Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
Задание. 1. Определить выход полимера.
2. Определить содержание гидроксильных (см. с. 69) и ацетальных групп.
3. Рассчитать массовый и мольный состав (см. с. 97) поливинилформаля.
Определение ацетальных групп
Метод основан на взаимодействии солянокислого гидроксиламина и ацеталей с последующим титрованием выделяющейся HCl щелочью. По количеству расходуемой щелочи рассчитывают содержание ацетальных групп или винилацеталь-:;ых звеньев:
л-
CH----+ NH2OH-HCl
— CH2 — HC
о
о
CH
R
->-----CH2-CH-CH2-CH-----h CH = NOH + HCl
I I I
OH OH R
Ход определения. Навеску (1,5—2,0 г) измельченного и высушенного поливинилацеталя, взвешенного с точностью до 0,0002 г, помещают в колбу, приливают 50 мл спирта и нагревают на водяной бане с обратным холодильником до растворения или сильного набухания полимера. Если анализируемый полимер не растворяется в спирте, то в качестве растворителя применяют водно-спиртовую смесь. Оптимальное соотношение спирта и воды в смеси подбирают опытным путем. Затем добавляют 25 мл 1 н. раствора (спиртового или водного) солянокислого гидроксиламина и смесь нагревают с обратным холодильником при легком кипении 1—1,5 ч. Для растворения осадка поливинилового спирта через верх холодильника в колбу наливают около 100 мл воды, содержимое колбы перемешивают и снова нагревают до растворения поливинилового спирта (10—15 мин). Раствор охлаждают и титруют щелочью (0,5 н. раствор) в присутствии 4—5 капель бромфенолового синего до перехода желтой окраски в серую. Параллельно ставят контрольный опыт.
Анализируют две навески. Из полученных результатов принимают среднее значение. Предварительно определяют кислотное число (см. с. 40) поливинилацеталя и вносят соответствующую поправку.
Содержание ацетальных групп х (в %) рассчитывают по формуле:
(V2-V1-V3) /7М00 х = -
ё
где Vi — объем 0,5 н. раствора NaOH, израсходованного на титрование контрольной пробы, мл; V2—объем 0,5 н. раствора NaOH, израсходованного на титрование анализируемой пробы, мл; V3— поправка на кислотность ацет^л^^іл; f — поправочный коэффициент 0,5 н. раствора NaOH; g — навеска ацеталя, г^д^-количество ацетальных групп, соответствующее 1 мл точно 0,5 н. раствора NaOH, г (/(=0,5 М/1000), где M — молекулярная масса ацетальной группы —О—CHR-О—).
Работа 35. Получение поливинилбутираля
Цель работы. Получение поливинилбутираля полимераналогич-ными превращениями поливинилового спирта в водяной среде и в бензоле.
Реактивы
Для водной среды Поливиниловый спирт Серная кислота (р= 1,84) Масляный альдегид Вода дистиллированная Хлорид бария, 10%-ный раствор
Оборудование
Трехгорлая колба емк.
250 мл........ 1 шт.
Обратный холодильник . . 1 шт.
Капельная воронка .... 1 шт.
Термометр....... 1 шт.
Для бензола Поливиниловый спирт Серная кислота (р= 1,84) Масляный ангидрид Бензол
Хлорид бария, 10%-ный раствор
Колба Бунзена.....1 шт.
Воронка Бюхнера .... 1 шт.
Чашка Петри......1 шт.
Баня со льдом Водяная баня
Методика работы. Для водной среды. В реакционную колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой с глицериновым затвором, наливают 100 г воды, нагревают ее до 70—8O0C и при перемешивании порциями (по мере растворения) добавляют поли-
виниловый спирт (10 г) в течение 40—50 мин. Затем реакционную смесь охлаждают до 40 °С, добавляют 6 г серной кислоты и при перемешивании через капельную воронку вводят 9,8 г масляного альдегида. Реакцию проводят при интенсивном перемешивании при 60 °С, по мере протекания ацетилирования поливинилбутираль выпадает на дно колбы. После охлаждения поливинилбутираль отфильтровывают на воронке Бюхнера и промывают теплой водой (400C) до отсутствия ионов SO|~ (проба с BaCl2). Полимер подсушивают на воздухе и затем сушат в вакуум-сушильном шкафу при 400C до постоянной массы.
Для бензола. В трехгорлую колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой с гидравлическим затвором, обратным холодильником и капельной воронкой, наливают 60 г бензола и 0,2 г серной кислоты. Смесь охлаждают в бане со льдом до температуры 3—50C и при перемешивании вводят частями поливиниловый спирт (10 г). Затем из капельной воронки добавляют 24 г масляного альдегида и продолжают перемешивание суспензии при 3—5 °С в течение 30 мин, после чего баню со льдом убирают и дают смеси постепенно нагреться до комнатной температуры; затем колбу медленно нагревают на водяной бане до температуры 70 °С. Реакцию продолжают в течение 3—4 ч до образования прозрачной массы. Для выделения полученного поливинилбутираля бензол отгоняют с водяным паром, а выпавший осадок поливинилбутираля промывают водой до отсутствия ионов SOl"" (проба с ВаСЬ). Полимер подсушивают на воздухе и затем сушат в вакуум-сушильном шкафу при 400C до постоянной массы.
Задание. 1. Определить выход полимера.
2. Определить содержание ацетальных и ацетатных групп (см. с. 92, 94) и рассчитать массовый и мольный состав поливинилбутираля (см. с. 97).
3. Определить растворимость поливинилбутираля (см. с. 93).
