В.А. Кабанов - Практикум по высокомолекулярным соединениям (1156193), страница 10
Текст из файла (страница 10)
При определении 5„по данным титровання необходимо учи. тывать содержание эмульгатора в исходной реакционной смеси. Полученное значение 5гх однозначно определяет средний диаметр частиц латекса ар, поскольку плотность их равна плотности Рнс.!.6. Завнснмость поверхностного натяжепня у от объема добавленного эмульгатора У. Величина, обратная плотности 1/рп — — Уул равна объему 1 г сферических частиц латекса диаметром ар, общая площадь которых равна 5„,.
Определив ар и поверхность одной частицы 5„рассчитывают общую поверхность 5х, занимаемую молекулами эмульгатора в 100 мл водной фазы (в нм'/100 мл НэО): 5 = Азй(ли' (!.18) где и' — число молей эвульгатора, необходнмое для насыщенна новерхьостн частиц латекса в !00 мл водной фазы. При расчете и' следует учесть количества эмульгатора т! и воды, содержащиеся в пробе, а также количества эмульгатора иэ и воды, добавленные при титровании. Число частиц латекса в 100 мл водной фазы к моменту отбора пробы определяют по формуле В !0) йг = ох/эо Обработка результатов На основании полученных данных строят график зависимости и = = п(т), точка перегиба на котором соответствует ККМ. Зная общее количество эмульгатора, адсорбированпого 1 г полимера при достижении ККМ, можно определить зависимость размера н числа частиц латекса от степени превращения.
Для этого необходимо рассчитать следующие величины: 1) и, — исходное количество эмульгатора в пробе (в г); 2) тх — количество эмульгатора, израсходованное на титрование пробы до достижения ККМ (в г); 3) д — степень превращения стирала в пробах (с учетом соосаждения эмульгагора) (в %); 4) и — число молей эмульгатора, адсорбированного 1 г полиме а: Р " = (ш ~ + шэ)/А(э где М э — молекулярная масса эмульгатора.
5) йр — диаметр частиц латекса по формуле (1. 16); 6) 5„л — удельную поверхность 1 г частиц по формуле (1.15); 7) 5о — поверхность одной частицы латекса по формуле (1. 17); 8) 5в — общую поверхность частиц в !00 мл водной фазы по формуле (1. 18); 9) Ф вЂ” число частиц, содержащихся в !00 мл водной фазы, по формуле (1.!9). Полученные данные вносят в таблицу. 41 АИВН. 9 снсь, м.з СС1м ММА, мл Состав смеси, обьемн.
доли Амвула. ке в(о Форма записи результатов: Ст, ма Днамстр частиц аатексв. нм чнсао еасенц латезса в 100 мл водной фазы зуд, нмз(!00 г воавмера Ях, нмз(100 мл водной фазы Време оебора в робы. мнн Выход волнмера. н Отношеане мономероз в исходной смеси Содержание Ст в соволнлыре, 'А овецчеснаа азотншть растворов соволнмероз Ампула, йс н/в обьемное мольнос Алевуна, Х9 в(а гз (ме)1)мз) (тз11(же! 42 Задание. Написать уравнение реакции всех элементарных стадий полимеризации стирала в присутствии персульфата калия, рассчитать количество и размер частиц латекса в ходе эмульсионной полимеризации стирала. Р а бота 1.3.
Радикальная сополимеризация Цель работы. Определение констант радикальной сополимеризацяи в системе стирал — метилметакрилат. Реактивы: стирол (Ст), метилметакрилат (ММА), 2,2сазо-бис-изобуеиронитрил (АИБН), хлороформ, осаднтель (смесь этанола с изопропаполом в соотношении 1: 3), тстрахлорид углерода, Приборы и посуда: спектрофотомстр типа СФ.26, термостат тина Т-16, шкаф сушильный вакуумный, ампула с пробкой на 20 мл (3 шт.), цилиндр мерный ца 26 мл (3 шт.), пипетка па 10 мл (4 шт.), плоскодонпан колба на 60 мл (6 шт.), стакан иа 100 мл (3 шт.), стеклянная палочка (3 шт.), часовое стекло (3 шт.), шпатель. Методика работы Для определения констант сополнмеризации проводят радпкальну1о сополимеризацяю смесей Ст с ММА различного состава в присутствии инициатора АИБН. Реакцию проводят при небольших степенях преврашения для того, чтобы прн расчете состава сополимера можно было использовать уравнение состава сополнмера (1.
7), предполагающее неизменность состава мономерной смеси в ходе реакции. После завершения реакции выделяют и анализируют по УФ-спектрам полученные сополимеры. Зная составы исходных мономерпых смесей и полученных из пих сополинеров, определяют константы сополимеризацин.
В тщательно вымытые, высушенные и пронумерованные три ампулы наливают по 6 мл хлороформа, 0,15 мл тетрахлорида углерода (для снижения молекулярной массы образуюшегося сополимера), затем добавляют по 6,5 мл смеси Ст — ММА в объемном соотношении 1: 1; 4: 1; 1:4. Предварительно рассчитывают количество каждого сомономера (в мл), необходимое для приготовления 6,5 мл реакционных смесей заданных составов, В каждую ампулу вносят по 0,01 г АИБН. Смесь перемешивают до полного растворения инициатора. Ампулы закрывают стеклянными пробками и помешают в термостат на 1 ч. Температуру в термостате поддерживают равной 65'С.
После этого заполняют следующую таблицу. По истечении указанного времени ампулы охлаждают до комнатной температуры, вскрывают и содержимое медленно выливают при перемешиванин в стакан с осадителем (50 мл). Осадок полимера декантируют, образцы полимера помещают на пронумерованные часовые стекла н сушат до постоянной массы в вакуумном сушильном шкафу. 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
