Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
№ п/п
Состав исходной смеси
Выход сополимера
Состав сополимера, % (мол.)
М1/М2,
моль
% (мол.)
г
о/
[WlJ
[W2J
[Mil
[M2]
стеклянные (3 шт.), часовое стекло (3 шт.), колбы конические (3 шт.), термостат, вакуум-сушильный шкаф, шпатель.
Порядок работы: 1) проведение радикальной сополимеризации смесей стирола с метакриловой кислотой различного состава в толуоле; 2) определение состава сополимеров по содержанию карбоксильных групп; 3) расчет констант сополимеризации.
Методика работы. В три тщательно вымытые, высушенные и пронумерованные ампулы (или пробирки с пришлифованными пробками) помещают по 0,025 г [0,5% (масс.)] инициатора — азобисизобутиронитрила и приливают по 5 см3 смеси стирола и метакриловой кислоты (МАК) следующих мольных составов: 1/4, 1/2 и 4/1. (Работу можно выполнить с другими соотношениями мономеров — 1/3, 1/1, 3/1 и 1/2, 1/1 и 2/1.) Затем в каждую ампулу добавляют по 5 см3 толуола. После растворения инициатора содержимое ампул продувают инертным газом (азотом или аргоном), запаивают (или закрывают стеклянными пробками) и помещают в термостат, нагретый до 60 °С. Реакцию проводят до достижения системой сиропообразного состоя-' ния. Затем ампулы быстро охлаждают водопроводной водой до комнатной температуры; вскрывают и содержимое медленно выливают при перемешивании в стакан с осадителем (гексаном или петролейным эфиром). Пустую ампулу споласкивают небольшим количеством осадителя, который также выливают в стакан с осажденным полимером. Осадок полимера отделяют от раствора декантацией, промывают свежей порцией осадителя и сушат на предварительно взвешенном часовом стекле в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы.
Состав сополимера определяют по содержанию карбоксильных групп (см. работу 3.1).
Результаты измерений вносят в табл. 3.6.
Обработка результатов. По мольной доле каждого мономера в исходной смеси и составу сополимера для трех соотношений компонентов рассчитывают 'константы сополимеризации по методу Майо —Льюиса [уравнение (3.8)].
Результаты расчетов вносят в табл. 3.7.
5—1189
65
№ п/п
[M1]/! M,]
Im1]/Jm2]
Г\Г2
На основании полученных данных строят график зависимости Г] = / (г2) и по пересечению прямых определяют значения констант сополимеризации. Рассчитывают произведение Г\Г2 и оценивают характер чередования звеньев мономеров в сополимере.
Задание. На основании рассчитанных констант сополимеризации стирола с метакриловой кислотой сделать вывод о сравнительной активности мономеров при сополимеризации и характере распределения звеньев з цепи сополимера.
Работа 3.5. Сополимеризация метилакрилата с 2-МЄТИЛ-5-ВИНИЛпиридином и оценка констант сополимеризации
Цель работы: определить константы сополимеризации метилакрилата с 2-мети л-5-вини л пиридином по методу С. С. Медведева и А. Д, Абкина.
Реактивы: мстилакрилат, 2-метил-5-винилпиридин, азобисизобутиронитрил, гетраэтиламмонийиодид (0,02 н. раствор в 92%-м метиловом спирте), диок-сан, метиловый спирт.
Приборы и посуда: полярограф с ртутным капельным электродом, электролизер для получения водорода, термостат типа T-16, электролитические ячейки с внутренним анодом, ампулы на 5 см3 (4 шт.), шприц стеклянный на 1 см3, пипетки на 5 см3, мерная колба емкостью 25 см3, бюксы емкостью 10 см3 (5 шт.), баня со льдом, секундомер, шпатель, часовое стекло.
Порядок работы: 1) проведение радикальной сополимеризации смесей метилакрилата с 2-метил-5-винилпиридином различного состава в массе; 2) определение содержания непрореаги-ровавших мономеров в пробах реакционной смеси полярографическим методом; 3) расчет констант сополимеризации.
Методика работы. В четыре тщательно вымытые и высушенные ампулы помещают по 0,0125 г инициатора — азобисизобу-тиронитрила и по 5 г метилакрилата (MA) с 2-метил-5-винил-пиридином (МВП) следующих мольных составов: 1/4, 2/3, 3/2, 4/1. После перемешивания смеси и растворения инициатора ампулы осторожно запаивают и помещают в термостат. Температуру в термостате поддерживают равной 60 °С. По истечении 3 ч ампулы извлекают из термостата, охлаждают в бане со льдом, вскрывают и отбирают пробы для полярографического определения содержания непрореагировавших мономеров.
2, мк A
A
моль і л
Рис 3.7. Полярограммы (/ - сила тока, E— потенциал) раствора, содержащего 8,8 -10 4 моль/л метилакрилата и 7,9 -10 2 моль/л 2-метил-5-винилпиридина на фоне (C2Hs)4NI (относительно донной ртути):
/ — интегральная кривая; 2 — дифференциальная кривая
Рис. 3.8. Калибровочные кривые для метакрилата (MA) и 2-метил-5-винилпи-ридина (МВП) на фоне 0,02 н. раствора (C2Hs)4Nl в 92%-м метиловом спирте (H — высота волны, с — концентрация):
/ — по интегральным кривым MA, 5=1/100; 2 — но дифференциальным кривым MA. 5'= 1/5; 3 — по интегральным кривым МВП, 5=1/100
Проведение анализа. Пробу реакционной смеси (0,1 см3) растворяют в 3 см3 диоксана в мерной колбе емкостью 25 см3 и доливают до метки метиловым спиртом. В термостатируемый электролизер с внутренним анодом помещают \\ (см3) фона 0,02 н. раствора (C2HShNI в 92%-м метиловом спирте и добавляют IZ2 (см3) исследуемого раствора. Для удаления из растворов растворенного кислорода через раствор пропускают ток электролитического водорода в течение 5 мин и полярографиру-ют при 25 °С, записывая интегральную кривую при подходящей чувствительности (например, 10 7 А/мм) и дифференциальную кривую при 10" 8—10~9 А/мм, начиная запись в обоих случаях с потенциала —1,2 В (рис. 3.7).
