Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
На основании полученных данных строят график зависимости IgVg- от 1000/7" и по характерным переломам на кривой определяют температуры фазовых переходов полимера.
Задание. Проанализировать зависимость (Vg)nM от температуры и объяснить наблюдаемые изменения. Оценить соответствие найденных значений температурных переходов их справочным значениям.
Работа 17.2. Определение степени кристалличности полиэтилена
Цель работы: определить абсолютный удельный удерживаемый объем сорбата полимером при различных температурах и определить степень кристалличности полиэтилена.
Образцы и реактивы: полиэтилен низкого давления (порошок с размером частиц 80—100 мкм), гептан.
Приборы и принадлежности аналогичны указанным в работе 17.1.
Методика работы аналогична описанной в работе 17.1. Одну хроматографическую колонку заполняют стеклянными шариками и полимером, а вторую — только шариками и определяют время удерживания гептана в обеих колонках при температурах от 100 до 1600C через каждые 5 °С.
Обработка результатов аналогична описанной в рабою 17.1. На основании полученных времен удерживания рассчитывают объем удерживания для полиэтилена и строят зависимость Ig Vg от 1/7, на основании которой определяют температуру плавления полиэтилена и его степень кристалличности по уравнению (17.5).
Задание. Проанализировать и объяснить ход зависимости Ig Vg от ЦТ.
Работа 17.3. Определение молекулярной массы полиэтиленгликоля
Цель работы: определить абсолютный удерживаемый объем сорбата полиэтиленгликолем и рассчитать среднечисловую молекулярную массу олигомера.
Образцы и реактивы: полиэтиленгликоль марки ПЭГ-500 и неизвестной молекулярной массы, ацетон, w-гептан, я-декан.
Приборы и принадлежности: хроматограф ЛХМ-80, хроматографическая колонка длиной 2 м (3 шт.), стеклянные шарики диаметром 0,5—2,0 мм, микрошприц, трехгорлая колба емкостью 300 см3, прямой холодильник, магнитная мешалка с обогревом, сборник на 100 см3, мерный цилиндр на 20 см , секундомер, весы, пузырьковый расходомер, вакуумный шланг с. внутренним диаметром 2 мм, воронка, вакуумный насос, термометр, чашка Петри.
Методика работы. Полиэтиленгликоль наносят тонким слоеу на стеклянные шарики. Для этого навеску 0,6 г полиэтиленгликоля с известной молекулярной массой растворяют в 100 см? ацетона в трехгорлой плоскодонной колбе. Затем в колбу помещают 14 см3 предварительно взвешенных на аналитических весах стеклянных шариков. Колбу устанавливают на магнитную мешалку, присоединяют прямой холодильник с приемником и термометр. Содержимое колбы при перемешивании нагревают на магнитной мешалке и тщательно отгоняют ацетон, не допуская повышения температуры выше 60 °С. Далее выгружают шарики в чашку Петри и сушат их при 800C в термо-
Таблица 17.2. Форма записи результатов
Сорбат
"Л- с
"Л-с
(Vg)B. CNtVr
(V^)1. j, см /г
Сорбат
('г)ст' с
</г)пм' С
(VnM- см3/г
Xl2
шкафу в течение 30 мин. Затем шарики, покрытые полиэтилен-гликолем, взвешивают с точностью до четвертого знака после запятой и определяют массу нанесенного на шарики полиэтилен-гликоля. После этого шарики загружают в колонку, как описано в работе 17.1. Аналогичным образом заполняют вторую колонку шариками, покрытыми полиэтиленгликолем с неизвестной молекулярной массой. Третью колонку наполняют предварительно взвешенными 14 см3 стеклянных шариков без полимера. Затем определяют время удерживания для гептана и декана во всех трех колонках при 50 °С по методике, описанной в работе 17.1. Полученные результаты вносят в табл. 17.2.
Обработка результатов. На основании полученных данных рассчитывают Vg для полиэтиленгликоля с известной и неизвестной молекулярной массой для всех сорбатов по методике, описанной в работе 17.1. Затем рассчитывают молекулярную массу полиэтиленгликоля по уравнению (17.16).
Задание. Проанализировать полученные данные и объяснить влияние молекулярной массы полимера на сорбируемость различных растворителей.
Работа 17.4. Определение термодинамических параметров взаимодействия полимера с растворителем
Цель работы: определить удельные удерживаемые объемы различных сорбатов полистиролом и параметр термодинамического взаимодействия полистирола с сорбатами.
Образцы и реактивы: полистирол (порошок с диаметром частиц 30—-50 мкм), толуол, гептан, хлороформ.
Приборы и принадлежности аналогичны указанным в работе 17.1.
Методика работы. Заполняют одну колонку стеклянными шариками с полистиролом, вторую — только шариками и определяют время удерживания толуола, гептана и хлороформа в колонках при 150 °С по методике, описанной в работе 17.1. Полученные результаты вносят в табл. 17.3.
Обработка результатов. На основании полученных данных рассчитывают абсолютный удельный удерживаемый объем сорбатов полимеров по методике, описанной в работе 17.1. Далее рассчитывают значение параметра термодинамического взаимодействия Флори—Хаггинса %і2 по уравнению (17.12), в ко-
тором R — универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Нм/ /(моль-К); V2 — удельный объем полистирола при температуре колонки, равный 9,6•1O-7 м3/г; Pi0—давление пара чистого сорбата, Н/м2; 1Л — мольный объем сорбата при температуре и давлении колонки, м3/(г-моль); Pi0 и V1 определяют по уравнению состояния реального газа; M2 — молекулярная масса полистирола; T — температура колонки; Bn — второй вириальный коэффициент сорбата; Sn = VKp[0,25—1,5 (Ткр/Т)2\ (для толуола при 403 К Bn = —9,9-Ю-4 м3, для л-гептана B11== —1,127-•Ю-4 м3, для хлороформа B11 = —8,5•1O-4 м3).
