Часть 2 (1113693), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Чтохарактеризуют невозмущенные размеры и величинастатистического сегмента ?Вариант 2: Оценка полидисперсности полимераЦель работы:Определение характеристических вязкостей одного итого же полимера в хорошем и плохом растворителях,вычисление молекулярных масс полимера и оценка егополидисперсности.10.Объектами исследования являются две системы:1) раствор полистирола (ПС) в хорошем растворителе – толуоле (ТЛ),2) раствор ПС в плохом (вернее в худшем по сравнению с ТЛ)растворителе – метилэтилкетоне (МЭК).Концентрации исходных растворов 1 г/дл. 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)MЗадание: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/ 2h K Ф1/ 3(5)* MПараметр взаимодействия Хаггинса определяют, используя уравнение:B V 2 уд *гдеVудV1NA1 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 25С, 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 MM / M Задание:2 1/ 2h ,ЕОбъяснить 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)h2A,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/ 2h ,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.