Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Далее определяют растворимость сополимера и поливинилового спирта в воде, ацетоне, тетрахлориде углерода и этиловом спирте. Полученные данные вносят в таблицу. Форма записи результатов приведена в табл. 6.1. Затем полученный сополимер анализируют на содержание ацетальных (см. работу 6.3) и гидроксильных (см. работу 6.1) групп.
Обработка результатов. Состав сополимера рассчитывают по методике, приведенной в работе 6.3.
Степень ацеталирования Q (в %) рассчитывают по формуле
(АтЭКс„/Лт.геор) * 100,
где Атаксії — изменение массы полимера в результате ацеталирования, определенное опытным путем; Атте0р — изменение массы полимера при условии полного превращения.
Задание. Написать схему реакции получения поливинилбу-тираля, охарактеризовать состав полученного сополимера и сравнить растворимость поливинилового спирта и поливинил-бутираля.
Работа 6.5. Аминолиз полиметакриловой кислоты є-капролактамом
Цель работы: получить сополимер метакриловой кислоты с N-метакрилоилкапролактамом путем аминолиза полиметакриловой кислоты є-капролактамом.
Реактивы: полиметакриловая кислота, диметилформамид, є-капролактам, этиловый спирт, 5—10%-й раствор соляной кислоты, диэтиловый эфир, 0,1 н. спиртовой раствор гидроксида калия, фенолфталеин.
Приборы и посуда: трехгорлая колба емкостью 250 см3, обратный холодильник, термометр на 250°С, стаканы химические емкостью 200 см3 (8 шт.), часовые стекла (8 шт.), масляная баня с терморегулятором, пипетка на 5 см3.
Порядок работы: 1) проведение аминолиза полиметакриловой кислоты є-капролактамом в растворе; 2) определение содержания карбоксильных групп в реакционной смеси в процессе реакции; 3) определение растворимости полиметакриловой кислоты и полученных сополимеров.
Методика работы. В трехгорлую колбу емкостью 250 см3, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, помещают 25,8 г полиметакриловой кислоты, приливают 100 см3 диметилформамида и растворяют полимер при перемешивании и нагревании (до 70 °С). После полного растворения полимера добавляют 34 г є-капролактама, растворяют при перемешивании, повышают температуру до кипения диметилформамида (153 °С) и проводят реакцию при этой температуре в течение 4—6 ч. В ходе процесса отбирают пробы реакционной смеси (по 5 см3): первую — после растворения компо-
Nt п/п
Время реакции, мин
Наисска полимера для титрования, г
Объем раствора, пошедшего на тит рование, см*
Содержание СООН-групн, % (масс.)
центов, следующую — через 30 мин, а затем через каждый час после достижения температуры кипения диметилформамида. Для выделения полимеров содержимое колбы выливают при перемешивании в стакан емкостью 200 см3, содержащий. 100 — 150 см3 осадителя — 5—10%-й раствор соляной кислоты, выделившийся полимер тщательно промывают водой до отсутствия ионов хлора (проба с AgNO3). Для более тщательной очистки полимеры подвергают вторичному переосаждению. При этом первые пробы (2—3) растворяют в небольшом количестве спирта и осаждают диэтиловым эфиром, остальные осаждают из растворов в диметилформамиде водой. Полимеры подсушивают сначала на воздухе, а затем в вакуум-сушильном шкафу при 50—60 °С. Определяют содержание карбоксильных групп и рассчитывают состав сополимеров (см. работу 3.1). Результаты эксперимента вносят в табл. 6.2.
На основании полученных данных строят кинетическую кривую изменения содержания карбоксильных групп. Затем определяют растворимость исходной полиметакриловой кислоты и полученного сополимера в воде, этиловом спирте, ацетоне и диметилформамиде. Полученные результаты вносят в таблицу. Форма записи результатов приведена в работе 6.1.
Задание. Написать схему реакции аминолиза полиметакриловой кислоты є-капролактамом, сравнить растворимость исходного полимера и полученного сополимера.
Работа 6.6. Щелочной гидролиз полиакриламида и определение характеристик образующегося полимера
Цель работы: определить скорость гидролиза полиакриламида в водных растворах в присутствии гидроксида натрия и оценить молекулярную массу полученного сополимера.
Реактивы: 1%-й водный раствор полиакриламида, дистиллированная вода, 0,05 и 5 Af растворы гидроксида натрия; 0,\ M раствор соляной кислоты, 0,5 и 1 M раствор хлорида натрия.
Приборы и посуда: прибор для проведения гидролиза полимеров (рис. 6.1), электромеханическая мешалка, термостат, секундомер, термостат для вискозиметрии, вискозиметр с диаметром капилляра 0,56-10"3 м, шприц на 2 см3 с длинной иглой, микробюретка на 2 см3, рН-метр со стеклянным и хдорсеребряным электродами, стакан емкостью 70 см3, мерный цилиндр емкостью 50 см\ бюксы емкостью 50 см1 (8 шт.).
Время отбора проб, мин
Количество добавленной
Степень гидролиза.
п/п
щелочи V. CMS
% (мол.)
Порядок работы: 1) проведение реакции щелочного гидролиза полиакриламида; 2) определение степени гидролиза полиакриламида в пробах реакционной смеси; 3) определение средне-вязкостной молекулярной массы сополимера.
Методика работы. Процесс щелочного гидролиза проводят в приборе, показанном на рис. 6.1. В реакционный сосуд емкостью 70 см* наливают 50 см3 1 % - го водного раствора полиакриламида и термостатируют при 50 СС при перемешивании. По достижении заданной температуры в реакционной среде добавляют при перемешивании 2,5 см3 5 M раствора гидроксида натрия, принимая этот момент за начало процесса. Реакцию проводят при 50 °С в течение 2 ч. Кинетику гидролиза контролируют потенциометрическим методом. Для определения степени гидролиза полимера через 5 мин после начала реакции отбирают с помощью шприца пробу (2 см3). Последующие пробы отбирают через каждые 15 мин в течение первого часа и через 30 мин в течение второго часа. Для определения степени гидролиза полимера пробу реакционной смеси помещают в бюкс, содержащий 50 см3 дистиллированной воды и проводят потенциометрическое титрование на рН-метре.