Е.Н. Зильберман, Р.А. Наволокина - Примеры и задачи по химии высокомолекулярных соединений (1113688), страница 31
Текст из файла (страница 31)
3ависимость состава мономерной смеси от степени превращения ари сополимеризапии мстакрзьчовой кислоты (М,) и метакриламида (М,) Йвв определяем значение 7', по графику методом подбора и подсчета плошали 5, При 7; 005 (уз = 095) 5 = 2,12. Составляем материальный баланс на 100 г реаюшониой смеси. для реакпни взято 50 г метакриловой кислоты (0,581 моль) и 50 г метакриламила (0,588 ноль). Обгззее количество'исходной смеси 100 г, яли 1,169 моль. После реакпин ссталось 1269(1 — 0,88) = 0,140 моль мономерной смеси, в том чис:зе 0,05 0,140 = 0,007 моль (0,6 г) метакри- довой кислоты и 095 0,140 = 0,133 моль П1,3 г) мстакрзьтамида. Всяко осталось 11,9 г моиомерной смеси, нли П,9 7,' (масс.).
Содоли- мера образовалось 100- 11,9 = 88,1 г, или 1,169 ° 0,88 =!,029 моль, в том числе звеньев мстакрвчовой кислоты 50 — 06 = 494 з (0581- — 0,007 = 0,574 моль) и метакриламида 50 — 11,3 — '38,7 г (0,588— — 0,133 0,455 моль). что соответсгвуег мольному (и массовому) составу сополимера 56:44.
Полученные даинме сводим а табл. 3.6. Б. Эту задачу можае решить лругнм методом: вычислить зава- симость состава мономерной смеси от степени конверсии по уравне- нию (3.35), задаваясь значениями 7"ь в и!перваче от 0,5 до О. 0,28 2,6 - и = —.— 0,389, (( — ' — 1,625, 1 — 0,28 ' 1 — 2,6 Таблица 3.6. Материальный баланс сеоолимеризаиин метакриловов кислотм и метекриламвдв Расина Прахах г % (масс.) моль Наиманаааниа 4 (мол.) г )„(масс.) ;4 (мол.) Наннанннанна 1. Метакриловая кислота ! 1,9 ! 1,9 01 40 !20 0,501 0,6 мстакрклонан кислота 2. Метакриламил 0,133 !1,4 метакриламил ! 029 ЗЗ,О ЗЗ,! 49,! О 574 49,1 звенья ма гавриловой кис- лоты 0,455 35,9 звенья метакриламида 100 100 1Л 69 100 Всего; !ОО !00, !.!69 !ОО Вссс о.
1. Мономеры, в том числе,' 2. Сополимер, в тем числе: 0,6 0,6 ! 1,3 ! ! 3 [М] ~0 1 )сзвь ~09)-гьгг 10 5 ( 0818)1-е зэь ш - Оаг и т. д. По полученным ланным О 01 02 03 04 05 1 — [МИМ]с ° ° ° °.... 1,0 0,81 0,69 0,54 0,33 0 строим зависимость у; иЛ от 1 — [М]г[М]с (рнс 3.10) и цо графику определяем 3'г =0,05 и уз 0,95, соответствующяе молъцой стспсцн конверсии 0,88. Двльнейшяй расчет производится так жс, как показмго в и. А. Ацвлитнческнй способ рсшенна уравнения Скейста более удобен, чем графячсский. Пример 4су.
Определите ожидаемый «мгновенный» состав продукта реакции цри сополнмеризации акрнлоцнтрнла н бути- диена в мольных соотношениях 1:8, 1;4, 1:2, 1:1, 2:1, 4:1, 8; ! в зависимости от степени конверсии, сслн г, = 0,02, г, = 0,30. Полученные данные изобразите графическж 1 Регцецце. [М,]:[Мг] = 1;8 (мол)'. (1"г)с = — = 011 ((з)ь 1+ 8 0,89. Для различных значений уг в интервале ат 0 до уг = (уг)ь о~грецечяем степень црсврагцецн, используя для расчета уравнение Сксйста (3,35), в котором 0,30 О,(г2 и- ' =0,429 Р= =0,020, 1 — 0,30 ' ' 1 — 0,02 1 — 0,02-0,30 . 1 — 0„30 (! — 002) (! 0.30) .
' ' 2 0 02 0„30 Л О, 1 — -[М]. = 1,0, [М]. = " [М]ь (,011,) (,089/ (,002 — 0417/ = 0,67 н т, д. Для каждого значсция ), при найденной степени коггвсрсни сцрслеляем «мгновенный» состав сополимера пс уравнецию (3.21а): У,=О,Р,-О, 0,02-0,02 + 0,02 098 г,=оц,г,— ..— ', -аи 0,(ц 0,02'+ 2 0,02 0,98+ 0,30 0,98" йс полученным ланг1ым Л г,,...... О 0,005 002 004 006 008 0,11 Г1 ., ' 0 002 006 ОП О,!5 О,!8 023 ' — [М]Г[М]е !бс строим зависимость «мгновенного» состава сополнмера от мольпой степени превращения (рис.
3.11, кривые П Произведя англо) ичныс расчесы для других мояьнь)х соотпошс. ннй мономеров (1.4, 1; 2), почучим тависихгости. графически пре.)- став)енпыс па рнс. 3.11 кривыми 2 и 3. [М,~:[Мг] = 1; 1 (мол.)„(())г — 050 (Уг)с 050. 1 ! -1- ! Изменяя )) ог 7) =(/~)е до 10 иахолим Е, н г1 — [М17[Щ» Д....... 050 060 070 080 090 099 03399 09999 1,0 Г,....... 0,44 0.46 0.48 0,50 0,53 0,75 0,95 0,995 1.0 1 — [МЯМ~« ° ° 0 066 081 0.87 090 0,92 0,93 093 1,0 н строим зависимость «мгновеинога» состава согшлнмера от молы)ой степени превращения (рис.
3.11„кривыс 4). (7 Ру Р4 ((б ()Ю (Р а Ру (),4 ()Ю 6)Р ба - утутя, ЙЮ[л), Рнс. 3.1!. Зависимость «мгновенного» состава сополимера акралгшитрипа (М.,) н бутедиена (М,) ог степени превращения при различных мольпых соотношениях мономеров [М,): [М)1 в исходной смеси: ) — !;В; 2 — 1,41 3 — 1:2; 4 — 1:1. 5 -2:1; б — 4: 1; 7 — В:1 Произведя аначогичные расчеты для других молыпгх сотношсний мономеров (2: 1, 4.'1, 8:!). получим зависимости, графически представлеш)ые на рис. 3.!1 кривыми 5, 6 и 7 соответственно.
)бак видно из рис. 3.11, изменение «мгновеш)ого» состава про. лукта реакнии (сополимера) в завис))мое)н от степени превращения сильно зависит от мольно) о соотпо)пения исхолпой смеси моиомеров в избытке бу.гаднепа сопоявмср обо)ащае)ся звеньями бугаласп,) с увеличением степени конверсии, а в избытке акрн,)оиитрила иаблн» лае)св обратная картина — обогшпение сопалимсра звеньями акрихонитрила, причем прн определенных степенях конверсии (в зависнмосм) от изб»ока акрнлолитРила) нячлпасгся образование гомополнмсра акрилопнтрила.
Пример 458. Определите средний состав сополнмера <ангиопенный» состав сополнмера и мономерпой смеси пр массовой степени конверсии обоих мономеров 092. Рассчиз узйзе состав исходной смеси мономеров и Степень превращения каждого из моеомеров. Составьте материальный баланс сопо-. лимсрнзании в расчете, на 10(Ю кг сонолнмера. Ко!!стан ты сополнмсризаннн (60 "С) см. в приложении Зг. Решение. Из прнзажения т' находим; г„= 1,68, г, 0,23, Вьурвнаем средний состав «аполнмера, который требуется получит«, в мольных долях (3.33): 85: 62,5 Еыг = — — ' — ' = 089, Рз р — 0,11, (85: 62,5! -1- (! 5: 86) затем находим заввсимасть среднего состава сополнмера от степени преврашения нрн различных соотпооюннях мономеров в исходной смеси. Дзл зтого задаемся начальным значением Щс н, меняя у, в интеРвале Π— (~,)н по УРавнению (3.35) опееделасм ! — (М1У(М), (макб нри «хинам значении ун Па бюрмуле (Здб) анрелехяеы вели.
чину Р,, соответствузапуую мальвой степснн конверсии, он!зедслениой прн каждом значении ун н строим дзя данного сон!ношения моиомеров в исходной смеси «рнвую завнснмосуи среднего сосгава сополнмера оз мольной степени прсврашсния. Затем звлаемся пру!им соотношением моиомеров в походной «меси ((,у1)а и (Хг)8), производим снова весь расчш, описанный выше, н строим следующую кривую и т. з. Поскольку ллч выявления состава исходной мономерной смеси, способной при определенной степени конверсии образовать сонолнмер срелнего сосуава 89:!! (мол.), гребуетсв произвести много расчетов с нспользованием формул (3.35) и (3.36), то удобно зту часть решения задачи произвести на вычислительной машине. В качесгвс примера прнвалнтся расчет на ЭВМ чНаирн».
Волн внес~и следующие обозначения: (Л)» = г у, - а 1 — - - е, Рум = д, а = — '- = 02987 = уя, 0,23 (М~о 1 — 0*23 1,68 1 — 0,23 1,68 )) = . — * - = — 2.4706 = ~н, у = — —.' — ' — 1,17!9 = р, 1 — 1,68 ' (1 — 1,68)(! - 0,23) 1- 0,2З Ь = . — = 8,5556 г л 2 — 1,68 — 0,23 н изменят«()",)е н у, с'шагам 0 02 я интервале Об! — 1 О, то программа решения на ЭВМ кНанрн х записанная ьа языке АП, будет следуннцен: еи ! ! — 12 — !982 г ! чнанрн» допустим г — 002, т, = 02987, ш = -2.4706, р = — 1,!719, я = = 8,5556 2 допустим е = 001 3 печатаем с 4 злаками с 4 вычистим е = ! — схр(м1п(аус) + ьч 1и !(! — а)/(! — с)1 + + у1п 1(с — я)У(а — л) ! 172 5 вычислим й = (с — » (1 — »)(/» 6 печатаем с 4 знакамн л» д 7 вставим» а ч- 0,02 8 если а <! идти к 4 9 вставим с = с -ь 0,02 !О если с и 1 идти к 3 11 кончаем исполним ! В результате провспенных расчетов получаем, что сопвлимер ~реднего состава 89: 1! (мол ) образуегся, ссяи состав исходной моно- мерной смеси соагвештвуег (Л)ч, заключенному в интервале 0,80 0,90 (мол.) Из рис.
313 определяем зпачения степеней конверсии егер. г,р Рис. 3.13. 3явисимость срелнаго состава сополнмера ви. вилхлорнда (М!) н винилапетата (Мз) о!. степени преврашеиия при разных мольных сов~ношениях мономеров (М!): (Мз) в исходной смеси: ! — 82 18; 2 84:1б, у — 86.1»; » — 88:12: 3 — ВШ10 9 92 04 рд дй бр 1 (Г((г(Г(1 0,82 0,13 0,81 0,82 62,5 «я,)с = — — ' ° — = 0,77, «0,82 62,5) 4 (0,18 86) Массовую шинель кап»ерсии определяем, исходя из материального баланса, например, если считать на 1 моль походной смеси, солср. 'кашей 0,82 гюль (5!Д5 г) вииилхлорила н 0,18 моль (15,48 г) вииилапетата, г. е.
иа 66,73 г исходной смссн, то после сополимеРизашпг осталось 0,87 моль монсмсрной смеси. в том числе 0,81. 0,87 = = 0,705 моль (44,06 г) винилхлорнла и О,!65 моль (14,19 г) аииилапетата, всего 58,25 г, и в сополимер превратилось 66,73 — 58,25 = 8,48 г мономсров илн 8,48/6Гг73 0,127 (по лхассе).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
