Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
л. МИМ
4000 3000 2000 1500 1000 900 800 70Ov1cm'
Л, мни
Рис. 12.4. ИК-спектры полиэтиленов:
а — полиэтилен высокого давления (пленка получена горячим прессованием, d=0,Q25 мм); б — полиэтилен, полученный в присутствии катализатора Циглера (пленка получена горячим прессованием, d=0,5 мм).
30 МПа (300 кгс/см2). Для получения образца определенной толщины в пресс-форму вкладывают ограничитель соответствующей толщийы с круглыми ячейками. Навеску образца полиэтилена G рассчитывают по формуле
G = nr26p (12.3)
где г —радиус ячейки, см; б — толщина образца, см; р — плотность полиэтилена,
г/см3.
2. В качестве аналитической полосы для проведения количественного анализа используют полосу при 1720 см-1 (6,82 мкм), соответствующую 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 описан в работе 60 (пункты 1, 2, 5).
3. Определяют значение оптической плотности в максимуме полосы поглощения при 1720 см-1 методом базовой линии.
На рис. 12.5 представлен пример обработки спектрограммы для количественного анализа. Базовой линией называют касательную к минимумам измеряемой полосы поглощения. Так, для полосы А процент пропускания может быть рассчитан по формуле ТА= (Ia1IIo)' 100 [или= (Ta1IT0) • 100, так как Za1A = = ТaJTo\, а для расчета оптической плотности необходимо воспользоваться выражением DA = lg(Io/lA)-
4. По вычисленному значению оптической плотности определяют содержание карбонильных групп (Мсо) в полиэтилене, пользуясь расчетной формулой:
МСо = К (12-4)
Волнодое число
Рис. 12.5. Пример обработки спектрограммы по методу базовой линии.
где /(=0,0433 — постоянный коэффициент; D1720— оптическая плотность образца в максимуме аналитической полосы; б — толщина образца, см.
Пример расчета:
Ig -==0,146
* 40,2
0,196
^CO = 0,0433- •^- =0,18%
Задание. 1. По ИК-спектрам двух исследуемых образцов полиэтилена рассчитать количество карбонильных групп.
2. По полученным результатам объяснить различие в строении окисленного .и !неокисленного полиэтилена.
Работа 62. Определение состава сополимера этилена с пропиленом методом И К-спектроскопии
Для определения содержания пропилена в сополимере в качестве аналитической можно использовать полосу 1380 см-1 И Коспектр а (рис. 12.6), характеризующую симметричное деформаци-
онное колебание групп* CH3, входящих в состав только пропиле-нового звена. Так как интенсивность указанной полосы очень высока, лучше исследовать раствор сополимера. Получают раствор кипячением образца в CCl4.
Аналитической может служить также полоса 1150 см-1, обусловленная присутствием звеньев —CH2—CH—. Интенсивность
CH3
этой полосы умеренная, и поэтому для исследования используют образец в виде пленки. Ее получают горячим прессованием. Для
V ,см'1
4000 3000 2000 1500 1000 BOO 800 700
Л, ми и
Рис. 12.6. ИК-спектр сополимера этилена с пропиленом (20:80). Призма
из NaCl.
того чтобы исключить измерение толщины образца, пользуются отношением интенсивностей полос поглощения 1150 и 730— 720 см-1 (характеризующих маятниковые колебания последовательно соединенных трех и пяти метиленовых групп).
Цель работы. Проведение количественного анализа сополимера этилена с пропиленом.
Образцы и реактивы Пленка полистирола
Атактический полипропилен, раствор в CCl4, іконц. 1 г/л (по заданию)
Оборудование
Двухлучевой спектрофотометр Кюветы разборные, 2 шт. Держатели
Сополимер этилена с пропиленом, раствор в CCl4, конц. 5 г/л (по заданию)
Углерод четыреххлористый, х. ч.
Прокладки Пипетки
Методика работы. Снимают спектр раствора атактичесного по-
липропилена в CCl4 (конц. 1 г/л) в области 1200—1500 см
-і
(8,35—6,65 мкм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 0,4 см; используют призму из NaCl. Порядок снятия спектра описан в работе 60 (пункты 1, 2, 4). Оптическую плотность раствора измеряют в максимуме полосы поглощения 1380 см-1 по методу базовой линии (см. рис. 12.5). Величину коэффициента поглощения полипропилена К рассчитывают по формуле
K = (12.5)
cd
где с — концентрация полипропилена в растворе, г/л; d — толщина поглощающего слоя, см.
Аналогичным способом снимают спектр раствора сополимера этилена с пропиленом в CCl4 (конц. 5 г/л). Измеряют оптическую плотность раствора при 1380 см-1 в кювете с толщиной поглощающего влоя 0,2 см и рассчитывают содержание полипропилена X (масс. %) по формуле
X = -5l?<L .100 (12.6)
Kc d
где с — концентрация сополимера в растворе, г/л; К — коэффициент поглощения полипропилена; d — толщина поглощающего слоя, см.
Задание. По ИК-спектру исследуемого образца сополимера \этилена с пропиленом рассчитать состав сополимера.
X1
ч
'литература
1. Аналитическая химия полимеров. Под ред. Г. Клайна. Пер. с англ. т. 2. M., *Мир». См. с. 244—283.
2. Эллиот А. Инфракрасные спектры и структура полимеров. M., ,«Мир», 1972. /159 с.
