Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Обработка результатов. По результатам калибровки дилатометра рассчитывают сечение капилляра 5 (в см2) дилатометра по формуле
S=(G2- G1)Ih,
где Gi и G2 — результаты первого и второго взвешивания дилатометра, заполненного бидистиллятом, г; h — расстояние между уровнями воды, см.
Объем мономера (в см3) в дилатометре при 706C перед началом полимеризации определяют по формуле
Vm=Gm/pm70,
где Gm—масса мономера в дилатометре, г; р70м—плотность мономера при 700C, г/см3 (для метилметакрилата р70м =0,935 г/см3).
Концентрацию инициатора [1] (в моль/л) находят по формуле
^T-1000
W= U AA '
где g — навеска инициатора, г; Ми —молекулярная масса инициатора.
Изменение объема реакционной массы Д V; (в см3) находят по формуле
i\Vi=Si\hi,
где Ahi — ho—hi — разность уровней мениска в дилатометре за время т*.
Затем рассчитывают выход полимера лс/[в %(масс.)]:
Pn70
где р70п — плотность полимера при 700C (для полиметилметакрилата р70п •=1,19 г/см3).
Результаты расчетов вносят в табл. L4. По полученным данным строят кинетические кривые изменения выхода полимера при трех концентрациях инициатора. Скорость полимеризации и порядок реакции по инициатору определяют так же, как в работе 1.1.
Задание. Написать схемы реакций всех элементарных стадий процесса полимеризации метилметакрилата, инициируемого пероксидом бензоила, и на основании найденного іпорядка реакции по инициатору сделать заключение о механизме обрыва цепей.
Работа 1.3. Полимеризация акриламида в растворе при различных концентрациях инициатора
Цель работы: определить скорость полимеризации акриламида при различных концентрациях инициатора и оценить порядок реакции по инициатору.
Реактивы: акриламид, персульфат калия, 0,05 M водный раствор тетра-этиламмонийиодида, бидистиллят, инертный газ.
Приборы и посуда: полярограф с ртутным капельным и насыщенным каломельным электродами, генератор водорода, термостат типа T-16, электромеханическая мешалка, трехгорлая колба емкостью 100 см3, обратный холодильник, заглушка с пробкой из вакуумной резины, шприцы на 1 и 10 см3,
Рис. Прибор для полимеризации
цилиндр мерный, стакан емкостью 50 см3, пипетка на 10 см3, электролитические ячейки, мерные колбы емкостью 50 и 200 см3, пробирки емкостью 10 см3 (25 шт.), секундомер, шпатель, часовое стекло.
Порядок работы: 1) проведение радикальной полимеризации акриламида при различных концентрациях инициатора; 2) определение содержания непрореагировавшего акриламида в пробах реакционной смеси полярографическим методом; 3) построение кинетических кривых полимеризации акриламида; 4) определение скорости реакции и оценка порядка реакции по инициатору.
Методика работы. В мерных колбах готовят 200 см3 6,25%-го водного раствора акриламида и 50 см3 0,125%-го водного раствора персульфата калия. В трехгорлую колбу емкостью 100 см3, снабженную электромеханической мешалкой с гидравлическим затвором, обратным холодильником, устройством для продувки инертного газа и отбора проб (рис. 1.1), наливают 40 см3 приготовленного раствора акриламида.
Реакционный раствор продувают инертным газом в течение 30 мин и при перемешивании термостатируют при 55°С. После этого в реакционную колбу при помощи шприца на 10 см3 вводят 10 см3 раствора инициатора, принимая момент его ввода за начало полимеризации. Полимеризацию проводят в токе инертного газа при непрерывном перемешивании раствора. Через 2 мин после начала полимеризации отбирают пробу 0,1 см? с помощью стеклянного шприца на 1 см3 с ценой деления 0,1 см3. Последующие пробы, отбирают через каждые 5 мин в течение первого часа и через каждые 10 мин в течение второго.
Каждую отобранную пробу (0,1 см3) помещают в пробирку, содержащую 10 см3 фона (0,05 M водного раствора тетра-
1 2 3 c-fO«,rjcw
Рис. 1.2. Калибровочный график для определения концентрации акриламида с (I — диффузионный ток)
этиламмоний иодида), и определяют концентрацию акриламида. Перед снятием полярограмм исследуемый раствор помещают в электролитическую ячейку и продувают, электролитическим водородом в течение 5 мин. Полярограмму акриламида записывают в интервале потенциалов от—1,2 до —2,0 В. Полученные подпрограммы проб реакционной смеси до полимеризации и в ходе ее обрабатывают, определяя концентрацию акриламида по калибровочному графику (рис. 1.2); результаты вносят в табл. 1.5.
Аналогичные опыты по полимеризации проводят при концентрациях инициатора 0,1, 0,075, 0,05%. Для приготовления растворов указанных концентраций в мерные колбы емкостью 50 см3 отбирают соответственно 8,6 и 4 см3 0,125%-ного раствора персульфата калия и доливают до метки 6,25%-ным раствором акриламида.
Обработка результатов. На основании полученных данных табл. 1.5 строят кинетические кривые изменения концентрации акриламида при полимеризации в координатах [MJ — т соответствующие различным концентрациям инициатора. По тангенсу угла наклона касательной, проведенной к начальному участку кинетической кривой, определяют скорость полимеризации [в моль/(л-с)] при различных концентрациях инициатора. По полученным данным строят график зависимости логарифма скорости полимеризации от логарифма концентрации инициатора в исследуемых растворах и определяют порядок скорости полимеризации по инициатору.
