Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
17..2.1. Пиролитическая ячейка
Пиролитическая ячейка (рис. 17.8), предназначенная для разложения высокомолекулярных соединений на более простые вещества, представляет собой трехгранную призму из нержавеющей стали /, внутри !которой находится нихромовая спираль 2. Витки спирали имеют неравномерный шаг намотки, что обеспечивает однородное температурное поле внутри спирали. Рабочий объем ячейки минимален. Через ячейку постоянно протекает ток газа-носителя, который уносит из нагретой зоны продукты разложения непосредст-
венно после пиролиза (вещества. Это предотвращает вторичные процессы, повышает воспроизводимость опытов.
Газ-носитель подводится в ячейку через отверстие в основании, он омывает спираль и выходит из ячейки через боковое отверстие в хроматографическую колонку.
Навеску полимера вносят в ячейку в кварцевой лодочке или на слюдяной пластинке при помощи пинцета через боковой штуцер 3, который герметично закрывается винтом-пробкой с прокладкой из силиконовой резины.
в ®
В колонну
Ai
У/,
f 5
8
Вбод образца
Газ-но-Л ситель
Рис. 17.8. Схема пиролитиче-ской ячейки:
/ — корпус ячейки; 2 — нихромовая спираль; 3 — отверстие для ввода образца; 4 — блок управления; 5 — изоляционный слой верхней крышки термостата.
Рис. 17.9. Принципиальная схема хроматографа:
1 — баллон с газом-носителем (гелием);
2 — баллон с водородом; 3 — баллон со сжатым воздухом; 4—пиролитиче-ская ячейка филаментного типа; 5 — камера ввода пробы; 6 — хроматогра-фическая колонка; 7 — детектор пламенно-ионизационный; 8 — электронный усилитель; 9 — потенциометр; 10 — блок
управления пиролитической ячейкой.
Устройство ячейки позволяет проводить разложение веществ в широком интервале температур — от 40 до 900 °С. С помощью реле времени 4 можно менять длительность процесса пиролиза от 2 до 30 с.
Контроль и управление процессом пиролиза осуществляются полупроводниковой автоматической системой. Для сокращения времени выхода пиролитической ячейки на заданный режим и получения более качественных пирограмм предусмотрен форсированный режим нагрева спирали, который осуществляется путем подачи на спираль ячейки более высокого напряжения в первые две секунды.
После разложения испытуемого образца кварцевую лодочку или слюдяную пластинку подвергают дополнительному отжигу для удаления следов исследуемого образца или заменяют новой лодочкой (пластинкой).
17.2.2. Подготовка хроматографа к работе
Принципиальная схема хроматографа (рис. 17.9) проста, а конструктивная последовательность отдельных узлов такова, что в схему дополнительно можно вводить устройства и приспобле-
ния (типа охлаждающих ловушек, пиролитических камер и т. п.), расширяющие возможности прибора.
Хроматограф состоит из последовательно соединенных осушительной системы, пиролитической ячейки 4, вмонтированной в корпус термостата хроматографа, испарительной камеры ввода пробы 5, хроматографической колонки 6, установленной в термостате, детектора 7. Детектирующее устройство работает по принципу ионизации органических молекул в водородном пламени и носит название пламенно-ионизационного детектора (ПИД). Пламя создается при равномерном горении смеси водорода и воздуха, подаваемой из баллонов 2 и 3 « форсунке в требуемом соотношении, которое регулируется расходомерами по показаниям манометров. Водородно-воздушная смесь поджигается высокочастотным электрическим разрядом.
Термостат обеспечивает постоянство температуры в интервале от 30 до 300±0,2°С. Хроматографические колонки применяют загрузочные (с внутренним диаметром 6 мм) и капиллярные (внутренний диаметр 0,2 мм) в соответствии с требованиями анализа, но всегда следует помнить, что количество пробы, вводимой в колонку, не должно превышать рекомендуемого инструкцией или методикой, чтобы не допустить перегруженности колонки. С этой же целью очистку внутренних стенок пиролитической ячейки растворителями производят при отключенной подаче газа-носителя. И лишь после улетучивания паров растворителя ячейку закрывают, нагревают и систему продувают инертным газом.
Для успешного проведения анализа перед работой на приборе проверяют герметичность всех соединений, исправность манометров в системе газораспределения и только после этого включают прибор согласно прилагаемой к прибору инструкции (или в присутствии преподавателя).
Работа 78. Определение состава сополимера методом пиролитической газовой хроматографии
Цель работы. Показать возможность определения состава сополимера по продуктам пиролиза механических смесей гомополи-меров, при которых пирограммы сополимера и механических смесей гомополимеров идентичны.
Образцы и реактивы
Сополимер стирола и метилмет- Механические смеси полистирола
акрилата
и полиметилметакрилата (с содержанием полистирола 80, 50, 20%)
Оборудование
Газовый хроматограф с пламенно-
Кварцевые лодочки, 4 шт. Слюдяные пластинки, 4 шт. Пинцет
ионизационным детектором и
пиролитической ячейкой Аналитические весы
