Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
После окончания измерения наименее концентрированного раствора полимера измеряют более концентрированные растворы. Между измерениями растворов различной концентрации необходимо 2—3 раза промыть осмометр следующим раствором порциями по 2—3 см3, не промывая осмометр растворителем.
После окончания всех измерений осмометр опорожняют, промывают не менее 3 раз растворителем и заполняют растворителем, который многократно сменяют для отмывки мембран от полимера.
Для каждой концентрации раствора полимера определяют изменения во времени уровней жидкости в измерительном капилляре 2 (см. рис, 11,3) (h\) и в капилляре сравнения 3 (Zi2)»
а также разность уровней в капиллярах Ah. Результаты измерений вносят в табл. 11.5.
Обработка результатов. Концентрацию приготовленного для измерений осмотического давления раствора полимера с (в г/100 г) рассчитывают по формуле
1- = -5^2-. (11-24)
P і P
где р — навеска полимера, г; P — количество растворителя, г.
По экспериментально найденным значениям равновесных разностей уровней Ah для растворов полимера четырех концентраций рассчитывают Ah/c' и строят графическую зависимость Ah/с' от с' (рис. 11.7). Экстраполяцией прямой к нулевой концентрации отсекают на оси ординат отрезок, равный приведенной разности уровней Ah/c'.
При нелинейности зависимости Ah/c' от с' строят графическую зависимость ^ Ah/с' от с' и экстраполяцией полученной
прямой к нулевой концентрации определяют значение ]/Дй/с'. Найденное значение возводят в квадрат и получают экспериментальное значение Ah/c/.
Для расчета Mn с помощью уравнения (11.15) переходят от найденного значения Ah/c' к величине л/с. Значение я (в Па) вычисляют по формуле
я = 0,0980665ДЛр (11.25)
(р — плотность растворителя).
Концентрацию раствора полимера с (в г/см3 определяют по соотношению
с'о
с==—(11.26)
100
Подставив выражение с из уравнения (11.26) в уравнение (11.25), получают выражение'
я/с = (Ah/c') -0,0980665р(100/р) = (Ah/c') -9,8065. (11.27)
После подстановки значения л/с в уравнение (11.25) получают
— RT 8,31343-103Г 8,479Г
п (Ah/c') -9,80665 (Ah/c')-9,80665 Ah/c' ' K ' '
При 300C 7=(273 + 30), К:
-г- 257000
Работа 11.3. Определение молекулярной массы полимера вискозиметрическим методом
Цель работы: определить вязкость растворов полимера при различных его концентрациях и рассчитать молекулярную массу полимер?.
Образцы и реактивы: полимер и растворитель для него, ацетон.
Приборы и принадлежности: капиллярный вискозиметр Уббелоде (см. рис. 11.4, а) или ВПЖ-2 (см. рис. 11.4,6) с держателем, стеклянный фильтр Шотта № 3, термостат с прозрачными стенками, градуированные пипетки на 1 и 5 см3, секундомер, резиновая груша, шпатель, часовое стекло, водоструйный насос.
Методика работы. При вискозиметрическом определении молекулярной массы полимера растворитель и температуру для измерений выбирают на основании данных табл. 11.2, в которой приведены также константы уравнения Марка — Хаувин-ка — Куна. Первоначально измеряют время истечения растворителя. Для этого в чистый сухой вискозиметр Уббелоде (см. рис. 11.4, а) через трубку 2 наливают 5 см3 предварительно очищенного растворителя, устанавливают вискозиметр вертикально по отвесу в термостате так, чтобы измерительный шарик был погружен в термостатирующую жидкость и термостатируют 10—15 мин, поддерживая температуру с точностью не менее ±0,1 °С. Трубку 6 закрывают колпачком и посредством резиновой груши, присоединенной к трубке 3, засасывают растворитель через капилляр, 5 в измерительный шарик 4. Затем передавливают растворитель из измерительного шарика в резервуар 1. Операцию повторяют 2—3 раза и вновь заполняют растворителем измерительный шарик 4 выше отметки Л. С трубки 6 снимают колпачок и но секундомеру фиксируют время прохождения мениска растворителя от верхней метки А до нижней метки Б измерительного шарика. Время истечения растворителя определяют не менее 5 раз и определяют среднее значение. Разброс не должен различаться более чем на 0,2— 0,4 с. Время истечения растворителя должно составлять примерно 80—100 с.
После определения времени истечения растворителя вискозиметр извлекают из термостата, выливают через трубку 2 растворитель, ополаскивают чистым ацетоном, втягивая его через капилляр с помощью груши, и сушат, просасывая через вискозиметр воздух водоструйным насосом.
Для приготовления раствора полимера взвешивают на аналитических весах 0,25 г переосажденного и высушенного до
Рис. 11.7. Зависимость приведенной разности уровней в капиллярах осмометра Ah/с от концентрации с
постоянной массы полимара и растворяют в мерной колбе емкостью 25 см3 в 20 см3 растворителя. После полного растворения полимера растворитель доливают до метки, тщательно перемешивают и фильтруют через стеклянный фильтр. В сухой вискозиметр через трубку 2 с помощью градуированной пипетки (цена деления 0,2 см3) вносят 5 см3 приготовленного раствора полимера. Вискозиметр устанавливают в термостате и несколько раз промывают раствором полимера капилляр 5 и измерительный шарик 4. После термостатиро-вания в течение 10—15 мин определяют время истечения раствора полимера, за которое принимают среднее значение из пяти измерений. Исходный раствор полимера должен иметь относительную вязкость т)А]о«1,5. Если исходный раствор имеет ц/цо>1,5, то раствор разбавляют в вискозиметре, добавляя определенное количество растворителя. Если t]/tjo<C1,5, то приготавливают более концентрированный раствор полимера. Затем в вискозиметр последовательно добавляют 0,75; 1,00; 1,25; 2,00 и 4,00 см3 растворителя, тщательно перемешивают и промывают капилляр и измерительный шарик вискозиметра. После каждого разбавления измеряют время истечения раствора полимера.
