Часть 2 (1156183)
Текст из файла
Московский государственный университет им. М.В.ЛомоносоваХимический факультет—————————————————————————————кафедра высокомолекулярных соединенийМ.Б.Лачинов, Б.А.Королев, А.В.ОленинУтвержденоучебно-методической комиссиейкафедры высокомолекулярных соединенийМЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ К ПРАКТИЧЕСКИМРАБОТАМ ПО СИНТЕЗУ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ(часть 2)Под редакциейпроф. д.х.н В.П.ШибаеваМосква -20022"Методические разработки к практическим работам по синтезу полимеров"предназначены для внутреннего пользования в общем практикуме по высокомолекулярным соединениям на химическом факультете Московскогогосударственного университета им. М.В.Ломоносова. Разработки содержатметодические указания для выполнения студентами практических работ вразделе синтеза полимеров и состоят из 2 частей. Экспериментальным работам (часть 2) предшествует теоретический раздел (часть 1), в которомсодержатся основные сведения, необходимые для выполнения работ.3ОГЛАВЛЕНИЕстрЭкспериментальная частьЗадача 1.
Кинетика радикальной полимеризации на начальных стадиях превращения……………………………………………….................................................................5Вариант 1. Определение порядка скорости радикальной полимеризации по скоростиинициирования……………………………………………………………………………….9Вариант 2. Определение порядка скорости радикальной полимеризации по концентрации мономера……………...………………………………………………………………….............10Вариант 3. Определение скорости инициирования радикальной полимеризации методом ингибировния….………………………………………………………………………………....12Задача 2. Радикальная полимеризация стирола в эмулсии…...........................................14Задача 3. Радикальная сополимеризация..........................................
...............................19Задача 4. Математическое моделирование бинарной сополимеризации при большихстепенях превращения........................ ...............................................................................22Задача 5. Катионная полимеризация.................................................................................32Задача 6. Полиэтерификация..............................................................................................34Задача 7. Полиамидирование.............................................................................................38Задача 8. Неравновесная поликонденсация на границе раздела фаз........
.394ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬЗадача 1. Кинетика радикальной полимеризации на начальных стадияхпревращенияТеоретическая частьЗадача состоит из трех самостоятельных вариантов:1 - определение порядка скорости реакции полимеризации по концентрации инициатора; 2 - определение порядка скорости реакции полимеризации по концентрации мономера; 3 - измерение скорости реакции инициирования методом ингибирования.Все три варианта объединены общей целью изучения кинетики радикальной полимеризации на начальных стадиях превращения и общим дилатометрическим методом измерения скорости реакции. Совместные результаты этих работ позволяют экспериментально проверить основное уравнение скорости радикальной полимеризации:V пм = −d [M ] k p 0.5= 0.5 V ин [M ]dtko(1)и определить его параметры: порядок реакции по концентрации инициатора и мономера, скорость инициирования и отношение констант k p / k o0.5 .
Эти данные позволяют судить о механизме элементарных актов реакции и рассчитать длину кинетической цепи:ν=V пм,V ин(2)которая равна среднему числу мономерных звеньев, присоединяющихся к фрагментуинициатора за время развития цепи.В качестве мономера используется метилметакрилат (ММА) или стирол (СТ), вкачестве инициатора динитрил азо-бис-изомасляной кислоты (ДАК) или пероксид бензоила (ПБ). При определении порядка реакции по мономеру растворителем являетсятолуол. При измерении скорости инициирования методом ингибированной полимеризации ингибитором служит стабильный радикал 2,2',6,6'-тетраметилпиперидин-N-оксил(ТЕМПО).Дилатометрический метод измерения скорости полимеризацииПолимеризация виниловых мономеров по С=С связи сопровождается уменьшением объема (порядка 20% от объема мономера при 100% конверсии) реакционнойсмеси, что обусловлено разностью в плотностях мономера и полимера.
Поэтому, следяза усадкой полимеризующейся системы в реакционном сосуде (дилатометре) в ходе5реакции, можно определить степень превращения к данному моменту времени, а, следовательно, и скорость реакции. По результатам измерений строят график h=h(t) и поуглу наклона соответствующей прямой находят значение dh/dt, которое позволяет рассчитать скорость реакции по уравнению:V пм =10 3 πr 2 dh⋅(моль/л.с)V δ M M dt(3)где М – молекулярная масса мономера, V — начальный объем реакционной массы в млпри температуре T, получаемый из объема при То=20оС (Vo) с учетом коэффициентатеплового расширения мономера (для ММА α=0.001 мл/град) по формуле:V = V o (1 + α (T − T o )) , r – радиус дилатометра в см, δМ – параметр, связанный с контракцией мономера при полимеризации и равный разности обратных величин плотностей мономера и полимера, т.е. δ M = 1 / ρ M − 1 / ρ Π .
При 60оС для ММА ρМ=0.899 г/см3,для ПММА ρП=1.190 г/см3. При 70оС для Ст ρМ=0.860 г/см3, для ПС ρП=1.046 г/см3.Методика дилатометрического метода исследования.1. Подготовка катетометра к работе.Катетометр состоит из вертикальной колонки на треножнике, по которой перемещается измерительная каретка (4) со зрительной трубой (2) и расположенным внутринее микроскопом для регистрации измеряемых параметров.1Рис. 1. Общий вид катетометра КМ-6.1- фиксирующий винт,2 - зрительная труба,3 – окуляр для установки горизонтального уровня,4 – измерительная каретка,5 – винт установки горизонтального уровня,6 – регулирующий винт шкалы катетометра,7 – окуляр шкалы катетометра.1Цифры указаны на катетометрах, установленных на рабочих столах.6Предварительно проверяют вертикальность установки колонки катетометра покруглому уровню в нижней части станины прибора и регулируют ее с помощью винтовна концах треножника.
Расстояние объектива зрительной трубы от измеряемого объекта должно быть 34—38 см для КМ-6 и 71—85 см для КМ-5. Включают катетометр всеть переменного тока 220В.Далее, пользуясь винтом (1), устанавливают измерительную каретку так, чтобызрительная труба была направлена на среднюю часть узкой трубки дилатометра.Устанавливают зрительную трубу в горизонтальное положение по цилиндрическому уровню. Для этого, наблюдая в лупу (3), винтом (5) совмещают изображения половинок пузырька в одну общую дугу. Фокусируют зрительную трубу на трубку дилатометра вращением маховика (6).2. Заполнение дилатометра.С помощью воронки с оттянутым концом заполняют дилатометр, не вынимаяего из термостатирующей жидкости, приготовленным раствором так, чтобы после теплового расширения мениск жидкости находился в средней части узкой трубки дилатометра.
Объем введенного раствора записывают в рабочий журнал. Закрывают дилатометр стеклянной пробкой и включают секундомер.В первые минуты после заполнения дилатометра смещение мениска обусловлено, в основном, увеличением объема реакционной смеси из-за расширения жидкостипри нагревании. Поэтому измерения начинают через 5-6 минут после заполнения дилатометра.3.
Выполнение измерений.Точную наводку зрительной трубы на мениск жидкости в дилатометре производят с помощью микрометрического винта 6 при закрепленном винте 1. Трубу наводяттак, чтобы середина мениска располагалась посредине углового биссектора на уровнегоризонтального штриха сетки зрительной трубы.Осуществив точную наводку, записывают время и снимают показание высоты(h) с помощью зрительной трубы катетометра. На рис.
2 приведены шкалы для обоихтипов катетометров КМ-5 и КМ-6.7Рис.2 Вид шкалы катетометра КМ-5 (а) и КМ-6 (б).В поле зрения микроскопа катетометра КМ-5 (рис.2а) видны два штриха миллиметровой шкалы, обозначенные крупными цифрами (например, "76" и "77"), неподвижная вертикальная шкала десятых долей миллиметра с делениями от "0" до "10",круговая шкала сотых и тысячных долей миллиметра и десять двойных витков спирали.Чтобы произвести отсчет, необходимо посредством маховичка 6 подвести двойной виток спирали так, чтобы миллиметровый штрих, находящийся в зоне двойных витков,оказался посредине между линиями витка.
Цифра около миллиметрового штриха дастцелые мм, десятые доли читаются по малой вертикальной шкале от "0" до миллиметрового штриха в зоне двойных витков, сотые и тысячные доли мм – по верхней круговойшкале. Например, на рис.2а отсчет: 76.832.В поле зрения микроскопа катетометра КМ-6 (рис. 2б) видны два штриха миллиметровой шкалы, обозначенные крупными цифрами (например, "120" и "121") и масштабная сетка. Целые миллиметры читаются против миллиметрового штриха, десятыедоли мм – по вертикальной шкале (0 – 9) сетки от нулевого биссектора до миллиметрового штриха, сотые и тысячные доли мм – по горизонтальной шкале сетки там, гдемиллиметровый штрих располагается посередине биссектора.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
