Współczesna wiedza o polimerach. 2, Polimery naturalne i syntetyczne, otrzymywanie i zastosowania / Jan F. Rabek. Wyd. nowe. Warszawa, cop.

Transkrypt

1 Współczesna wiedza o polimerach. 2, Polimery naturalne i syntetyczne, otrzymywanie i zastosowania / Jan F. Rabek. Wyd. nowe. Warszawa, cop Spis treści 1 BIOPOLIMERY Klasyfikacja biopolimerów Białka i peptydy Dysocjacja białek (polipeptydów) Wysalanie i denaturacja białek Reakcje barwne białek Rozdział białek Synteza białek Wybrane przykłady białek Białka proste (proteiny) - glukagon, insulina Białka złożone (proteidy)- kazeina Białka pełniące rolę ochronną Interferony Białka strukturalne Elastyna α-keratyna Włosy Fibroma - białko jedwabiu naturalnego Białko nici pajęczej Kolagen Garbowanie skóry Żelatyna Biosynteza monomerów i polimerów Kwasy nukleinowe Krótka historia DNA Budowa kwasów nukleinowych Denaturacja DNA Przekazywanie informacji genetycznej Replikacja DNA Transkrypcja Translacja Sekwencjonowanie DNA Pozakomórkowa replikacja DNA Projekt poznania genomu ludzkiego Inżynieria genetyczna Kauczuk naturalny Krótka historia odkrycia kauczuku naturalnego Skład oraz właściwości fizyczne i chemiczne lateksu 50

2 Otrzymywanie kauczuku z lateksu Budowa chemiczna i fizyczna kauczuku naturalnego Kauczuk naturalny gutaperka Rośliny kauczukodajne Wulkanizacja kauczuków Biosynteza kauczuku naturalnego Polisacharydy Skrobia Dekstryny Dekstran Glikogen Celuloza Fotosynteza polisacharydów Hemiceluloza Błonnik Chityna i chitozan Kwas hialuronowy Heparyna Agary Pektyny Alginiany Guma arabska Lignina 72 Zalecana literatura POLIMERYZACJA RODNIKOWA Rodzaje polimeryzacji Monomery stosowane w polimeryzacji rodnikowej Rodniki Spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego (ESR) w badaniach rodników Znaczniki spinowe Pułapki wolnych rodników Identyfikacja rodników tlenowych Techniki specjalne rezonansu elektronowo-jądrowego do badania rodników Inicjowanie polimeryzacji rodnikowej Inicjowanie fizyczne reakcji polimeryzacji Polimeryzacja termiczna Polimeryzacja promieniowaniem mikrofalowym Polimeryzacja ultradźwiękami Fotopolimeryzacja Polimeryzacja radiacyjna Polimeryzacja elektrochemiczna Podstawy ogólnego opisu kinetycznego reakcji Inicjatory reakcji polimeryzacji 108

3 Termiczny rozpad inicjatorów Fotoinicjatory Inicjatory redoks Inicjatory w laboratorium Kinetyka rozkładu inicjatorów Sprawność (wydajność) inicjatora Efekt klatkowy Mechanizm inicjowania reakcji polimeryzacji Mechanizm i kinetyka wzrostu łańcucha Czynniki wpływające na stałą szybkości wzrostu łańcucha Reaktywność monomeru Reaktywność rodników Stereochemia propagacji Samoprzyspieszenie polimeryzacji Przeniesienie aktywności łańcucha Telomeryzacja rodnikowa Reakcje inhibicji polimeryzacji Zakończenie łańcucha przez terminację Wtórne reakcje rodników i makrodników z tlenem Kinetyka polimeryzacji rodnikowej w środowisku beztlenowym Kinetyczna długość łańcucha Zależność średniego stopnia polimeryzacji od kinetyki polimeryzacji Wpływ reakcji przeniesienia aktywności łańcucha na R p i DP Zestawienie stałych szybkości reakcji Kinetyka fotoinicjowanej polimeryzacji w środowisku beztlenowym Kinetyka polimeryzacji na drodze fotoindukowanego przeniesienia elektronu Wyznaczanie G el za pomocą woltamperometrii cyklicznej Fotoinicjowana polimeryzacja sieciowująca Polimeryzacja dwufotonowa Efekt kontrakcji (skurczu) polimeryzacji Energia aktywacji reakcji polimeryzacji Termodynamika polimeryzacji rodnikowej Wpływ ciśnienia i temperatury na reakcje polimeryzacji Rola dyfuzji w inicjowaniu reakcji polimeryzacji w roztworze Wpływ budowy rozpuszczalnika na przebieg polimeryzacji Prowadzenie polimeryzacji rodnikowej w laboratorium Metody przemysłowe prowadzenia polimeryzacji Polimeryzacja ciśnieniowa w fazie gazowej Polimeryzacja w fazie ciekłej Polimeryzacja strąceniowa Polimeryzacja w roztworze Polimeryzacja roztworowo-strąceniowa Polimeryzacja suspensyjna 157

4 Polimeryzacja emulsyjna Polimeryzacja metodą reaktywnego wytłaczania Przemysłowe problemy prowadzenia polimeryzacji 161 Zalecana literatura KONTROLOWANE REAKCJE POLIMERYZACJI RODNIKOWEJ Pseudożyjąca polimeryzacja rodnikowa Kontrolowana reakcja polimeryzacji rodnikowej z odwracalnym addycyjno-fragmentacyjnym pierścieniem łańcucha (RAFT) przy udziale iniferterów" Kontrolowana reakcja polimeryzacji rodnikowej przy udziale trwałego wolnego rodnika (SFRP) Kontrolowana reakcja polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP) Kontrolowana reakcja polimeryzacji rodnikowej metodą fotopulsacyjną 175 Zalecana literatura BADANIE MECHANIZMU I KINETYKI POLIMERYZACJI Badanie mechanizmu reakcji polimeryzacji Badanie kinetyki reakcji polimeryzacji Badanie spektroskopowe kinetyki reakcji dysocjacji inicjatora za pomocą stabilnych (trwałych) wolnych rodników Stopień przereagowania (konwersji) monomeru Pomiary dylatometryczne do badania kinetyki polimeryzacji Metody wyznaczania stałych propagacji (k p ) i terminacji (k t ) Metoda wirującej przesłony do badania kinetyki polimeryzacji Pomiar szybkości polimeryzacji metodą różnicowej analizy kalorymetrycznej (DSC) Pomiar szybkości polimeryzacji metodą spektroskopową w podczerwieni (IR) Zastosowanie sond fluorescencyjnych do badania polimerów 189 Zalecana literatura KOPOLIMERYZACJA Kopolimeryzacja rodnikowa Kinetyka kopolimeryzacji rodnikowej Wpływ budowy rezonansowej rodników ko monomerów na szybkość kopolimeryzacji Teoria Alfreya-Price'a Wyznaczanie stałych szybkości reakcji kopolimeryzacji r 1 i r Metoda Lewisa-Mayo Metoda Finnemana-Rossa Metoda najmniejszych kwadratów 200 Zalecana literatura 201

5 6. KOPOLIMERYZACJA SZCZEPIONA I BLOKOWA Kopolimery blokowe Elastomery termoplastyczne Kopolimery blokowe polidenów z polistyrenem Kopolimeryzacja szczepiona Kopolimery szczotkowe Kopolimery amfifilowe Ilościowy opis kopolimeryzacji szczepionej Interpolimery 213 Zalecana literatura POLIMERYZACJA JONOWA Jony i pary jonowe Polimeryzacja kationowa Inicjowanie polimeryzacji wobec mocnych kwasów protonowych Brönsteda Inicjowanie polimeryzacji wobec kwasów Lewisa Wzrost i zakończenie łańcucha w polimeryzacji kationowej Kinetyka polimeryzacji kationowej Kationowa polimeryzacja izobutylenu Polimeryzacja anionowa Polimeryzacja wobec alkalidów koronowych Anionowa polimeryzacja z otwarciem pierścienia Termodynamika polimeryzacji z otwarciem pierścienia Polimeryzacja dwubiegunowa (zwitterjonowa) Prowadzenie polimeryzacji żyjącej 231 Zalecana literatura POLIMERYZACJA KOORDYNACYJNA I JONOWO-KOORDYNACYJNA Polimeryzacja koordynacyjna Katalizatory i mechanizm polimeryzacji koordynacyjnej Katalizatory i mechanizm polimeryzacji jonowo-koordynacyjnej Kopolimeryzacja alkenów wobec katalizatorów koordynacyjnych Koordynacyjna polimeryzacja styrenu Cyklopolimeryzacja di- i triolefin Kopolimeryzacja etylenu z β-olefinami i cykloolefinami Kopolimeryzacja etylenu z tlenkiem węgla Prowadzenie polimeryzacji jonowo-koordynacyjnej w skali laboratoryjnej Procesy przemysłowe oparte na polimeryzacji koordynacyjnej α-olefin 243 Zalecana literatura SPECJALNE RODZAJE POLIMERYZACJI Polimeryzacja metatetyczna z otwarciem pierścienia mono-

6 i dicyklicznych monomerów Polimeryzacja transferowa Stereoregularna polimeryzacja chiralna Polimeryzacja utleniająca Polimeryzacja inkluzyjna Kontrolowana reakcja polimeryzacji rodnikowej na matrycach polimerowych Polimeryzacja matrycowa multimonomerów Polimeryzacja interkalacyjna Polimeryzacja w fazie stałej Polimeryzacja typu popcorn" 255 Zalecana literatura POLIMERYZACJA STOPNIOWA (POLIKONDENSACJA) Rodzaje polimeryzacji stopniowej Polimeryzacja stopniowa usieciowująca Kinetyka polimeryzacji stopniowej równowagowej Liczbowo średni stopień polimeryzacji stopniowej Polimeryzacja stopniowa na granicy faz Polimeryzacja addycyjna 266 Zalecana literatura POLIMERY NIEORGANICZNE I ORGANOMETALICZNE Polimery nieorganiczne Krzemiany Sita molekularne Nanonapełniacze nieorganiczne Poliedryczne oligosilseskwioksany Cement Portlandzki Polimery nieorganiczno-organiczne i organometaliczne Polimery krzemoorganiczne Polisilany Polisiloksany Oleje silikonowe Poliedryczne oligosilseskwioksany Polikarboranosiloksany Polifosfazeny Poliborazeny Polimery metaloorganiczne Polimery koordynacyjne 289 Zalecana literatura POLIMERY WĘGLOWE Grafit Grafen Diament 300

7 12.4. Węglik krzemu Węgiel w stanie szklistym Włókna węglowe Fulereny i nanorurki Polimery zawierające struktury fulerenowe Nanorurki węglowe Modyfikacja polimerów węglowych Polimery plazmowe Węgiel kamienny Inne rodzaje węgli 322 Zalecana literatura POLIMERY TERMOSTABILNE Charakterystyka polimerów termostabilnych Budowa polimerów termostabilnych Poliaryleny Polisiarczki Polisulfony Łańcuchowe polimery heterocykliczne Polimery drabinkowe Spiropolimery 335 Zalecana literatura POLIMERY SUPRAMOLEKULARNE Chemia supramolekularna Rodzaje polimerów supramolekularnych Polimery dendrymerowe Polimery rozpoznania supramolekularnego Supramolekularne sieci polimerowe z molekularnym odwzorowaniem Molekularne wdrukowanie Polimery katenanowe Polimery kaliksarenowe Polimery rotaksanowe Tunelowe kompleksy inkluzyjne Koronowe polimery inkluzyjne Cyklodekstryny 349 Zalecana literatura NANOWARSTWY POLIMEROWE I NANOPOLIMERYZACJA Nanomaterialy polimerowe Układy dyspersyjne nanocząsteczek Formowanie błonek nanometrowych za pomocą nośników Formowanie błonek nanometrowych za pomocą wagi Langmuira -Blodgetta Nanopolimeryzacja 361

8 Samoorganizujące się monowarstwy na powierzchni złota 363 Zalecana literatura POLIMERY JONOWE Polimery z wiązaniami jonowymi Polielektrolity Polielektrolity amfoteryczne Stałe polimerowe elektrolity Polisole Jonity Jonity nieorganiczne Jonity organiczne Wymiana jonowa na kolumnie Oznaczanie pojemności wymiennej Oznaczanie pęcznienia jonitów Zmiękczanie wody Dealkalizacja wody Jonity jako katalizatory Jonomery Mieszaniny jonomerowe Polijoneny 391 Zalecana literatura MEMBRANY POLIMEROWE Podstawowe pojęcia i zjawiska membranowe Właściwości i zastosowania membran Membrany porowate Pomiary wielkości porów w membranach Membrany kompozytowe Odsalanie wody morskiej Membrany jonowymienne w procesach separacji Membrany do separacji gazów Membrany w ogniwach paliwowych 409 Zalecana literatura SPECYFICZNE POLIMERY DO ZASTOSOWAŃ SPECJALNYCH Ciekle kryształy i polimery ciekłokrystaliczne (LCP) Polimery liotropowe Polimery termotropowe Ciekłokrystaliczne anizotropowe sieci polimerowe Usieciowane polimery ciekłokrystaliczne Metody badania LCP Zastosowanie kryształów nematycznych w optoelektronice Dynamiczne rozpraszanie światła przez LCP Ekrany LCD Ferromagnetyczne polimery ciekłokrystaliczne 424

9 Tekstury homeotropowe Elementy elektrooptyczne z wykorzystaniem LCP Zastosowania termograficzne LCP LCP w strukturach biologicznych Polimery półprzewodzące Poliacetylen Polianilina Polipirol Politiofen Polimery pólprzewodzące o strukturze 2D Mechanizmy przewodzenia polimerów półprzewodzących Proces domieszkowania Zastosowanie polimerów półprzewodzących Polimerowe kompozyty i kompleksy przewodzące Ciecze elektroreologiczne Polimery paramagnetyczne Elektrety i piezopolimery Polimery elektrostrykcyjne Polimery magnetoreologiczne i magnetostrykcyjne Polimery fotoprzewodzące Podstawy kserografii Polimery elektroluminescencyjne Polimery o nieliniowych właściwościach optycznych Fotorezysty polimerowe Płyty kompaktowe Stereolitografia Inteligentne polimery Polimery wykazujące pamięć kształtu Polimery wrażliwe na zmianę ph Polimery samogrupujące się Polimery samonaprawiające się Inteligentne polimery fotochromowe Nowe kierunki zastosowań polimerów w mikroelektronice i elektronice molekularnej 473 Zalecana literatura POLIMERY W MEDYCYNIE Biomateriały polimerowe Modyfikacja polimerów do celów medycznych Polimery w stomatologii Polimery w chirurgii Polimery do rekonstrukcji ścięgien, stawów i kości Polimerowe cementy kostne Implanty polimerowe Polimerowe implanty wstrzykiwalne Syntetyczne nici chirurgiczne 495

10 Protezy naczyń krwionośnych z polimerów Sztuczna skóra Polimery w chirurgii serca Zastosowanie polimerów do wyrobu soczewek kontaktowych Zastosowanie polimerów jako środków krwiozastępczych Zastosowanie absorbentów polimerowych w hemoperfuzji Zastosowanie membran polimerowych w hemodializie Kleje medyczne Materiały opatrunkowe Zastosowanie polimerów w farmacji Polimery rozpuszczalne w wodzie do celów medycznych Kontrolowane uwalnianie leków Hydrożele jako nośniki leków Makrosystemy rezerwuarowe naklejane na skórę Polimerowe nośniki leków Polimery biocydowe Materiały magnetyczne powlekane polimerami do zastosowań biomedycznych Polimery biodegradowalne w medycynie 518 Zalecana literatura METODY PRZETWÓRSTWA POLIMERÓW (WYBRANE ZAGADNIENIA) Etapy przetwórstwa tworzyw Środki pomocnicze w przetwórstwie Środki smarujące i antyprzyczepne Mieszanie składników Otrzymywanie tłoczyw Otrzymywanie impregnatu Prasowanie Wytłaczanie Wytłaczanie przez rozdmuch Rozciąganie folii Termoformowanie Wtryskiwanie Reaktywny wtrysk i wytłaczanie reaktywne 535 Zalecana literatura 536 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA Biopolimery Polimeryzacja rodnikowa Kontrolowane rekcje polimeryzacji rodnikowej Badanie mechanizmu i kinetyki polimeryzcji Kopolimeryzacja Kopolimeryzacja blokowa i szczepiona Polimeryzacja jonowa 545

11 8. Polimeryzacja koordynacyjna i jonowo-koordyncyjna Specjalne rodzaje polimeryzacji Polimeryzacja stopniowa (polikondensacja) Polimery nieorganiczne i organometaliczne Polimery węglowe Polimery terrriostabilne Polimery supramolekularne Nanowarstwy polimerowe i nanopolimeryzacja Polimery jonowe Membrany polimerowe Specyficzne polimery do specjalnych zastosowań 555 Ciekłe kryształy i polimery 555 Polimery półprzewodzące 556 Polimery fotoaktywne 557 Nowe kierunki zastosowań polimerów w mikroelektronice i elektronice molekularnej 558 Inteligentne polimery Polimery w medycynie Metody przetwórstwa polimerów 564 INDEKS 568 DOROBEK NAUKOWY PROF. JANA RABKA 586 oprac. BPK