Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
Реактивы
Метилметакрилат Перекись бензоила Диоксан Ацетон
Оборудование
Колбы круглодонные . . Холодильники шариковые Стакан емк. 100 см3 . . Фарфоровые чашки . .
4 шт. 4 шт. 1 шт. 4 шт.
Хлористый метилен Бензол
Петролейный эфир
Вискозиметр (d—0,56 мм) . 1 шт..
Секундомер.......1 шт.
Термостат.......1 шт.
В стакане емкостью 100 см3 растворяют 0,4 г перекиси бензоила в 40 г метилметакрилата. В четыре круглодонные колбы помещают по 10 г мономера и по 40 г растворителя (диоксан, ацетон, хлористый метилен, бензол). Колбы соединяют с обратными холодильниками и помещают в термостат при 70 °С. Реакцию ведут в течение 3 ч. По окончании реакции колбы охлаждают и добавляют осади-тель — петролейный эфир (при осаждении из бензола и хлористого метилена) или воду (при осаждении из диоксана и ацетона). Все работы проводить под тягой. Полученные полимеры выпадают в осадок. Маточный раствор сливают, а полимеры количественно переносят в фарфоровые чашки и сушат до постоянной массы.
Вискозиметрические измерения (см. с. 174) проводят в растворе хлороформа. Значения молекулярной массы полимера определяют по формуле [r\]=kMa. Значения km и а для полиметилметакрилата в хлороформе равны — km-104 = 0,63; а=0,8.
Задание. 1. Определить выход полимера во всех четырех опытах.
2. Провести вискозиметрические измерения всех образцов; определить значения [т|].
Работа 7. Изучение кинетики эмульсионной полимеризации стирола
Цель работы. Определение размера и числа частиц латекса при эмульсионной полимеризации.
Пипетки на 15 мл и 10 мл . 2 шт. Обратный холодильник . . 1 шт. Стаканы емк. 50 мл ... 2 шт. Бюретка на 10 мл . . . . 1 шт.
Методика работы. В трехгорлую колбу емкостью 100 мл наливают 36 мл воды и 18 мл стирола. Смесь перемешивают и нагревают в термостате до 65±1°С. Затем в колбу добавляют 0,3 г инициатора — персульфата калия и 10 мл 14,6%-ного водного раствора эмульгатора MK. Момент ввода в реакционную колбу раствора инициатора принимают за начало реакции. Через каждые 15 мин отбирают пипеткой три пробы, объемом 15 мл каждая. В специальный стаканчик выливают 10 мл пробы и ставят его на подвижный столик, укрепленный под рычагом торзионыых весов. На рычаг, снабженный крючком, подвешивают дополнительный груз (250 мг) и кольцо. Сначала кольцо погружают в эмульсию, затем, опустив столик на несколько рисок (число рисок во всех опытах должно быть одинаковым), добиваются такого положения кольца, при котором кольцо покоилось бы на поверхности жидкости (но не отрывалось от нее). Отрыв кольца осуществляют закручиванием пружин. Пружина, закручиваясь, вращает укрепленную на ее конце стрелку, которая в момент отрыва кольца показывает значение поверхностного натяжения. Момент отрыва кольца фиксируется по возвращению нижней указательной стрелки в нулевое положение. Измерения повторяют до полной воспроизводимости результатов. Затем в стакан при перемешивании добавляют 0,1 мл 14,6 % -ного раствора эмульгатора MK и через 1—2 мин измеряют
Реактивы Стирол
Персульфат калия
Эмульгатор MK (натриевые соли сульфокислот жирного ряда с молекулярной массой 314)
Квасцы алюмоаммонийные, насыщенный раствор
Оборудование
Весы торзионные с подвижным столиком и кольцом 1 шт. Термостат.......1 шт.
Колба трехгорлая емк.
100 мл.....
Мешалка о затвором
1 шт. 1 шт.
Таблица 1.8
Количество добавленного мыла, мл
Поверхностное натяжение, мг
1-я проба
2-я проба
3-я проба
1-я проба
2-я проба
3-я проба
поверхностное натяжение. Титрование продолжают до тех пор, пока поверхностное натяжение не перестанет изменяться. Аналогично поступают с другими пробами. Полученные данные сводят в табл. 1.8.
По данным таблицы строят графики зависимости поверхностного натяжения от количества добавленного мыла (для трех проб). Точка перегиба на прямой (рис. 1.2) является критической концентрацией мицеллооб-разования (KKM). К оставшимся 5 мл пробы добавляют при перемешивании 0,5 мл насыщенного раствора алюмоаммонийных квасцов. Выпавший осадок полимера отфильтровывают и высушивают до постоянной массы. При расчете выхода полимера следует учитывать массу алюминиевого мыла, осаждающегося вместе с полимером.
Результаты опыта вносят в табл. 1.9.
Таблица 1.9
Количество мыла
Рис. 1.2. График зависимости поверхностного натяжения от количества добавленного мыла.
Количество мыла, содержащегося в пробе
(10 мл), г
Количество мыла, израсходованного
на титрование (на адсорбцию), г
Количество адсорбированного мыла, г
Количество полимера в пробе (10 мл), г
Количество мыла, адсорбированного 1 г полимера, г
т, моли
Далее рассчитывают диаметр частиц латекса dv и число частиц латекса п в определенном объеме реакционной среды (100 мл). Объем 1 г твердого вещества равен F= 1024A/pn (где рп — плотность; для полистирола рп = 1,071). Тогда
1024A 9
Поверхность Sq некоторой частицы сферической формы равна S0 = KdI, или 50 = 6 V/dv (где V — объем этой частицы, a dv — диаметр частицы).
