Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
На рис, 12.4 в качестве примера приведены спектры метилметакрилата и полиметилметакрилата. Метилметакрилат явля-
ется сложным эфиром; из справочных данных видно, что наиболее интенсивные полосы поглощения сложных эфиров находятся в области 5,8 мкм (1725 см-1) — валентные колебания карбонильной группы C = O. В области 7,5—9,5 мкм в спектре наблюдается серия из четырех полос поглощения, которые вместе с полосой при 13,35 мкм (790 см~1) являются характеристическими для метакрилатной структуры —CO-O-CH3. Доказательством наличия метильной группы являются полосы поглощения при 1380 и 2870 см~:. Полоса поглощения при 1645 см-1 в спектре мономера обусловлена наличием двойной связи C = C В спектре полимера эта полоса полностью исчезает,
Задание. На основе расшифровки спектров мономера и полимера объяснить наблюдаемые различия.
Работа 12.2. Количественное определение карбонильных групп в полиэтилене
В ИК-спектрах полиэтилена, полученного различными способами, наблюдаются различия, которые обусловлены разветвлением макромолекул полиэтилена (рис. 12.5). Это дает возможность с помощью ИК-спектроскопии определить степень ненасыщенности, концентрацию метильных групп, боковых ответвлений в макромолекулах полиэтилена различных марок. Различие между окисленным и неокисленным образцами полиэтилена можно фиксировать по появлению в спектрах окисленных образцов полосы поглощения карбонильной группы при 5,8 мкм.
Цель работы: провести количественный ИК-анализ образцов неокисленного и термоокисленного полиэтилена.
Образцы и реактивы: полиэтилен окисленный и неокисленный (пленки толщиной 0,4—0,6 мм).
Приборы и принадлежности: двухлучевой спектрофотометр, пресс гидравлический лабораторный.
Порядок работы: 1) получение ИК-спектров образцов неокисленного и окисленного полиэтилена; 2) определение количества карбонильных групп в исследуемых образцах.
Методика работы. Образцы для анализа получают горячим прессованием на лабораторном прессе при температуре 150— 16O0C и давлении 30 MIIa. Для получения образца определенной толщины в пресс-форму вкладывают ограничитель соответствующей толщины с круглыми ячейками. Навеску образца полиэтилена G рассчитывают по формуле
(/=я/(г26р),
где г— радиус ячейки, см; б—толщина образца, см; р — плотность полиэтилена, г/см3.
4000 3000 2000_1500 1000 900 800 0, см-'
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Л, мкм
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Л, мкм
Рис. 12.5. ИК-спектры пленок полиэтилена, полученных горячим прессованием:
а — полиэтилен низкой плотности (/=0,025 мм); б — полиэтилен высокой плотности (/ = «=0,5 мм)
В качестве аналитической для проведения количественного анализа используется полоса при 1720 см^1 (5,82 мкм), соответствующая валентным колебаниям карбонильных групп ке-тонного и альдегидного типа. Поэтому спектры исследуемых образцов снимают в области 1600—1800 см"1 (6,25—5,55 мкм). Порядок снятия спектра аналогичен описанному в работе 12.1. Затем определяют значение оптической плотности в максимуме полосы поглощения при 1720 см-1 методом базовой линии.
На рис. 12.6 представлен пример обработки спектрограммы для количественного анализа. Базовой линией называется касательная к кривой поглощения на участках минимума. Так, для полосы А процент пропускания может быть рассчитан по формуле ТА = /д//о- 100, а для расчета оптической плотности необходимо воспользоваться выражением
?U ^Ig(ZoZZi)»
Л,слг' А,см-1
Рис. 12.6. Способы построения базовой линии
По вычисленному значению оптической плотности определяют содержание (в %) карбонильных групп (Ссо) в полиэтилене, пользуясь расчетной формулой:
где Di72o —• оптическая плотность образца в максимуме аналитической полосы; б — толшина образца, см; К — постоянная, равная 0,0433.
Задание: По полученным значениям содержания карбонильных групп в полиэтилене объяснить различие в строении окисленного и неокисленного полиэтилена.
Работа 12.3. Определение состава сополимера этилена с пропиленом
Для определения содержания пропилена в сополимере методом ИК-спектроскопии в качестве аналитической можно использовать полосу 1380 см-1 (рис. 12.7), характеризующую симметричное деформационное колебание групп CH3, входящих в состав только пропиленового звена сополимера. Так как интенсивность указанной полосы очень высока, лучше исследовать раствор сополимера, который получают кипячением образцов в тетрахлориде углерода. Аналитической может служить и полоса 1150 см-1, обусловленная присутствием звеньев —CH2—CH(CH3)—, имеющая умеренную интенсивность. В этом случае для исследования используют образец в виде пленки, полученной прессованием. Чтобы исключить измерение толщины образца, пользуются отношением интенсивностей полос поглощения 1150 и 730—720 см-1 (маятниковые колебания последовательно соединенных трех и пяти метиленовых групп).
Цель работы: провести количественный ИК-анализ сополимера этилена с пропиленом.
Образцы и реактивы: атактический полипропилен (0,1 %-й раствор в CCl4), сополимер этилена с пропиленом (0,5%-й раствор в ССЦ), тетрахло-рид углерода.
