Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
пов: постоянной толщины и разборные различных конструкций. Оба окошка кюветы делаются из прозрачного материала — кварца, КВг, LiF, NaCl, KCl, CaF2.
Используемые растворители должны быть достаточно прозрачными в области поглощения исследуемого вещества, не должны химически взаимодействовать с растворенным полимером, а также с материалом кювет. Очевидно, что при работе с кюветами, окна которых сделаны из солей щелочных и щелочноземельных металлов, нельзя использовать воду и содержащие воду растворители. Наиболее удобными растворителями в ИК-спектроскопии являются хлороформ, тетрахлорид углерода, тетрахлорэтилен и сероуглерод.
Пленки полимера для ИК-спектроскопии получают нанесением густого раствора полимера (определенной концентрации) на поверхность окошка кюветы и последующим испарением растворителя. Более разбавленные растворы наносят на поверхность ртути или воды в ограничительные кольца, определяющие площадь пленки. Из ряда полимеров можно получать пленки прессованием (работа 12.2). Многие полимерные материалы можно разрезать на тонкие слои с помощью микротома или других приспособлений.
Образцы в виде таблеток готовят растиранием тонко измельченного порошка галогенида щелочного металла (обычно KBr) с определенным количеством тонко измельченного полимера до образования однородной смеси с последующим вакуу-мированием в специальной пресс-форме и прессованием под давлением.
Используемые для ИК-спектроскопии пасты представляют собой суспензии полимера в минеральном масле. Естественно, что масло не должно обладать в исследуемой ИК-области собственным поглощением. Обычно для приготовления суспензий используют вазелиновое масло, прозрачное в широком спектральном интервале: 5000—3100, 2700—1500 см и 1300—70 см"1. Для приготовления пасты полимер тщательно растирают в агатовой ступке и смешивают с небольшим количеством вазелинового масла. Затем образовавшуюся пасту наносят тонким слоем на одно из окошек разборной кюветы и накрывают сверху другим окошком; собранную таким образом кювету помещают в держатель.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Работа 12.1. Качественный структурно-групповой анализ мономера и полимера
Цель работы. Снять ИК-спектры мономера и полимера и идентифицировать их по наиболее сильным полосам поглощения.
3S00 2800 2200 1800
м-1-1-г
1600
HOO
1200
1000
4 ,см~1
80
J-_Л—......I..................)......і_11 I I
§ 60
O
3
6
1—......1..................)...... і_Mill
8 9 10 11 12 Л,мкн
Рис, 12.3. ИК-спектр полистирола
Образцы и реактивы: порошкообразные полиметилметакрилат и полистирол, метилметакрилат, стирол, полистирол (пленка толщиной 25 мкм), вазелиновое масло,
Приборы и принадлежности: двух лучевой спектрофотометр, кюветы разборные с вкладышами (2 шт.), набор колец-стаканов, держатели для кювет, прокладки, пипетки, агатовая ступка с пестиком.
Порядок работы: 1) получение ИК-спектров мономера и полимера; 2) определение по характеристичееким полосам поглощения структуры исследованных образцов.
Методика работы. Сначала производят градуировку прибора по пленке полистирола. Для этого ее закрепляют в держателе кюветы, помещают кювету в прибор и записывают спектр в соответствии с инструкцией к спектрофотометру. Полученный спектр сравнивают со спектром эталона по характерным полосам поглощения в интервале 3100—2800 и 2000—700 см~!
Снятие И К - с п е к т р а мономера. Каплю жидкого мономера помещают между двумя окошками разборной кюветы, закрепляют их в держателе и устанавливают в рабочем канале спектрофотометра. Из кристаллического мономера готовят суспензию (тщательно растирают 20—50 мг исследуемого вещества с 5 каплями вазелинового масла) и помещают ее в кювету спектрофотометра. Затем записывают спектр исследуемого мономера в широком интервале длин волн. По справочным данным интерпретируют наиболее интенсивные полосы поглощения исследуемого мономера.
Снятие ИК-спектра раствора полимера. Собирают две кюветы с произвольно выбранной, но одинаковой толщиной слоя и заполняют одну из них растворителем, а другую — раствором полимера заданной концентрации. Затем помещают кюветы в спектрофотометр и производят ориентировочную опенку спектра раствора. Если спектр не четкий и не
(рис. 12.3).
3666 Ш6 2000 1866 1600 1406 1200 1000 * ,см"і
3600 2800 2000 1800 1600 /400 1200 1000 4,см~<
J 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Л,мкм
Pw:. 12.4. ИК-спектры мономера и полимера:
а метил нстакрилат (жидкость, /-0.01 мм); б - - полиметилметакрилат (пленка)
вписывается в шкалу пропускания, то изменяют первоначально выбранную толщину слоя и повторно производят ориентировочную оценку спектра. Найдя опытным путем оптимальную толщину слоя раствора, записывают его спектр в широком интервале длин волн 700—4000 см Далее по справочным данным интерпретируют спектр по наиболее интенсивным полосам поглощения.
И з м е р е н и е ИК - спектра твердого полимера. Образец в виде пленки помешают между окнами разборной кюветы, закрепляют в держателе и устанавливают в рабочем канале спектрофотометра. Из порошка полимера готовят пасту по on данной выше методике. Затем записывают спектр исследуемого вещества в широком интервале длин волн. Полученный спектр интерпретируют, пользуясь справочными данными.
