Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 3.8
№ участка
Массовая доля малеиновой кислоты в сополимере а-
Массовая доля фракций в образце
CL-W-Il
2
a.w.
1
• • •
20
20
20
20
2
2 a>t
i=l
неоднородности по формуле (3.11). Для однородного по составу сополимера параметр .F = O. Для узких фракций однородного по составу сополимера параметр F близок к нулю.
Работа 18. Определение констант сополимеризации метилметакрилата со стиролом по данным газовой хроматографии
Цель работы. 1. Получение кинетических зависимостей процесса сополимеризации стирола и метилметакрилата в растворителе.
2. Определение констант сополимеризации по результатам одного опыта для одного соотношения мономеров.
Реактивы
Метилметакрилат свежеперегнан- Динитрил азо-бис-изомасляной
ный кислоты свежеперекристаллизо-
Стирол свежеперегнанный ванный
Этилбензол свежеперегнанный Диэтиловый эфир сухой
Оборудование
Реакционный сосуд ем- Бюксы для взвешивания . 3 шт.
костью 10 мл.....1 шт. Газовый хроматограф ... 1 шт.
Пипетка на 5 мл .... 3 шт. Термостат.......1 шт.
Микрошприц на 2 мкл . . 1 шт.
Методика работы. В чистый реакционный сосуд емкостью 10 мл (которым может служить флакончик из-под пенициллина) помещают 1,04 г стирола и 1 г метилметакрилата, взятых в соотношении 1:1, добавляют 4,76 г этилбензол а и тщательно перемешивают. Затем для получения калибровочных данных из смеси отбирают микрошприцем с максимальной точностью 5—6 проб по 2 мкл и последовательно хроматографируют. После каждого ввода пробы
4*
51
шприц несколько р^з промывают сухим диэтиловым эфиром для уменьшения неизбежных погрешностей опыта.
После отбора проб калибровочной серии в реакционную смесь вводят 0,02 г инициатора, сосуд герметично закрывают самоуплотняющейся пробкой, на пробку !накладывают пірижимиое кольцо и затягивают ег<5 проволочной оплеткой. Реакционный сосуд помещают в термостат при 70 °С.
По истечении 15 мин от начала реакции сополимеризации отбирают первую пробу, прокалывая шприцем эластичную пробку. При этом сосуд из термостата не извлекают. Величина отбираемой пробы равна 2 мкл и остается постоянной в течение всего опыта. Хроматографический анализ остаточных мономеров в реакционной смеси проводят через каждые 15 мин в течение 3 ч.
Хроматографическая колонка из нержавеющей стали длиной 0,8 м и внутренним диаметром 6 мм заполнена сорбентом. Рабочая температура колонки 98 °С. Газ-носитель — гелий, давление гелия на входе в колонку 0,04 МПа (0,4 кгс/см2), объемная скорость сжатого воздуха 0,6 л/мин, объемная скорость водорода 60 мл/мин, величина отбираемой пробы 2 мкл. Чувствительность прибора подбирается экспериментально. Прибор подготавливается к работе по инструкции, приложенной к хроматографу.
Полученные на хроматограмме пики характеризуют состав сме* си и концентрацию ее компонентов в данный момент времени/ Пики идентифицируют, сравнивая с хроматограммами индивидуальных веществ и вычисляют их площади. Если пики имеют симметричную форму, то площадь вычисляют как площадь треугольника, описанного вокруг хроматографической кривой.
Относительные калибровочные коэффициенты для каждого мономера рассчитывают по формуле
Cp I Sp
где ki — относительный калибровочный коэффициент; с* — исходная концентрация каждого из сомономеров, моли; ср — концентрация растворителя, моли; St — площадь пика каждого из сомономеров, мм2; Sp—площадь пика растворителя, мм2.
Данные расчета для п проб калибровочной серии вносят в табл. 3.9.
Таблица 3.9
№ пробы
Площадь пика S, мм2
St/Ss6
ki
fy(cp.)
стирол
MMA
этил-бензол
стирол
MMA
этил-бензол
стирол
MMA
этил-бензол
стирол
MMA
этил-,бензол
1
2 3
* . .
Концентрации мономеров рассчитывают по уравнению
сі = ?/(ср.) CpSiISp
где Ci — концентрация сомономера в любой момент времени реакции, моли;: Cp — концентрация растворителя, моли; ki (ср.) — относительный калибровочный коэффициент t-того компонента; Si/Sp — отношение площади пика г-того компонента к площади растворителя.
Данные расчета вносят в табл. 3.10.
Таблица ЗЛО
пробы
Время отбора пробы, мин
Площадь пика S^, мм2
silsp
Концентрация мономера с-моли
стирол
MMA
этил-бензол
стирол
MMA
этил-бензол
стирол
MMA
этилСензол
1
2
3
• • •
0 15
30
• • •
По данным табл. 3.10 строят график зависимости мольной концентрации мономеров Mi и М2 от времени.
Концентрации сомономеров, соответствующие нескольким выбранным моментам времени (по графику), подставляют в уравнение состава сополимеров (3.10) и рассчитывают константы сополимеризации T1 и г2, произвольно выбирая параметр P (в данной работе от —4 до +1)- При этих значениях рассчитывают г2 и rh Расчетные данные для нескольких отрезков времени вносят в табл. 3.11.
Таблица 3.11
пп.
Время, мин
[M10J
[Mg]
[Mi]
[M2]
[M?] [M2]
