Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Полученный полимер отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают несколько раз небольшими порциями ацетона или этилового спирта до нейтральной реакции по индИ катару, отфильтровывают и сушат в вакуум-сушильном шкафу Хірк 50—60 0C. Для более тщательной очистки отфильтрованный полимер растворяют в горячей дистиллированной воде (6(}— 700C) и осаждают при перемешивании в 5—7-кратный (по объему) избыток ацетона или этилового спирта. ВысаЖдешшй полимер отфильтровывают и сушат до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу.
Кислотный метод. В трехгорлую реакционную ко^бу, снабженную мешалкой с глицериновым затвором, обратным холодильником и термометром помещают 10 г поливинилацетата в 100 г этилового спирта и растворяют при перемешивании при 60—70 0C После полного растворения полимера раствор охлаждают до 30 °С и при перемешивании в колбу вводят из капельной воронки 5,5 г серной кислоты, предварительно разбавленной 15 см3 этилового спирта. Затем колбу нагревают при интенсивном перемешивании смеси на кипящей водяной бане $ течение 4—5 ч. По окончании реакции содержимое кол бы охлаждают. Выпавший в процессе омыления полимер отфильтровывают и обрабатывают по методике, описанной выше для щелочного омыления.
Далее определяют выход полимера, а затем — растворимость исходного поливинилацетата и полученного полимер а в ацетоне, воде и тетрахлориде углерода. Для определения растворимости небольшое количество полимера (0,1—0,2 г) помещают в пробирки и добавляют в каждую пробирку соотв^тст-
Таблица 6.1. Форма записи результатов
H — нерастворим, M — малорастворим, набухает, P-—растворим
Полимер
Вода
Ацетон
Tc і j) а х л о JHi д у г л е
рол,-]
вующий растворитель (по 3—5 см3). Затем в течение 0,5—1 ч наблюдают за изменениями, происходящими с полимерами. Результаты сводят в табл. 6.1.
На основании анализа содержания гидроксильных групп в полученном полимере рассчитывают состав сополимера.
Определение содержания гидроксильных групп и г идро кс и льно г о числа
Метод основан на способности гидрокеилсодержащих соединений взаимодействовать с уксусным ангидридом с образованием сложного эфира:
ROH + (CH3CO)2O + C5H5N —> ROOC-CH3 + CH3COOH NC5H,
Для ацетилирования применяют смесь уксусного ангидрида и пиридина. Пиридин связывает выделяющуюся уксусную кислоту с образованием соли, которая разлагается при добавлении воды; выделившуюся уксусную кислоту оттитровывают щелочью.
В колбу помещают 0,2—0.5 г измельченного и высушенного гидрок-силсодсржащего соединения, взвешенного с точностью до 0,0002 г, добавляют пипеткой 20 см3 ацетилнруюшей смеси, присоединяют колбу к воздушному холодильнику, закрытому сверху пробкой с хлоркальциевой трубкой, и нагревают на кипящей водяной бане в течение 12 ч. После охлаждения в колбу через верх холодильника добавляют 50 см- дистиллированной воды и смесь выдерживают при комнатной температуре 2 3 ч или нагревают на водяной бане 10 мин. Охлажденную смесь титруют щелочью в присутствии фенолфталеина до появления розовой окраски. По результатам анализа двух проб принимают среднее значение. Параллельно проводят контрольный опыт.
Содержание гидроксильных групп А' (в %) рассчитывают по формуле
X=(V1 ~ F2)/-'-0,0085- юо/?,
где Fj и V2 — объем 0,5 н. раствора NaOH, израсходованного на титрование контрольной и анализируемой пробы соответственно, см3; /• поправочный коэффициент 0,5 н. раствора NaOfI; 0,0085 количество ОН-груип, соответствующее 1 см-1 точно 0,5 н. раствора NaOH. г; g — навеска, г.
Гидроксильное число условно выражают количеством мг КОН, необходимым для нейтрализации ангидрида, прореагировавшего с гидроксилышми группами, которые содержатся в 1 г вещества.
Для определения гидроксильного числа полиэфир ацетилируют по методике, описанной выше. Навеска гидроксилсодержащего полимера обычно составляет 1—2 г. Нагревание проводят при 60 °С в течение 2 ч.
Гидроксильное число (Г. Ч., мг КОН/г) рассчитывают по формуле
Г. Ч.- (V1 - V2) F -0,028-100/?,
где F| и F2 — объем 0,5 н. раствора КОН, израсходованного на титрование контрольной пробы и анализируемой пробы соответственно, см3; /-" — попра-
вочный коэффициент 0,5 н. раствора КОН; 0,028— титр 0,5 н. раствора КОН, г/см3; g — навеска.
Задание. Написать схему реакции образования поливинилового спирта, охарактеризовать состав образующегося сополимера, сравнить растворимость исходного и полученного полимера.
Работа 6.2. Этерификация поливинилового спирта уксусным ангидридом
Цель работы: получить поливинилацетат этерификацией поливинилового спирта уксусным ангидридом.
Реактивы: поливиниловый спирт, уксусный ангидрид, ацетат натрия (безводный), 0,5 н. раствор гидроксида натрия, фенолфталеин, 0,5 н. раствор соляной кислоты.
Приборы и посуда: круглодонная колба емкостью 100 см3, обратный холодильник, стакан емкостью 2000 см3, стеклянная палочка, колба Бунзена, воронка Бюхнера, чашка Петри, стаканы емкостью 100 см3, водяная баня, шпатель, часовое стекло, электроплитка.
Порядок работы: 1) проведение реакции этерификации поливинилового спирта уксусным ангидридом; 2) определение состава полученного сополимера по содержанию ацетатных групп; 3) определение растворимости поливинилового спирта и полученного сополимера.
