Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Приборы и посуда: пробирка с тубусом емкостью 250 см3, мешалка с гидрозатвором, холодильник шариковый, стакан емкостью 100 см3, стеклянная баня на 1000 см3, электрическая плитка, сушильный шкаф, воронка Бюхнера с колбой Бунзена, коническая колба с пришлифованной пробкой емкостью 500 см3 (3 шт.), шпатель, часовое стекло.
Порядок работы: 1) проведение суспензионной полимеризации метилметакрилата; 2) определение содержания остаточного мономера в полимере иодометрическим методом.
Методика работы. Собирают установку в соответствии с рис. 1.3. В пробирку с тубусом загружают 0,4 г ПВС и 60 см3 дистиллированной воды. Пробирку помещают в водяную баню с температурой 70 °С и перемешивают до полного растворения ПВС. В стакан емкостью 100 см3 вводят 10 г метилметакрилата и навеску инициатора 0,15 г. Затем в пробирку с тубусом загружают раствор инициатора в мономере, включают механическую мешалку, регулируя ее скорость так, чтобы капли мономера равномерно распределялись по всему объему реакционной смеси. После этого температуру водяной бани повышают
Рис. 1.3. Прибор для суспензионной полимеризации
до 80±3°С и проводят полимеризацию в течение 1,5 ч. После окончания полимеризации пробирки с суспензией охлаждают при перемешивании до комнатной температуры, включают мешалку и разбирают установку. Полимер отделяют от маточного раствора на воронке Бюхнера, многократно промывают водой и высушивают при 50—60 °С.
Далее определяют содержание остаточного мономера в полимере. Для этого в две конические колбы с пришлифованными пробками помещают навески полимера (1—2 г), взвешенные на аналитических весах, и добавляют 20 см3 тетрахлорида углерода (или хлороформа). В третьей конической колбе проводят контрольный опыт (без навески полимера). После растворения навесок полимера во все колбы добавляют по 50 см3 бромидброматного раствора (1,666 KBrO3 и 5,939 KBr в 1000 см3 воды) и по 10 см3 концентрированной соляной кислоты, закрывают колбы пришлифованными пробками, осторожно взбалтывают и оставляют на 20 мин на рассеянном свету. Затем в каждую колбу быстро приливают по 10 см3 10%-го раствора KI, колбы встряхивают и добавляют 150 см3 дистиллированной воды. Выделившийся иод оттитровывают 0,1 н. раствором Na2S2C>3 до обесцвечивания (в конце титрования добавляют несколько капель раствора крахмала). Содержание метилметакрилата х в полимере [в % (масс.)] определяют по формуле
_ (а — гу)/С0т0079-100-100 Х~~ 159,9
где а и b объем 1 н. раствора Na2S203, израсходованного на титрование контрольной и анализируемой проб соответственно, мл; К — поправка к титру 0,1 н. тиосульфата натрия; 0,0079 — количество брома, соответствующее 1 см3 0,1 н. раствора Na2S203; 159,9 — теоретическое бромное число; g — навеска полимера, г.
Задание. Написать схемы реакций всех элементарных стадий процесса полимеризации метилметакрилата, инициируемого пероксидом бензоила, и оценить выход полимера.
Работа 1.8. Полимеризация стирола в эмульсии
Цель работы: провести эмульсионную полимеризацию стирола в присутствии персульфата аммония и оценить изменение выхода полимера во времени.
Реактивы: стирол, персульфат аммония, вода дистиллированная, соляная кислота (р—1,19 г/см'), реактив Кауфмана, Na2S2Oa.
Приборы и not:ijthi: колба трехгорлая круглодонная емкостью 250 см3, мешалка с затвором, шариковый холодильник, коническая колба с пришлифованной пробкой емкостью 500 cmj, пипетка на 5 см\ термостат, колба Бунзе-па и воронка Бюхнера, термошкаф, мерный цилиндр на 25 см3, бюретка.
Порядок работы: 1) проведение эмульсионной полимеризации стирола; 2) определение содержания свободного мономера в пробах реакционной смеси по методу Кауфмана.
Методика работы. В трехгорлую колбу (см. рис. 1.1) помещают 100 см3 дистиллированной воды, растворяют в ней 0,7 г персульфата аммония и добавляют 30 г стирола. Включают мешалку, пропускают охлаждающую воду через обратный холодильник и нагревают колбу на водяной бане до 70°С. Через каждый час отбирают пипеткой пробу реакционной массы для анализа содержания стирола и повышают температуру бани до 80°С. Реакцию проводят в течение 5—6 ч, отбирая через каждый час пробы для анализа объемом 2 см3. По окончании реакции в колбу добавляют 10 см3 концентрированной соляной кислоты и при нагревании и перемешивании проводят коагуляцию полимера. Полученный полистирол отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод и сушат до постоянной массы в вакуум-сушильном шкафу при 60—650C
Содержание стирола определяют с помощью реактива Кауфмана. Для приготовления реактива Кауфмана в 1000 см3 метилового спирта растворяют 130 г бромида калия. Раствор отфильтровывают и добавляют в него 5,1 см3 брома, после чего выдерживают в течение 14—15 сут. В две конические колбы помещают по 2 см3 пробы эмульсии, приливают из бюретки по 50 см3 реактива Кауфмана, взбалтывают и оставляют в течение 10—15 мин. После этого в каждую колбу из мерного цилиндра прибавляют 20 см3 10%-го раствора KI, разбавляют равным количеством воды, перемешивают и через 15 мин от-титровывают выделившийся иод 0,1 н. раствором Na2S2O3. Параллельно ставят контрольный опыт (без пробы). Содержание стирола [в % (масс.)] рассчитывают по формуле
