Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Реактивы: 0,4%-й водный раствор полиакриламида (М~105 10ti), дистиллированная вода, персульфат калия, 0,5 и 1 M раствор хлорида натрия.
Приборы и посуда: прибор для проведения деструкции полимеров (см. рис. 6.3) с термостатируемым вискозиметром ВПЖ-3 (диаметром капилляра 0,56-10"3 м), магнитная мешалка, термостат, секундомер, термостат для вискозиметрии, шприц на 5 см3 с длинной иглой, микробюретка на 2 см3, шпатель, часовое стекло, мерный цилиндр емкостью 50 см3.
Порядок работы: 1) проведение деструкции полиакриламида при различных концентрациях персульфата калия; 2) определение средневязкостных молекулярных масс полимера в процессе его деструкции; 3) определение зависимости числа разрывов, приходящихся на одну макромолекулу, от концентрации
с с
$
*>
Объем раствора в вискозиметре,
смг*
Концентрация раствора с. г/смя
Время исте чения раствора т.с
Т1 тр-ра
1oth
р~ля
1V Д*~^отн
cm-s/г
деструктирующего агента при заданном времени деструкции; 4) оценка полидисперсности исходного образца полиакриламида.
Методика работы. В реакционный сосуд емкостью 70 см3 наливают 50 см3 0,4%-го водного раствора полиакриламида и термостатируют при перемешивании при 50 0C По достижении в реакционной среде заданной температуры добавляют 0,001 г персульфата калия, принимая этот момент за начало деструкции. Реакцию деструкции проводят при 50 °С и перемешивании в течение 2 ч, контролируя процесс вискозиметрическим методом. Для этого до деструкции и после начала деструкции через 5, 30, 60, 90 и 120 мин из реакционной среды шприцем отбирают по 5 см3 пробы для анализа. Аналогичные опыты по деструкции проводят при различных концентрациях деструктирующего агента, добавляя в реактор 0,002; 0,004; 0,006; 0,01 г персульфата калия.
Вискозиметрический анализ полимера проводят в капиллярном вискозиметре. Для этого в чистый вискозиметр последовательно помещают 5 см3 пробы и 5 см3 1 Af раствора хлорида натрия. После термостатирования при 25 °С в течение 5 мин измеряют с помощью секундомера среднее время истечения из пяти измерений полученного раствора. Разбавление раствора проводят в вискозиметре, последовательно добавляя 0,75; 1; 1,25; 2 и 4 см3 0,5 M раствора хлорида натрия. После каждого разбавления определяют среднее время истечения раствора полимера из пяти измерений. По окончании измерений раствор полимера выливают из вискозиметра, промывают его несколько раз дистиллированной водой и растворителем и определяют среднее время истечения растворителя из пяти измерений. Данные измерений вносят в табл. 6.13 и рассчитывают х]УЛ/с.
Обработка результатов. На основании полученных данных строят график зависимости x]yJc—с и по величине отрезка, отсекаемого прямой на оси ординат, определяют предельное число вязкости:
Нт(т)уд/с)с_^о= hi-
Молекулярную массу полиакриламида рассчитывают по формуле
[ц] =7,19- Ю-3-Л0»77.
Рис. 6.4. Зависимость числа разрывов а, приходящихся на одну макромолекулу, от концентрации K2S2Os для времени лес трук ции /, (/), I2 (2)t h (3), /,</?</.
Для оценки изменения молекулярных масс полиакриламида в результате деструкции строят i^a одном графике зависимость M Vjj [k2s2o8] от времени деструкции для раз-
3 2 ' личных концентраций персуль-
фата калия. Для определения полидисперсности исходного образца полиакриламида рассчитывают число разрывов а, приходящихся на одну макромолекулу, используя выражение U=(MoIMi)—1, где Mo и Mt—молекулярные массы полимера до и после деструкции за время t. Аналогичные расчеты проводя! для деструкции полиакриламида при различных концентрациях K2S2O8 и строят на одном графике зависимость її = = /( IK2S2O8J) для различного времени деструкции, равного 30, 60 и 90 мин (рис. 6.4).
По величине отрезка, отсекаемого касательной к кривой «= /( [K2S2O8]) на оси ординат, определяют значение а. Используя выражение а = [ (X/2) — 1], где а — среднее значение в опытах при различных продолжительностях деструкции полимера, находят полидисперсность исходного образца полиакриламида по формуле А' = 2я + 2.
Задание. Сравнить молекулярные массы полиакриламида до и после деструкции при различных концентрациях персульфата калия, оценить степень полидисперсности исходного полиакриламида.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Расскажите об основных типах реакций химических превращений полимеров.
2. Чем обусловлено различие в реакционной способности функциональных групп полимера и его низкомолекулярного аналога?
3. Как влияют на химические превращения макромолекул электростатический, конфигурационный, конформ анионный и надмолекулярный эффекты?
4. Приведите примеры реакций полимераналогичных и внутримолекулярных превращений полимеров.
5. Охарактеризуйте основные способы получения блок-сополимеров.
6. Какие реакции могут приводить к сшиванию макромолекул?
7. В чем заключаются реакции деструкции полимеров?
8. Охарактеризуйте реакции химической и физической деструкции полимеров.