Часть-2 (Е.А. Лысенко, А.А. Ефимова, И.В. Чернов, Е.А. Литманович - Методические разработки к практическим работам по растворам полимеров), страница 2

Для двух системопределяют характеристические вязкости, как описано выше в разделе“Порядок работы с вискозиметром”.Обработка результатов–––В одних координатах строят две зависимости приведенной вязкостиот концентрации раствора для ПС в хорошем и плохомрастворителях и определяют две характеристические вязкости.По уравнению (1) рассчитывают молекулярные массы ПС в ТЛ иМЭК, используя значения констант К и a , приведенные в таблице 2.Вычисляют отношение молекулярных масс ПС в хорошем и плохомрастворителях, которое служит мерой полидисперсности полимера.Результаты расчетов записывают в таблицу:Система[] (дл/г)MЗадание:MXMПОбъяснитьвлияниекачестварастворителянахарактеристическую вязкость и молекулярную массуполимера. Чем обусловлена полидисперсность полимера и какеще ее можно оценить?Вариант 3: Определение невозмущенных размеров макромолекул повязкости раствора полимера в хорошем растворителеОпределение характеристических вязкостей трехЦель работы:фракций полимера в одном и том же хорошемрастворителе, вычисление невозмущенных размеровмакромолекул и параметра взаимодействия Хаггинса.В-растворителе макромолекула принимает невозмущенныеразмеры.

Это достигается благодаря тому, что увеличение энтропиисистемы, обусловленное смешением звеньев полимерной цепи смолекулами растворителя, компенсируется положительной энтальпиейвзаимодействия полимер – растворитель. При этом макромолекула имееттакие же размеры, что и изолированная цепочка в отсутствие каких-либовозмущающих воздействий. Однако для многих полимеров подбор11-растворителя является сложной задачей и в ряде случаев его вообщеневозможно подобрать.Штокмайером и Фиксманом было выведено уравнение:(3)  K * M  0.51 * Ф * B * M , позволяющее определить невозмущенные размеры макромолекулы повязкости раствора полимера в хорошем растворителе.

Первое слагаемоеуравнения (3) учитывает ближние взаимодействия в макромолекуле,которые определяют невозмущенные размеры полимерной цепи. Второеслагаемое характеризует дальние взаимодействия полимер – полимер иполимер – растворитель. Определение невозмущенных размеров основанона том, что влияние дальних взаимодействий может быть устраненоэкстраполяцией к бесконечно малой молекулярной массе полимера. Этоуравнение справедливо для гибкоцепных полимеров не слишком высокихмолекулярных масс в любых растворителях, в которых полимерныйклубок можно считать непроницаемым для потока растворителя.Переписав уравнение (3) в виде: M K  0.51 * Ф * B * M(4) и построив график зависимости  / M от M , находят К и В.На основании уравнений (1) и (2) для полимера в -условиях можнозаписать для невозмущенных размеров макромолекулы:2 1/ 2h   K   Ф1/ 3(5)* MПараметр взаимодействия Хаггинса определяют, используя уравнение:B  V 2 уд *гдеVудV1NA1  2   ,(6)V 1 * NA– удельный объем полимера,– парциальный мольный объем растворителя,– число Авогадро.Выполнение работыОбъектами исследования являются растворы трех фракцийполистирола (ПС) разных молекулярных масс в бензоле.

Исходнаяконцентрация всех растворов – 1 г/дл. Для трех растворов определяютхарактеристические вязкости, как описано выше в разделе “Порядокработы с вискозиметром”.12Обработка результатов–––––В одних координатах строят три зависимости приведенной вязкостиот концентрации раствора для трех образцов ПС разныхмолекулярных масс и определяют три характеристические вязкости.По уравнению (1) рассчитывают молекулярные массы трех фракцийПС, используя значения констант К и a , приведенные в таблице 2. Согласно уравнению (4) строят зависимость  / M от M , поуглу наклона которой вычисляют постоянную В, а экстраполируя этузависимость к M  0 , находят постоянную К.По уравнению (5) вычисляют невозмущенные размеры для любойфракции ПС, принимая постоянную Ф равной 2.84*1023 (в системеСГС).На основании уравнения (6) вычисляют параметр взаимодействиядля системы ПС – бензол при 25С, принимая парциальный мольныйобъем бензола равным 88.6 см3/моль и удельный объем ПС равным0.93 см3/г.Результаты расчетов записывают в таблицу:[], дл/г [], см3/г MM / M Задание:2 1/ 2h ,ЕОбъяснить влияние молекулярной массы полимера назависимость приведенной вязкости от концентрации раствора.Что характеризуют невозмущенные размеры макромолекул ?Какой смысл имеет параметр взаимодействия для системыполимер-растворитель ?Вариант 4: Определение невозмущенных размеров макромолекул в -условияхЦель работы:Определение характеристической вязкости раствораполимераввычисление -растворителе,невозмущенных размеров и величины статистическогосегмента макромолекул полимера.Объектом исследования является один из растворов:131) раствор полибутилметакрилата (ПБМА) в изопропаноле (ИПС)исходной концентрации 1 г/дл,2) раствор поликарбоната (ПК) на основе 2,2-дифенилолпропана вхлороформе исходной концентрации 2 г/дл.Определяют характеристическую вязкость раствора полимера, какописано выше в разделе “Порядок работы с вискозиметром”.Обработка результатов––––Строят зависимость приведенной вязкости от концентрации растворадля исследуемой системы и находят характеристическую вязкость.По уравнению (1) рассчитывают молекулярную массу полимера,используя значения констант К и a , приведенные в таблице 2.Поуравнению(2)вычисляютневозмущенныеразмерымакромолекул.Величинустатистическогосегмента(А)h2A,рассчитывают по формуле: P N * lЗВ гдеPNlЗВ–По формулесегменте.n– степень полимеризации полимера,– проекция одного мономерного звена на осьмакромолекулы (для ПБМА lЗВ = 2.5 Е, для ПКlЗВ = 14.0 Е). A / lЗВ определяют число мономерных звеньев вРезультаты расчетов записывают в таблицу:M[], дл/гЗадание:2 1/ 2h ,ЕА, ЕnОбъяснить, что означают  -условия состояния раствораполимера.

Что характеризуют невозмущенные размеры ивеличина статистического сегмента макромолекулы ?Вариант 5: Определение молекулярной массы полимераЦель работы:Определение характеристической вязкости раствораполимера в хорошем растворителе, вычислениесредневязкостной молекулярной массы полимера.Объектом исследования является один из растворов:141) раствор полибутилметакрилата (ПБМА) в метилэтилкетоне (МЭК)исходной концентрации 1 г/дл,2) раствор полиметилметакрилата (ПММА) в хлороформе исходнойконцентрации 0.5 г/дл.3) раствор полистирола (ПС) в толуоле исходной концентрации 1 г/дл.Определяют характеристическую вязкость раствора полимера, какописано выше в разделе “Порядок работы с вискозиметром”.––Обработка результатовСтроят зависимость приведенной вязкости от концентрации растворадля исследуемой системы и находят характеристическую вязкость.По уравнению (1) рассчитывают молекулярную массу полимера,используя значения констант К и a , приведенные в таблице 2.Задание:Объяснить зависимость вязкости от концентрации имолекулярной массы полимера.

Чем обусловлены высокиезначения характеристической вязкости раствора полимера ?Задача 3:Оценка полидисперсности макромолекул полимераметодом турбидиметрического титрованияЦель работы:Реактивы:Приборы ипосуда:Получениеинтегральнойипостроениедифференциальнойкривыхтурбидиметрическоготитрования раствора полимера.Раствор полистирола в бензоле ( 0.005 г/дл)Раствор полиметилметакрилата в ацетоне (0.02 г/дл )Растворители: бензол, ацетон, этанол, вода.Фотометр ЛФМ-72, кюветы 18 мм  30 мм (2 шт),магнитная мешалка, бюретка на 20 мл, колбаплоскодонная на 50 мл, цифровая пипетка снаконечником.Подготовка фотометра к работе1. Выдвигают ручку "род работ" на себя до упора (оптический каналперекрыт).2.

Устанавливают в крайнее положение ручки:– против часовой стрелки,"чувствительность грубо""чувствительность плавно" – против часовой стрелки,– по часовой стрелке."нуль грубо"153. Включают прибор в сеть на ~220 В и нажимают кнопку "сеть": должназагореться индикаторная лампочка.4. Через 5 – 10 минут ручкой "нуль плавно" подводят стрелку прибора котметке "0".5. Задвигают ручку "род работ" до упора и ручкой "100" подводятстрелку прибора к отметке 100.6. Нажимают кнопку "расширитель" и ручкой "нуль грубо"устанавливают стрелку прибора на отметку 20 – 25 делений шкалы.7. Ручкой "чувствительность плавно" возвращают стрелку к отметке100.

Отжимают кнопку "расширитель".Методика работыИсследуемыми системами могут быть:1) Раствор полиметилметакрилата в ацетоне, осадитель – вода;2) Раствор полистирола в бензоле, осадитель – этанол.Турбидиметрическое титрование выполняют на фотометре ЛМФ прикомнатной температуре. Осадитель добавляют либо из бюретки, либо спомощью цифровой пипетки.––––Порядок работы с цифровой пипеткойВращая операционную головку пипетки, устанавливают в окне ручкизначение добавляемого объема растворителя.Одевают съемный наконечник на конус пипетки.Взятие пробы: a) держа пипетку правой рукой так, чтобыуказательный палец находился под ушком ручкипипетки, осторожно нажимают головку плунжерадо первой остановки,b) погружают наконечник на 2-3 мм в жидкость имедленно отпускают головку плунжера (пробавзята),c) для выливания пробы мягко нажимают на головкуплунжера до первой остановки, через 1 секнажимают до второй остановки.После работы снимают наконечник с помощью специальноготолкателя и моют его водой.Грубое титрование.

В плоскодонную колбу наливают 10 млисходного раствора полимера, погружают в раствор стерженек магнитноймешалки, устанавливают колбу на столик магнитной мешалки и приперемешивании титруют раствор осадителем до появления еле заметной наглаз мутности. Замечают объем осадителя, пошедший на грубоетитрование.Точное титрование выполняют непосредственно в рабочей кювете.1.

Наливают в рабочую кювету 10мл исходного раствора полимера ипогружают в раствор стерженек магнитной мешалки. В кювету16сравнения наливают растворитель (смесь ацетона с водой или бензола сэтанолом) до метки на кювете.2. При открывании блока кюветодержателя оптический канал лучшеперекрыть, выдвигая ручку "род работ" на себя до упора. Приизмерении канал открывают, задвинув ручку "род работ".3. Устанавливают в кюветодержатель кювету с растворителем так, чтобысветовой пучок падал на малые грани кюветы. Ручкой "100" приводятстрелку прибора к отметке: 100. Вынимают кювету с растворителем изприбора.4. В световой пучок помещают кювету с раствором.