Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Обработка результатов. На основании полученных данных строят кривые изменения кислотного числа и молекулярной мас-
сы от продолжительности іполиконденсации (молекулярную массу определяют химическим методом на основании анализа концевых групп полимера, см. гл. 11).
Задание. Написать схему реакции образования разветвленного полиэфира, проанализировать изменение состава и молекулярной массы полимера в ходе поликонденсации.
ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИАМИДОВ
Полиамиды представляют собой полимеры, макромолекулы которых содержат повторяющиеся амидные группы:
~ С- (CH2) „-C-NT-- (CH2) m-N ~
!І і! I I
O OH H
Полиамиды принято классифицировать в соответствии с числом атомов углерода в диамине (первая цифра) и дикарбоновой кислоте (вторая цифра). Так, продукт поликонденсации гекса-метилендиамина и адипиновой кислоты называется полиамидом 6,6 (найлоном 6,6). Полиамиды, полученные при поликонденсации аминокислот или при полимеризации лактамов с раскрытием цикла, обозначают одной цифрой: полиамид 6 (найлон 6).
Полиамиды получают поликонденсацией диаминов с дихлор-ангидридами дикарбоновых кислот, поликонденсацией ш-амино-кислот, а также полимеризацией лактамов.
Первые две реакции обычно проводят в расплаве, а поликонденсацию диаминов с дихлорангидрида ми проводят в растворе или на границе раздела фаз.
Работа 4.4. Получение найлона 6,6 поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (равновесный процесс)
Цель работы: получить полигексаметиленадипамид (найлон 6,6) и определить его характеристики.
Реактивы: адипиновая кислота, гексаметилендиамин, этиловый спирт, дистиллированная вода, инертный газ.
Приборы и посуда: стеклянные стаканы (3 шт.), воронка Бюхнера, капельная воронка, трехгорлая колба емкостью 100 см3 с механической мешалкой, трехгорлая колба емкостью 250 см3, термометр на 300 °С, баня со сплавом Вуда, шпатель, часовое стекло.
Порядок работы: 1) получение АГ-соли; 2) проведение поликонденсации; 3) определение содержания аминогрупп и молекулярной массы полиамида.
Методика работы. Навеску 21,9 г (0,192 моль) адипиновой кислоты растворяют в 170 см3 этилового спирта, раствор отфильтровывают на воронке Бюхнера и переливают в трехгорлую колбу емкостью 250 см3, снабженную механической мешалкой.
Одновременно 17,4 г гексаметилендиамина (0,15'моль) растворяют в смеси из 45 см3 этилового спирта и 16,5 см3 дистиллированной воды. Полученный раствор диамина отфильтровывают и постепенно в течение 15 мин вводят при интенсивном перемешивании в раствор кислоты. После этого перемешивание продолжают в течение 2 ч (при комнатной температуре). Образовавшийся осадок отделяют декантацией, фильтруют на воронке Бюхнера, промывают дважды этиловым спиртом и сушат на воздухе. Полученный продукт — полигексаметилендиамид (соль АГ) представляет собой бесцветные кристаллы с т. пл. 183 °С*.
В круглодонную трехгорлую колбу емкостью 100 см3 помещают 33 г соли АГ, 5 см3 дистиллированной воды и 0,75 г адипиновой кислоты — регулятора длины полимерных цепей. Через раствор в колбе пропускают ток инертного газа и содержимое колбы нагревают на бане со сплавом Вуда до 250—270 °С при непрерывном перемешивании и пропускании газа. Поликонденсацию при этой температуре проводят в течение 4 ч. По окончании поликонденсации расплав полимера выливают в чашку. Полученный полимер анализируют на содержание аминогрупп (см. работу 4.5) и определяют его молекулярную массу (см. гл. 11).
Задание. Написать схемы реакции образования пол и а ми да и объяснить ее механизм, оценить состав и молекулярную массу полученного полимера.
Работа 4.5. Получение полигексаметиленадипамида поликонденсацией дихлорангидрида адипиновой кислоты и гексаметилендиамина на границе раздела фаз (неравновесный процесс)
Цель работы: получить полигексаметилєнадипамид и определить его характеристики.
Реактивы: гексаметилендиамин, дихлорангидрид адипиновой кислоты, гидроксид калия, бензол.
Приборы и посуда: стаканы емкостью 100 см3 (2 шт.), стеклянная палочка, шпатель, часовое стекло.
Порядок работы: 1) проведение поликонденсации дихлорангидрида адипиновой кислоты и гексаметилендиамина; 2) определение выхода полимера, его растворимости и состава.
Методика работы. В стакан емкостью 100 см3 помещают 1,16 г гексаметилендиамина и 2,24 г КОН, растворенного в 50 см3 воды. В другой стакан помещают 1,83 г дихлорангидрида адипиновой кислоты, растворенного в 50 см3 бензола. Реакцию проводят при комнатной температуре; продолжительность реакции 15 мин. Осторожно, по стеклянной палочке бензольный раствор дихлорангидрида адипиновой кислоты приливают к водному раствору гексаметилендиамина и КОН. Образующуюся
на границе раздела фаз пленку полигексаметиленадипамида медленно извлекают стеклянной палочкой. Полимер промывают водой до нейтральной реакции на лакмус и сушат в термошкафу при 50—60 °С. Полимер взвешивают на аналитических весах. Выход полимера а (в %) рассчитывают по формуле
С= (/Пэксп/Штеор) • 100,
где тЭКсп — масса полимера, определенная опытным путем; ш1чч>р ¦— масса полимера при условии полного превращения.
