Расчетная оценка совместимости и взаимной растворимости: растворителя, аморфоного полимера и олигомерной смолы

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Московский государственный  университет печати

имени Ивана Федорова

 

Факультет полиграфической  техники и технологии

Специальность:     Материаловедение и технология новых материалов

Специализация:    Материаловедение         

Форма обучения: Очная

Кафедра:               Материаловедения

Курсовой проект

По дисциплине:  Физика-химия материалов и покрытий

Тема проекта:     Расчетная оценка совместимости и взаимной растворимости:  растворителя,  аморфоного полимера и олигомерной смолы

 

Студент:              Васильев Илья Юрьевич

Курс  4  группа   1

Дата сдачи законченного проекта на кафедру:

«___»_____________200__г.

Руководитель Кондратов А.П.

«___»_____________200__г.

 

Москва 2013г.

Содержание

Реферат………………………………………………………………………... 3

Введение………………………………………………………………………. 4

1. Параметры растворения олигомера
2. Толуиленуританакрилат
1. Расчет по смоллу I………………………………………………......... 5
2. Расчет по смоллу II…………………………………………………… 6
3. Расчет по Ван Кревелену…………………………………………….. 7
2. Параметры растворимости жидкости
2. Диметилсульфоксид
1. Расчет по смоллу I……………………………………………….......... 9
2. Расчет по смоллу II……………………………………………………      10
3. Расчет по Ван Кревелену……………………………………………...     11
3. Параметры растворимости полимера

3.1. Поливинилацетат

3.2.1. Расчет по смоллу  I…………………………………………………….      12

3.2.2. Расчет по смоллу  II…………………………………………………....      13

3.2.3. Расчет по Ван Кревелену…………………………………………......      14

4. Сводная  таблица……………………………………………………….....      15

Заключение…………………………………………………………………..       16

Список используемой литературы………………………………………….      18

 

 

 

Реферат

Данный курсовой проект, выполненный на тему «Расчетная оценка совместимости и взаимной растворимости: растворителя, аморфоного полимера и олигомерной смолы». Курсовой проект разделен на четыре раздела. В курсовом проекте содержится 17 печатных листов, 6 изображений, 1 таблица.

Ключевые слова: олигомер, полимер, вещество, растворимость, и  др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Все объекты, с которыми мы сталкиваемся в повседневной деятельности, представляют собой многокомпонентные системы, состоящие из различных низкомолекулярных веществ и полимеров. К ним относятся печатные краски, лаки, и корректирующие добавки, резиновые покрытия декеля и различных валов, гибкие печатные формы, смолы, и изделия из пластмасс, полимерные покрытия, запечатываемые пленки и листы, высоковязкие клеящие составы, бумага, картон и многое другое. Свойство и поведение этих материалов в различных условиях полиграфического производства во многом зависят от фазового состава и взаимной совместимости компонентов. Поэтому знания взаимной совместимости низкомолекулярных веществ и полимеров различного химического строения, а также способность оценивать эти свойства расчетным путем по справочным данным – важная часть профессиональных навыков специалиста в области полиграфического материаловедения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Параметры растворения олигомера
2. Толуиленуританакрилат
1. Расчет по Cмоллу I

 

 

 

2. Расчет по Cмоллу II

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет по Ван Кревелену

 

(Для сравнения)

 

     

 

 

2. Параметры растворимости жидкости
2. Диметилсульфоксид
1. Расчет по Cмоллу I

Химическое вещество с формулой — (CH3)2SO. Бесцветная жидкость, важный биполярный апротонный растворитель. Диметилсульфоксид (ДМСО) – особенно удобный растворитель для электролитов, так как имеет высокую диэлектрическую постоянную. ДМСО – необычайно универсальный растворитель для органических и неорганических соединений; он достаточно устойчив к процессам окисления и восстановления, вследствие чего область рабочих потенциалов в этом растворителе довольно широка.

2. Расчет по Cмоллу II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет по Ван Кревелену

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Параметры растворения полимера

3.1. Поливинилацетат

3.2.1. Расчет по  Cмоллу I

 

 

Поливинилацетат - аморфный, бесцветный термопластичный полимер  без вкуса и запаха. Является полимером  винилацетата, а точнее продуктом  полимеризации винилового эфира  уксусной кислоты – винилацетата.

 

3.2.2. Расчет по  Cмоллу II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.3. Расчет по  Ван Кревелену

 

 

 

 

4. Сводная таблица

 

Вещество	Толуиленуританакрилат	ДМСО	ПВА
Смолл I	10.07	10.18	8.86
Смолл II	9.02	10.46	9.77
Ван Кревелен	13.77-16.49	15.15	9.58
Экспериментальные данные	11.35	13.0	9.35 -11.05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данной курсовой работе провели вычисления параметров растворимости органического вещества: растворителя, аморфоного полимера и олигомерной смолы по структурной формуле вещества и справочным данным двумя методиками с использованием констант Смолла. Сравнили результаты вычислений с экспериментальными данными.  Можно сказать, что значения, которые были получены двумя константами Смолла, не сильно различаются между собой во всех трех случаях. Так олигомерная смола толуиленуританакрилат, рассчитанная по первой константе Смолла, отличается от второй константы на единицу. Можно предположить, что такое отличие зависит от той плотности олигомера, которую мы берем. Так как в первом случае мы используем плотность, которая дана нам, а во втором случае, компьютер рассчитывает нам параметр растворимости по той плотности, которая указана в его базе. В этом и есть расхождения. Что же качается растворителя – диметилсульфоксида, то здесь расхождение, буквально, в сотые доли, что не составляет большой разности. Это говорит о том, что, взятая нами плотность, схожа с плотностью, которую использует программа. В третьем случае – полимер поливинилацетат. Тут различия, как и в первом случае, на единицу, скорее всего опять из-за плотности, которая дана нам, и  плотности, по которой рассчитывает компьютер.

Здесь же вычислили параметры растворимости по структурной формуле вещества  и справочным данным с использованием констант Ван Кревелена. Можно сказать, что в данной константе, отличие от констант Смолла, начиная с двух и достигая пяти единиц. Это может быть связано с тем, что в данной константе указываются дополнительно функциональные связи, что придает вес расчету параметра растворимости. Так же расчет ведется не по функциональным группам, а по атомам, что тоже может иметь небольшое отличие от предыдущих двух расчетов.

Провели несколько примеров на параметр растворимости по константе  Ван Кревелена с двумя веществами на составления разных функциональных групп, чтобы увидеть, как будет  варьировать наш результат. Расчет толуиленуританакрилата по константе Ван Кревелена приводит к различным значениям. Это зависит от той функциональной группы, которую мы используем и от ее количества. Так в первом случае мы берем одну функциональную группу сложный эфир и две группы кетон, и у нас получается значение 16.49. Во втором же случае, выбираем две группы сложного эфира и одну группу кетон, параметр растворимости выводит нам 15.25. А в третьем случае выберем три группы сложного эфира, и получается 14.01. Можно сделать небольшой вывод, скорее всего, это зависит от функциональных групп.

Тоже происходит и с  поливинилацетатом. Если в одном  случае мы возьмем кетон и сложный  эфир, компьютер покажет нам 12.3, а  если мы возьмем два сложных эфира, то число измениться до 9.58.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Физика и химия материалов и технологических процессов. Методические указания.
2. http://mathmod.aspu.ru/mgup/index_mgpu.htm.
3. Справочник химика, том II.
4. Справочник по химии Алдрича
5. Справочник Ван Кревелена: строение и свойства полимеров.