Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
Полученный новолак представляет собой твердый прозрачный материал от светло-желтого до красного цвета. Это термопластичная смола с молекулярной массой 300—600, нерастворимая в воде, легко растворимая в спиртах, ацетоне и щелочах. Определение времени отверждения смолы.
Навеску 2,0 г смолы смешивают в ступке с 0,2 іг уротропина. На металлическую плитку с отверстием для термометра, нагретую до 1500C насыпают 1,0 г смеси и с помощью плоской металлической лопатки распределяют ее как можно более равномерно на площадке 45X45 мм. Период от момента помещения смолы на плитку до момента, когда смола перестанет тянуться в виде нитей и приклеиваться к лопатке, считают временем отверждения.
Примечание. Соблюдение правильного мольного соотношения фенола и формальдегида совершенно необходимо для правильного протекания процесса конденсации. Поэтому нужно точно знать содержание формальдегида в формалине.
Задание. 1. Определить выход смолы.
2. Определить температуру каплепадения смолы (ГОСТ 14970—69).
3. Определить вязкость 50%-ного раствора смолы в этиловом спирте (ГОСТ 14970—69).
4. Определить время отверждения смолы.
Работа 26. Поликонденсация фенола с формальдегидом в щелочной среде
Цель работы. Получение фенолоформальдегидной смолы резоль-ного типа, определение ее свойств.
Реактивы
Фенол, техн. Формалин, 36%-ный Аммиак, 30%-ный раствор
Оборудование
Колба круглодонная емк.
100 мл.......1 шт.
Методика работы. В круглодонную колбу емкостью 100 мл помещают 9,4 г (0,1 моля) технического фенола, наливают 9,2 мл
Стеариновая кислота Этиловый спирт Толуол, техн.
Холодильник Либиха . 1 шт Пипетка ...... 1 шт.
(0,11 моля) 36%-ного формалина и после тщательного перемешивания массы добавляют пипеткой 0,8 мл (0,013 моля) 30%-ного аммиака. После этого колбу на асбестовой сетке нагревают горелкой до кипения, которое поддерживают в течение 40 мин, т. е. на протяжении іЦ:его времени поликонденсации (за начало конденсации принимаютЧіомєнт начала кипения). В процессе поликонденсации жидкость мутнеет и разделяется на два слоя. Сразу же по окончании конденсации отгоняют воду под вакуумом до 13 кПа (до 100 мм рт. ст.)\иа водяной бане, так чтобы температура смолы в колбе не опускалась ниже 50 °С. Отгонку прекращают по достижении температуры 80 °С. Продолжительность отгонки составляет около 45 мин.
Задание 1. Определить вязкость смолы (ГОСТ 10759—64).
2. Определить растворимость смолы.
3. Определить время желатинизации смолы (ГОСТ 10769—64).
4.10. Получение карбамидоформальдегидных олигомеров
В зависимости от условий реакции (рН среды, температуры, продолжительности реакции, мольного соотношения компонентов) при поликонденсации карбамида с формальдегидом образуются продукты различного строения. В нейтральной или слабощелочной среде (при рН = 7—8) образуются кристаллические моно- и диме-тилолмочевины
NH2-C- NH2 + CH2O-> NH2-C- NHCH2OH
Il Il
О О
и HOCH2NH — С — NHCHoOH
il
О
При дальнейшей поликонденсации и при удалении воды они превращаются в легкорастворимые высокомолекулярные соединения, которые при сшивании переходят в нерастворимое состояние.
При нагревании карбамида с формальдегидом в нейтральной или слабокислой среде (рН=5—7) происходит образование смоло-образных гидрофильных продуктов, которые после удаления воды также переходят в нерастворимое и неплавкое состояние. В сильнокислой среде (рН = 3) мочевина реагирует с формальдегидом с образованием моно- и диметилолмочевины. Таким образом, при взаимодействии карбамида с формальдегидом получается смесь продуктов типа полиметилол- и полиметиленмочевин линейного, циклолинейного и пространственного строения. В зависимости от условий реакции преобладает тот или другой тип соединений.
Работа 27. Поликонденсация карбамида с формальдегидом
Цель работы. Получение карбамидоформальдегидной смолы, определение ее «жизнеспособности» и времени отверждения.
Реактивы
Карбамид Формалин
Едкий натр, 2 н. раствор
твор
Универсальный индикатор Хлористый аммоний, 20%-ный рас-
Перекись водорода, 3%-ный рас-
твор
Оборудование
і OO мл Холодильник Либиха Термометр . . • .
Колба трехгорлая емк.
1 шт. 1 шт. 1 шт.
рН-метр ЛПУ-01 Часовое стекло Секундомер Водяная баня
1 шт. 1 шт.
Методика работы. В цруглодонную трехгорлую колбу емкостью 100 мл, снабженную холодильником и термометром, наливают 16,6 мл 36%-ного формалина, который нейтрализуют 2 н. раствором едкого натра до рН = 7,0, и добавляют 6,0 г карбамида. После полного растворения карбамида проверяют рН раствора (он должен составлять 7,0) и содержимое колбы нагревают на асбестовой сетке так, чтобы довести его до кипения в течение 10—15 мин. Момент достижения 700C принимают за начало первой стадии конденсации, которая при спокойном кипении раствора продолжается 30 мин. Перед окончанием этой стадии проверяют рН раствора, который должен равняться 6,2—6,4.
Полученная смола представляет собой 36%-ный водный раствор, который концентрируют под вакуумом [для получения 40%-ного раствора (клея) отгоняют 20 г воды, 60%-ного — 85 г]. Отгонку следует проводить под вакуумом при температуре не выше 60°С.
