Практикум по химической технологии - Тихвинская М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Пример расчета. Состав реакционной смеси 1,4 моль глицерина и 1,4 моль фталевого ангидрида. Рассчитайте КЧтеор, массу выделившейся воды т(Н|о) и выход глифталевой смолы п (%), если
КЧпр = 120 мг и mnp = 301,6 г.
P е ш е н и е. тх = 1,4 • 92 + 1,4 • 148 = 336 (г)
КЧ„0Р = ^56'11^00°-1-4 = 466,2 (мг)
/ЯШ.О)= (l ¦ 18 - 1.4 = 18,9 (г)
ттеор — 336 —' 18,9 = 317,1 (г) = 301^6 § 100 _ Q5O7
° 317,1
РАБОТА 40 ПОЛУЧЕНИЕ ТИОКОЛЬНОГО КАУЧУКА
Синтетические каучуки (CK) — высокомолекулярные соединения, которые, подобно натуральному каучуку, могут быть переработаны в резину. Все синтетические каучуки делятся на две группы:
1. Каучуки общего или универсального назначения, используемые для изготовления шин и резиновых изделий.
2. Каучуки специального назначения, используемые для изготовления резиновых изделий морозо-, тепло-, масло- и газостойких, устойчивых к агрессивным химическим средам (кислотам, щелочам и т. д.).
К каучукам общего назначения относят бутадиеновый каучук (СКВ), бутадиен-стирольный (СКС), изопреновый (СКИ), дивиниль-ный стереорегулярный (СКД). Ко второй группе каучуков относят силиконовый, хлоропреновый (наирит), бутадиен-нитрильный (CKH) и полисульфидные1 каучуки-тиоколы. Эти каучуки являются продуктом поликонденсации алифатических дигалогенпроизвод-
ных (например, дихлорэтана) с сульфидами и полисульфидами натрия:
п ClCH1 — CH2Cl + п Na2S4 [—CH2 — CH2 — S4-Jn +
+ 2nNaCl
Полученные таким способом тиоколы обладают высокой стойкостью к действию органических растворителей, озона, кислорода, газонепроницаемостью и исключительной бензо- и маслостой-костью. Это качество особенно ценно, так как позволяет изготовлять из этих каучуков шланги, прокладки и обкладки для химических аппаратов. Тиоколы вулканизируются в присутствии оксидов металлов.
В промышленности поликонденсация протекает в водной среде
в присутствии диспергатора и эмульгатора, что позволяет хорошо регулировать температуру процесса и обеспечивает однородность продукта. В качестве диспергаторов применяют чаще всего оксид или гидроксид магния. В качестве эмульгаторов используют, например, мыла, кислоты, канифоли.
Цель работы. Получить тиокольный каучук эмульсионной поликонденсацией и рассчитать выход продукта на дихлорэтан.
Реактивы: сера (х. ч.), гидроксид натрия (та.), оксид магния, 1,2-дихлор-, этан, этанол.
Оборудование: фарфоровый стакан вместимостью 150 мл, стеклянная палочка, воронка для фильтрования, прибор для синтеза (рис. 39), фарфоровая чашка.
Порядок выполнения работы. Приготовление раствора тетрасульфида натрия. Тетрасульфид натрия образуется при нагревании чистой серы с концентрированным раствором едкого натра:
Рис. 39. Прибор для синтеза тиоколь-иого каучука:
I — трехгорлая колба; 3 — капельная воронка; S — термометр; 4 — обратный холодильник; В — мотор; 6 — водяная баня; 7 — мешалка.
6NaOH + 10S-v 2Na8S4 +¦ + Na2S2O8 + 3H2O
К 15,5 г гидроксида натрия в фарфоровом стакане приливают 50 мл теплой воды и нагревают раствор до кипения. Затем медленно небольшими порциями присыпают 22 г чистой порошкообразной серы и полученную смесь вновь нагревают до кипения при постоянном помешивании стеклянной палочкой. Нагревание следует вести на асбестовой сетке, избегая слишком бурного кипения рост' вора/ Как только вся сера растворится, нагревание прекращают и полученный бурый раствор тетрасульфида натрия фильтруют через воронку с ватой.
Получение тиокольного каучука. Поликонденсацию полисульфида натрия^с дихлорэтаном проводят при температуре 343 К в присутствии оксида магния. В реакционную колбу помещают отфильтрованный раствор тетрасульфида натрия, нагревают при помешивании до температуры конденсации и вводят 0,7 г растертого в порошок оксида магния. Затем при энергичном перемешивании медленно, в течение 20—30 мин по каплям прибавляют 10 мл 1,2-дихлорэтана с 3 мл 95%-ного этанола. (При быстром вливании спиртового раствора 1,2-дихлорэтана происходит образование тиокола на дне колбы в виде толстой пленки.)
Уже при добавлении первых капель дихлорэтана наблюдается образование синтетического каучука в виде маленьких лепешек. После прибавления всего дихлорэтана размешивание продолжают еще в течение 10-45 мин при той же температуре. Затем содержимое колбы выливают в фарфоровый стакан или чашку, раствор сливают, а оставшийся на дне каучук промывают вначале холодной, а затем теплой водой. Полученный полисульфидный каучук отжимают между листами фильтровальной бумаги, взвешивают и определяют выход в расчете на дихлорэтан.
Оформление результатов работы. Кратко изложите теорию синтеза, зарисуйте установку для получения тиокольного каучука. Оформите результаты опыта в виде таблицы и рассчитайте выход полимера на дихлорэтан:
Взято
Получено
дихлорэтана (мл)
серы (г)
гидроксида натрия (г)
спирта (мл)
оксида магния (г)
тиокольного каучука (г. %)
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ СТИРОЛА
Полистирол — термопластичный полимер, преимущественно линейного строения, один из наиболее широко применяемых полимеров. Его получают в промышленности радикальной полимеризацией стирола в массе по непрерывной схеме и в суспензии по периодической, в небольшом количестве — в эмульсии: п CH8 = CH ->[—CH8 — CH —]„
