Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Приборы и посуда: пробирки емкостью 20 см3 с пришлифованными пробками (3 шт.), конические колбы с пришлифованными пробками емкостью 103 см3 (10 шт.), пипетка на 0,1 см3, пипетки на 10 см3 (2 шт.), стаканы емкостью 100 см3 (3 шт.), стеклянные палочки (4 шт.), бюретка на 50 см3, вакуум-сушильный шкаф.
При работе с изоцианатами следует пользоваться резиновыми перчатками и реакцию проводить под тягой! Порядок работы: 1) проведение анионной полимеризации гексаметилен-1,6-диизоцианата при различных концентрациях катализатора; 2) определение содержания изоцианатных групп
в пробах реакционной смеси в ходе полимеризации; 3) построение кинетических кривых полимеризации; 4) определение растворимости олигомера.
Методика работы. Полимеризацию ГМДИ в массе проводят в пробирках. В пробирку наливают 10,8 г ГМДИ и 0,03 г ГЭТАФ. Реакционную смесь перемешивают взбалтыванием, термостатируют при 200C и проводят полимеризацию в течение 5 ч. Ход реакции полимеризации контролируют по изменению содержания изоцианатных групп. Для этого периодически через каждые 0,5 ч отбирают пробы реакционной массы по 0,1—0,3 г. Через 5 ч после начала реакции олигомер отделяют от мономера осаждением сухим диэтиловым эфиром или гексаном. Для этого реакционную массу переносят во взвешенный стакан, содержащий 50 см3 осадителя, тщательно перемешивают стеклянной палочкой и дают отстояться. Верхний жидкий слой — растворитель с мономером отделяют от олигомера декантацией и тщательно промывают 2—3 раза диэтиловым эфиром или гексаном. Выделенный олигомер высушивают в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы.
Аналогичный опыт проводят при концентрации ГЭТАФ 0,5% (0,05 г) и 1,0% (0,1 г).
Для определения содержания изоцианатных групп в чистую и сухую коническую колбу емкостью 100 см3, взвешенную на аналитических весах, помещают пробу реакционной смеси. Колбу плотно закрывают пробкой и при повторном взвешивав нии определяют массу пробы. Затем в колбу пипеткой вводят 10 см3 0,2 н. раствора диэтиламина в ацетоне и осторожно перемешивают содержимое взбалтыванием до полного растворения навески. Затем полученный раствор титруют при перемешивании 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии индикатора — бромфенолового синего до полного перехода синей окраски в зеленовато-желтую. Параллельно проводят контрольное титрование (без пробы) 10 см3 0,2 н. раствора диэтиламина.
Обработка результатов. По результатам титрования рассчитывают содержание изоцианатных групп:
(a — b) •0,0042•1OO [NCO] =---—--,
8
где а и b — количество 0,1 н. раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование контрольной и анализируемой проб соответственно, мл; 0,0042 — количество изоцианатных групп, соответствующее 1 см3 0,1 н. раствора соляной кислоты, г; g — навеска пробы, г.
Полученные значения вносят в табл. 2.1.
На основании полученных данных строят кинетическую кривую изменения содержания изоцианатных групп в ходе полимеризации при различных концентрациях катализатора.
Nq пробы
Время реакции. мин
Навеска, г
Количество 0,1 н, HCl. израсходованной на титрование 0.2 н. дизтиламина.
CM3
Количество 0.1 н. HCI. израсходован ной на титрование пробы, см*
[NCO |, %
Задание. Написать схему реакции анионной полимеризации гексаметилендиизоцианата, проанализировать влияние катализатора на кинетические кривые расхода изоцианатных групп при полимеризации и сделать выводы о растворимости полученного олигомера.
Работа 2.2. Катионная полимеризация а-метилстирола, инициированная серной кислотой
Цель работы: получить поли-а-метилстирол в растворе мети-ленхлорида в присутствии серной кислоты, определить его выход и молекулярную массу.
Реактивы: а-метилстирол, серная кислота, метиленхлорид, бензол, этиловый спирт, сухой лед, дистиллированная вода, инертный газ.
Приборы и посуда: трехгорлая колба емкостью 100 см3, электромеханическая мешалка, водяная баня, стаканы емкостью 200 и 500 см3 (по 2 шт,), бюретка на 50 см3, градуированная пипетка на ОД см\ воронка Бюхнера, шпатель, часовое стекло.
Порядок работы: 1) проведение катионной полимеризации а-метилстирола в присутствии серной кислоты; 2) определение выхода полимера гравиметрическим методом; 3) определение молекулярной массы полимера вискозиметрическим методом.
Методика работы. Тщательно высушенную трехгорлую колбу емкостью 100 см3, снабженную мешалкой, термометром, с вводом и выводом для инертного газа, продувают инертным газом в течение 30 мин и охлаждают в токе инертного газа в банке со смесью сухого льда и этилового спирта до —70 °С. В колбу вводят 10 см3 предварительно очищенного и осушенного а-метилстирола и 50 см3 метиленхлорида. Затем в колбу при перемешивании вводят пипеткой, градуированной на 0,1 см3, 0,4 см3 конц. H2SO4. Небольшой разогрев смеси свидетельствует о начале полимеризации. После 3 ч реакции полученный вязкий раствор полимера осторожно приливают в стакан емкостью 500 см3, содержащий 400 см3 этилового спирта. Выпавший осадок фильтруют и промывают на фильтре этиловым спиртом. Полимер переосаждают из 2%-го бензольного раствора в этиловый спирт и высушивают до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу при 50°С.
