Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Методика работы. В круглодонную колбу емкостью 100 см3, снабженную обратным холодильником, помещают 4,5 г поливинилового спирта, 60 г уксусного ангидрида, 4,5 г ацетата натрия и нагревают в течение 1,5—2 ч на водяной бане, а затем на электрической плитке до полного растворения полимера. Полученный раствор тонкой струйкой при непрерывном перемешивании вливают в большой стакан (объемом 2000 см3), наполненный на 3/4 горячей водой. Раствор приливают порциями по 5—10 см3. Высажденный полимер переносят в чашку Петри. Затем меняют горячую воду в стакане и выделяют следующие порции полимера описанным способом. Осажденный полимер промывают водой на воронке Бюхнера до нейтральной реакции промывных вод по метиловому оранжевому. Для полного удаления уксусной кислоты промытый полимер растворяют в небольшом количестве ацетона и осаждают его горячей водой вышеописанным способом. Полученный полимер размельчают и сушат в сушильном шкафу при 50—60 °С.
Далее определяют растворимость исходного поливинилового спирта и полученного сополимера (см. работу 6.1) и содержание ацетатных групп в сополимере.
Определение содержания ацетатных групп
Метод основан на щелочном омылении ацетатных групп в полимере
NaOH
-CH2-CH- -^ -CH2-CH-
J —CH3COONa I
OCOCH3 ОН
с последующим титрованием избытка щелочи соляной кислотой.
Ход определения. В круглодонную колбу помещают 0,3—2 г (в зависимости от содержания ацетатных групп) измельченного и высушенного поливинилацетата, взвешенного с точностью до 0,0002 г и приливают из бюретки 50 см5 0,5 н. раствора гидроксида натрия. К колбе присоединяют холодильник, закрытый сверху пробкой с хлоркальциевой трубкой, и нагревают на кипящей водяной или песчаной бане в течение 5 6 ч. После охлаждения содержимое колбы титруют в присутствии фенолфталеина 0,5 н. раствором соляной кислоты до исчезновения розовой окраски. Параллельно проводят контрольный опыт. По результатам анализа двух проб принимают среднее значение.
Обработка результатов. Содержание ацетатных групп X (в %) находят по формуле
X=(V1— V2)/-0,0295-Ю0/#,
где V] и V2 — объем 0,5 н. раствора соляной кислоты, израсходованного на титрование соответственно контрольной и анализируемой проб, см5; / - поправочный коэффициент 0,5 н. раствора соляной кислоты; 0,0295 — количество ацетатных групп, соответствующее 1 см3 0,5 н, раствора соляной кислоты, г; g— навеска сополимера, г.
По результатам анализа рассчитывают содержание в сополимере винилацетатных звеньев Х{ (в %) по формуле
X1=(V1- V2)/-0,043- 100/g,
где 0,043 — количество винилацетата, соответствующее 1 см3 точно 0,5 н. раствора соляной кислоты, г.
Состав сополимера определяют по методике, приведенной в работе 3.1. Степень этерификации а (в %) рассчитывают по формуле
я = (АтЭксп/АтТСОр) • 100,
где А/Пэксп — изменение массы полимера в результате этерификации, определенное опытным путем; А/итеор — изменение массы полимера при условии полного превращения.
Задание. Написать схему реакции этерификации поливинилового спирта уксусным ангидридом, сравнить растворимость исходного поливинилового спирта и полученного сополимера.
Работа 6.3. Ацеталирование поливинилового спирта формальдегидом
Цель работы: получить поливинилформаль ацеталированием поливинилового спирта формальдегидом в спиртовом растворе.
Реактивы: поливиниловый спирт, этиловый спирт, серная кислота (р — = 1,84 г/см3), 37%-й раствор формалина, 10%-й раствор хлорида бария, 1 н. раствор солянокислого гидроксиламина, 0,5 н. раствор гидроксида натрия, бромфеноловый синий.
Приборы и посуда: трехгорлая колба емкостью 250 см3, обратный холодильник, термометр на 100 °С, воронка Бюхнера, колба Бунзена, чашка Петри, стакан емкостью 50 см3, водяная баня, шпатель, часовое стекло, кругло-донная колба емкостью 500 см3, пробирки (8 шт.)
Порядок работы: 1) проведение реакции ацеталирования поливинилового спирта формальдегидом; 2) определение содержания ацетальных и гидроксильных групп в сополимере; 3) определение растворимости поливинилового спирта и поливинил-формаля.
Методика работы. В реакционную колбу помещают 45 г этилового спирта, 37%-й раствор формалина (его количество должно соответствовать содержанию 4,1 г формальдегида), катализатор — 0,15 г серной кислоты и при перемешивании добавляют 10 г поливинилового спирта. Суспензию перемешивают в течение нескольких минут, после чего постепенно нагревают на водяной бане до 70—75 °С и при этой температуре проводят ацеталирование до образования прозрачного раствора. После охлаждения полученный поливинилформаль осаждают при перемешивании в воду и тщательно промывают до отсутствия ионов SO4" (проба с BaCl2). Сополимер сушат при 40—500C в вакуум-сушильном шкафу и определяют его массу. Затем определяют растворимость исходного поливинилового спирта и полученного сополимера в воде, ацетоне, этиловом спирте и тетрахлориде углерода. Полученные данные вносят в таблицу. Форма записи результатов приведена в табл. 6.1.
Далее определяют содержание в сополимере гидроксильных групп (см. работу 6.1) и ацетальных групп.
