В.А. Кабанов - Практикум по высокомолекулярным соединениям (1113701), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Для определения состава сополимера (в 0990) готовят растворы, содержащие 0,1 мг/мл СНС1, каждого сополнмера, и измеряют оптические плотности этих растворов с помошью спектрофотометра пря ). = 269 нм. Для получения раствора указанной концентрации нужно приготовить несколько миллилитров раствора сополимера концентрации 1 мг/1 мл, затем разбавить 1 мл этого раствора в 10 раз Кювету для измерения оптической плотности необходимо тшательно вымыть.
Обработка результатов Результаты измерений вносят в таблицу. Форма записи результатов: Содержааие стирола в сополимере определяют по градуировочной кривой. Зная мольную долю каждого мономера в начальной смеси и состав сополимера для трех случаев, рассчитывают константы сополимеризации системы Ст — ММА методами Майо— Льюиса или Файнмана — Росса. Полученные данные вносят в таблицу. Форма записи результатов: Метод Майо — Льюиса.
Преобразуя уравнение состава сополимера (1.7), можно получить следующее выражение: в котором константа сополимеризации г, линейно зависит от гь а [М<[/[Мз[ и [т<[/[тз[ являются параметрами прямой. Каждая пара значений этих параметров (соответствующих одному опыту) дает прямую в системе координат г<, гз, т. е. иа основании каждого опыта можно построить одну. прямую, а по точке пересечения двух прямых, полученных из двух опытов, определить значения г< и гэ для изучаемой системы. По рсзулшатам эксперимента строят три прямые. Теоретически эти прямые долины пересечься в одной точке, однако из-за ошибок эксперимента опи ограничивают неко.
торую область наиболее вероятных значений г~ и гз. Метод Файимана — Росса. Обозначив [М<[/[Мэ) = г" н [т<[/[тз] = [, из уравнения состава сополимера (1. 7) после преобразований получают следующее соотношение между г, и г,; г" ре — (! — 1) = г — — гз По данным эксперимента строят график зависимости у = у(х), где у = г'(1 — 1)/1, а к = гз/1. Каждый опыт (т. е.
пара значений г" и !) дает точку на этом графике, а серия опытов — прямую. Угловой коэффициент прямой соответствует значению г<, а отрезок, ог. секаемый на оси ординат, — значению га с обратным знаком. Обычно прямую не строят, а производят расчет параметров прямой у = у(х) методом наименьших квадратов. Задание. Рассчитать константы сополимеризации в системе Ст — ММА и сделать вывод о характере распределения звеньев в цепи сополимера. Работу 1.3 можно выполнить и с другими соотношениями мопомеров, например 1: 3, 1: 1, 3: 1 или 1: 2, 1: 1, 2: !.
Работа 1.4. Ионная полимеризация Цель работы. Получение полистирола методом катионной полимеризации. Реактивы: стирал, тетрахлорид титана, дихлорэтан, этанол, охлаждающая смесь (лед с поваренной солью), инертный газ. Приборы и посуда; центрифуга типа ЦЛС-З, электромеханическая мешалка, водяная баня, трсхгорлая колба па 500 мл, капельная воронка на 1О мл, термо. метр со шкалой от — 5 до 50'С, пипетка па 5 мл, стакан ня 250 мл (2 шт.), часовос стекло (2 шт.), резиновая груша с трубкой н стекчяппым крапом Методика рпботь< Полимеризацию т<роводят в трехгорлой колбе, снабженной электромеханической мешалкой с затвором, термометром, капельпой воронкой, на водяной бане. Тетрахлорид титана разлагается под влиянием влаги воздуха. Поэтому для работы следует использовать тщательно высушенную посуду и реактивы.
Растворителем для полимеризации служит чистый высушенный дихлорэтан. В реакционную колбу, предварительно продутую сухим инертным газом, наливают !40 мл дихлорэтана (рекомендуется приме- нять спфопироваппе) и охлаждают до 0 С в бане с охлаждающси смесью. Затем сухой пипеткой с резиновой грушей набирают 1,5— 2 мл Т!С!, (записывают точное количество) и вносят в колбу, Сразу же после введения Т(С1, в колбу через капельпую воронку начинают медленно, по каплям, добавлять 6,35 г (? мл) стирала. Это количество мономсра вводят в тсчспнс 0,5 — 1 ч, Рсакцию проводят прп 0 'С.
!'сакппоппая счс< ь пр~ полпмсрпзацпп нагревается и приобретает окраску. 11осле введения всего мономсра реакционную смесь выдерживают еп<е 30 -40 мпп при псрсмешиваннп. Затем сс раз.<агают эта~одом (!50 — 200 мл), цспгрифугпруют, выделяют полимер, промывают этанолом, вновь центрнфугиру<от и высушивают. Задание. Написать уравнение реакции ьатпонпой поличеризации стпрола. Расс штать степень превращения и опрсдсгц<т<* выход полимера (в г/г катализатора и в основа-моль/моль катализатора). Р а б о т а !. 5. Стереоспецифическая полимеризация Цель работы.
Получение изотактического полистирола в растворе и-гептана па комплексном металлоорганичсском катализаторе Т<С!» — А1 (С2Нз) з. Реактивы: стирал, триэтилалюмнннй !раствор в гептане), тетрахлорил титана, н-гсптап, этанол, метилэтилкетон, аргон, охлаждающая смесь Приборы и посуда; четырехгорлая колба па 500 мл, обратный холодильник с <1-образным затвором лля вывода инертного газа пз реактора, термометр со шкалой от 5 до 100'С, электромеханическая мешалка, капельиая воронка яа 15— 25 мл с вводом для инертного газа, тройник с трсхходоным краном, одногорлая круглодонная колба, шприц на 1О чл с длинной иглой, пипетка па 0,5 — 1 чл с грушей и трехходовым крапом, пипетка на 1О мл с гру<псй и трехходовыч краном, стеклянныс капилляры для сифоннровання жидкости под аргопом.
При выполнении рпботы следует помнить, что нп воздуке тризтилплюминий возгорается, а тетрпхлорид титана разлагается. Поэтому необходимо пользоваться т<цагельно высушенной посудой, а реал<(ию вести в среде аргона. Методика рпботы Полимеризацию проводят в четырехгорлой колбе на 500 мл, снабженной электромеханической мешалкой, термометром, капельной воронкой, вводом и выводом для продувки системы аргопом, обратным холодильником. Посуда должна быть тщательно высушена. Перед работой установку продувают аргоном в течение 30 мип. В реакционную колбу сифопнрованием под аргоном наливают около 100 мл сухого чистого и-гептапа и 0,23 мл (0,388 г, илн 2 ммоль) тетрахлорида титана. Колбу охлаждают до 0 — 5'С.
(Использованные пипетки сразу промывают водой.) Соблюдая осторожность, в капельпую воронку под аргопом шприцем вводят 0,9 г (8 ммоль) раствора триэтилалюмппия в и-гептапс (шип<и немедленно промывают н-топтаном), который затем медленно, по 45 каплям, (в течение!5 — 20 мпн) прн перемешиванни н охлаждении вводят в реакционную колбу. После смешения компонентов катализатора реакционную смесь нагревают до 80'С в течение 30 мин. Затем иод аргоном вводят 20 мл стирола. Полимеризацию проводят ири 80'С и непрерывном перемешивании реакционной смеси в течение 3 ч.
По окон сании реакции колбу охла>кдасот до комнатной температуры и спфопированием наливают 150 чл пцательпо высушенного н свободного от растворенного кислорода этанола. При этом происходит разложение катализатора с образованием растворимых алкоголятов титана и аспоминня (если используемый этанол содержал воду или кислород, то образуются нерастворимые продукты гидролнза н окисления, загрязняюпсие полученный полимер).
Затем в один из отростков колбы вставляют сифопную трубку н давлением аргона из реакционной колбы удаляют всю жидкость. Остающийся на дне колбы полимер в виде твердой волокнистой массы промывают еще раз этанолом, извлекают из колбы и сушат до постоянной массы. Полимер взвешивают и определяют общий выход. Получаемый полимер ие является полностью изотактическим, а содержит также и некристаллизующуюся атактическую фракцию. Для выделения изотактического полистирола в чистом виде используют различную растворимость аморфного атактического и кристаллического изотактичсского полистиролов в органических растворитслях.
Наиболее удобным растворителем для разделения этих фракций служит метилэтилкетон. Небольшос количество полученного полимера (около 1 г) помешают в колбу с обратным холодильником и нагревают се с !О чл метилэтилкетопа в течение 2 ч. После этого колбу оставляют в прохладном месте в течение 1О ч до полного выпадения в осадок кристаллпзующегося изотактического полимера. Атактический полимер остается в растворе. Осадок кристаллического полимера выделяют, сушат н взвепшвают.
Задание. Написать уравнение полнмеризацнп стирала на комплексном металлоорганическом катализаторе; рассчитать выход полимера в г/г катализатора и в моль/моль стирала; определить соотношение изотактнческой и атактической фракций в полученном полистнроле. Р а бота 1.6. Полиэтерификация Цель работы. Исследование кинетики каталитичсской линейной поликонденсации диэтиленгликоля и адипиновой кислоты в расплаво. Ревхтпвы: дяэтссссевгЛяяпль, вдяпвноввя хнелотв, п.толуолеульфеквелетв, хло.
реформ, этвпал, 1 и. раствор гпдроксвдв калия в этвполе, феполфтвлепп, пперт. вый гвз. Приборы в посуда: электромеханическая мешалка, баня со сплавом Вуда, четырсхгорлая колба вв (00 чл, термометр ео шкалой от б до 200'С (2 шт.), пелбм Эрлевмейерв вв !00 мл (8 шт.), груша резввоввя со стеклянной трубкой (длине 200 мч, дввчезр б чм), бюреткв, пппеткв пв 10 чл, часовое стекло.
Яб Методика рабогьс Для нахождения кинетических параметров линейной поликондепсации в ходе реакции последовательно отбирасот ряд проб реакционной смеси. Титрованием определяют содержание в иих непрореагировавших карбоксильных групп. Рассчитывают степень превращения и константу скорости реакции. Из температурной зависимости константы скорости оценивают энергию активации полиэтерификации. В реакционную колбу, снабженную электромеханической мешалкой, помещают 19 мл (0,2 моли) диэтиленгликоля и тщательно взвешенные 29,2 г (0,2 моль) адипиповой кислоты и 0,275 г (1,6 ммоль) п-толуолсульфокислоты.
Поликондеисацию проводят при 130 и(илн) 150'С. Реакцион- . нусо колбу помещают в термостатированную при заданной температуре баню со сплавом Вуда. Непосредственно перед расплавлением твердой массы в реактор пропускают ток инертного газа. Реакцию проводят в четырехгорлой колбе, снабженной мешалкой, термометром, вводом инертного газа, четвертый отвод колбы используют для отбора пробы. Первую пробу отбирают через 30 мин после расплавления твердой массы, остальные пять проб— с интервалом в 15 мин. Перед отбором каждой пробы выключают мешалку, в реакционный расплав вводят стеклянную трубку, в течение нескольких секунд дают ей прогреться, а затем с помощью резиновой груши втягивают в нее около 1 мл реакционной массы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
