Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Ртуть токсична, и при работе с ней необходимо соблюдать большую осторожность. Пролитую ртуть надо немедленно со-брать амальгамированной медной пластинкой. Загрязненную ртутью поверхность обработать 20%-м раствором хлорида желе-
за (III) или 1%-м раствором KMnO А, подкисленным HCl7 или раствором хлорной извести в воде, а затем 5%-м водным раствором полисульфида натрия.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Работа 16.1. Идентификация полимеров
Цель работы: провести термическую деструкцию полимеров и по потенциалам полуволн полярографического восстановления продуктов деструкции качественно идентифицировать полимеры.
Реактивы: образцы полимеров (полиметилметакрилат, полибутилметакри-лат, поливинилхлорид, полистирол), тетраметиламмонийиодид (0,05 и.раствор з 50%-м метаноле), тетраметиламмонийхлорид (0,05 н. раствор в 50%-м метаноле), тетрабутиламмонийиодид (0,05 н. раствор в 50%-м метаноле), метиловый спирт.
Приборы и принадлежности: полярограф с ртутным капельным и насыщенным каломельным электродами, электролизер для получения водорода, электролитические ячейки по Новаку; колба Вюрца емкостью 50 см3, прямой холодильник, форштос, приемник на 50 см3 (2 шт.), бани со сплавом Вуда и льдом, колбообогреватель, термометры, шпатель, часовое стекло.
Методика работы. В колбу Вюрца загружают 10 г предварительно переосажденного, измельченного и высушенного полимера. Колбу закрывают пробкой с термометром и соединяют с прямым холодильником. Нижний конец холодильника через форштос соединяют с приемником и помещают последний в баню со льдом. Колбу Вюрца погружают в баню со сплавом Вуда (после предварительного расплавления сплава, но не выше 100—120°С), устанавливают в бане контрольный термометр и постепенно нагревают. При 300—4000C начинается деструкция полимера и образующиеся продукты деструкции, окрашенные вследствие частичного разложения, отгоняются из колбы, конденсируются в холодильнике и собираются в приемник. После окончания отгонки продуктов деструкции нагревание прекращают и колбу Вюрца с термометром вынимают из бани со сплавом Вуда, пока сплав еще не остыл и не затвердел. Продукт деструкции очищают перегонкой. Перегонку проводят в чистой сухой колбе Вюрца при нагревании на колбообогрева-теле; приемник необходимо охлаждать в бане со льдом.
Очищенные продукты деструкции различных полимеров анализируют полярографическим методом. В электролизер помещают 0,1 см3 продукта деструкции полимера, приливают 10 см3 фона — 0,05 н. раствора тетраалкиламмониевых солей в 50%-м метаноле (фон указан в табл. 16.1), продувают водород в течение 10 мин для удаления из раствора растворенного кислорода и полярографируют.
Таблица 16.1. Потенциалы полуволн продуктов термической деструкции полимеров
Полимер
Продукт деструкции
Фон*
Полиметилметакрилат Полибутилметакрилат Поливинилхлорид Полистирол
CH2 = C(CH3)COOCH3 CH2=C(CH3)COOC4H9 HCl и др. CH2 = CHC6H5
(CHa)4NI (CHs)4NI (CHa)4NCl
(C4Hg)4NI
— 1,91 —2,00 +0.30 —2,34
* В 50%-м метаноле.
Метанол ядовит и легко воспламеняется. Работу следует проводить в вытяжном шкафу в отсутствие огня\
Качественную идентификацию полимеров проводят по потенциалам полуволн продуктов деструкции (табл. 16.1).
Задание. Написать схемы реакций термической деструкции полиметилметакрилата и поливинилхлорида; указать для каких из исследованных полимеров характерна деполимеризация.
Работа 16.2. Определение растворимости полимера
Цель работы: определить степень растворимости полистирола в смеси бензол — метанол (1:3) по снижению полярографического максимума первого рода на волне кислорода.
Реактивы: образцы полистирола, раствор иодида калия в смеси бензола с метанолом (1:3) с концентрацией 0,1 моль/л, смесь бензола с метанолом (1 : 3).
Приборы и принадлежности: полярограф с ртутным капельным электродом, электролитические ячейки с внутренним анодом, колба емкостью 100 см3, мерный цилиндр емкостью 50 см3, пипетки на 0,2 и 5 см3, часовое стекло, шпатель, магнитная мешалка.
Методика работы. В колбу емкостью 100 см3 помещают 50 см3 смеси бензола с метанолом (1:3) и навеску переосажденного, измельченного и высушенного полистирола. Содержимое колбы тщательно перемешивают магнитной мешалкой и периодически отбирают пробы по 0,2 см3 для полярографического анализа.
Пары бензола и метанола ядовиты и легко воспламеняются. Работу следует проводить в вытяжном шкафу в отсутствие огня!
В электролитическую ячейку помещают 5 см3 0,1 моль/л раствора иодида калия в смеси бензола с метанолом (1:3) и определяют кислородный максимум, записывая полярограмму в интервале потенциалов от 0 до —0,6 В. Затем к этому же раствору в ячейку добавляют 0,2 см3 раствора полистирола в смеси бензол — метанол (1:3). Содержимое ячейки тщательно
E
Рис. 16.6. Изменение высоты кислородного максимума первого рода в зависимости от концентрации полимера в растворе (сх<с2<Съ<сл)
перемешивают капилляром и вновь снимают полярограмму кислородного максимума первого рода. В результате полярографического анализа проб, .отобранных в ходе растворения полистирола, фиксируют уменьшение полярографического максимума первого рода на волне кислорода с увеличением концентрации полимера в растворе (рис. 16.6). Изменение высоты максимума Ah выражают в процентах от высоты максимума для раствора в отсутствие полимера. На основании полученных данных строят кривую изменения растворимости полистирола во времени. На рис. 16.7 в качестве примера приведена типичная кинетическая кривая растворимости образца полистирола в бензольно-мета-нольной смеси, полученная с помощью полярографического метода.
