтетические волокна. Процесс создания полимеров из мономеров называется полимеризацией.

Важность характеризации полимеров

Понимание и характеризация полимеров важны по нескольким причинам:

  • Обеспечивает контроль качества в производстве полимеров.
  • Помогает в разработке новых полимерных материалов с определенными свойствами для конкретных применений.
  • Помогает предсказать производительность и срок службы полимерных материалов.
  • Помогает соблюдать нормативные стандарты.

Методы характеризации полимеров

Существует множество методов, используемых для характеризации полимеров. Эти методы обычно делятся на несколько основных категорий, таких как структурная характеризация, термический анализ, механическая характеризация и химический анализ и т.д.

Структурная характеризация

Цель структурной характеризации - понять расположение атомов в полимере. Некоторые из методов, используемых в структурной характеризации, включают:

  • Ядерный магнитный резонанс (ЯМР): Этот метод предоставляет подробную информацию о углеродно-водородной структуре полимеров. ЯМР особенно полезен для определения химической структуры, цепной последовательности и стереохимии повторяющихся единиц.
  • Рентгеновская дифракция (РД): РД используется для определения кристаллической структуры полимеров. Кристаллические области рассеивают рентгеновские лучи в определенной схеме, которую можно проанализировать для получения информации о атомном расположении.
  • Инфракрасная спектроскопия (ИК): ИК используется для идентификации функциональных групп в полимерах путем изучения вибрационных переходов молекул.
  • Хроматография исключения по размеру (ХИР): Также известна как гель-проникающая хроматография (ГПХ), ХИР используется для определения распределения молекулярного веса образца полимера.
Анализ структуры

Термический анализ

Важно оценить, как полимер ведет себя в различных температурных условиях. Это понимание помогает определить пределы применения:

  • Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК): ДСК измеряет теплофлюкс, связанный с переходами в материалах, и предоставляет информацию о точке плавления, температуре стеклования и температуре кристаллизации.
  • Термогравиметрический анализ (ТГА): ТГА измеряет изменения массы образца полимера в результате температуры и предоставляет информацию о термической стабильности и структуре.
Термический переход

Механическая характеризация

Механические свойства полимеров важны для их применения в промышленности, и для определения этих свойств используются следующие методы:

  • Испытание на растяжение: Этот метод проверяет, как полимерный материал ведет себя под напряжением, определяя его прочность на растяжение, эластичность и удлинение при разрыве.
  • Испытание на изгиб: Оценивает способность образца полимера противостоять деформации под нагрузкой. Это особенно актуально для материалов, используемых в структурных применениях.

Химический анализ

Химический анализ включает изучение химической структуры и реакционного поведения полимеров:

  • Элементный анализ (ЭА): Определяет элементный состав полимеров, измеряя уровни углерода, водорода, азота и т.д.
  • Масс-спектрометрия (МС): МС помогает понять молекулярную массу и структуру полимеров.

Примеры характеризации полимеров

Пример 1: Определение молекулярного веса методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ)

Гель-проникающая хроматография широко используется для определения распределения молекулярного веса полимера, что важно для понимания его обработки и механического поведения. В ГПХ:

  • Образец полимера растворяется в подходящем растворителе.
  • Раствор проходит через колонку, заполненную пористыми шариками.
  • Более крупные молекулы выходят первыми, более мелкие молекулы выходят позже из-за исключения по размеру.
  • Датчик измеряет количество полимера в различные моменты времени, из чего вычисляется распределение молекулярного веса.

Пример 2: Анализ кристалличности полимеров с помощью рентгеновской дифракции (РД)

РД помогает определить степень кристалличности полимеров, что влияет на их прочность и термические свойства. Анализ кристалличности включает:

  • Расположение образца полимера на рентгеновском дифрактометре.
  • Рентгеновские лучи направляются на образец, и измеряется дифракционная картина.
  • Пики в дифракционной картине соответствуют атомным плоскостям в кристаллических областях.
  • Анализируя интенсивность пиков, можно количественно определить кристалличность.
РД-шаблон (кристаллический)

Заключение

Характеризация полимеров - это многогранная область исследований, которая предоставляет глубокое понимание свойств и потенциальных применений полимеров. Будь то через структурный анализ, термический анализ или механические испытания, каждый метод вносит свой вклад в комплексное понимание полимерных материалов. Эти знания жизненно важны для инноваций в областях от аэрокосмической до биомедицинской промышленности, где полимеры играют существенную роль. По мере развития технологий, точность и глубина характеризации полимеров продолжают расти, способствуя прогрессу материаловедения.


Магистрант → 2.5.2


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (2.5.1)
Механизм полимеризации
Следующий (2.5.3) →
Биодеградируемый полимер

Комментарии 



Характеристики полимеров

https://www.chemistryelite.com/g/2.5.2?ceal=ru