Оценка полидисперсности полимера вискозиметрическим методом
Задание. Объясните влияние качества растворителя на вязкость раствора полимера и на измеряемую молекулярной массы полидисперсного полимера.
Цель работы: Определение средневязкостных молекулярных масс полистирола в хорошем и плохом растворителях оценка степени полидисперсности полимера.
Реактивы: раствор полистирола в толуоле с концентрацией 1 г/дл, толуол, этанол.
Приборы и посуда: термостат типа Т-16, вискозиметр Уббелоде, секундомер, резиновая груша, пипетка на 10мл, плоскодонная колба на 50мл.
Методика работы. В качестве хорошего растворителя используют толуол, плохим растворителем служит смесь толуола с этанолом, содержащая 25%(об.) этанола. Измерения выполняют при 25 с помощью капиллярного вискозиметра Уббелоде (см.работу №1). Сначала определяют характеристическую вязкость полистирола в хорошем растворителе, как описано в работе №1.
Для приготовления исходного раствора полистирола в плохом растворителе к 5мл раствора полистирола в толуоле (С = 1г/дл) добавляют 2,5мл толуола и 2,5мл этанола. Этанол добавляют небольшими порциями при перемешивании раствора, следя за тем, чтобы раствор оставался прозрачным. В результате получают 10мл раствора полистирола (С = 0,5г/дл) в смеси толуола и этанола. Для разбавления используют смесь толуола и этанола, которую предварительно готовят, смешивая 30,0мл толуола с 10,0 мл этанола. Определяют характеристическую вязкость полистирола в плохом растворителе. Форма записи результатов такая же, как в работе №1.
Обработка результатов. Строят графики зависимости приведенной вязкости от концентрации для растворов полистирола в хорошем и плохом растворителях. Экстраполяцией полученных зависимостей к нулевой концентрации находят значения характеристических вязкостей. По формуле рассчитывают молекулярные массы полистирола соответственно в хорошем и плохом растворителях. Для расчета используют константы К и а, приведенные в табл.1.
Таблица 1. Константы уравнения Марка-Куна-Хаувинка
Система полимер – растворитель | ![]() | а | Т, С |
полистирол –толуол | 1.18 | 0,72 | |
полистирол – толуол (75%) + этанол (25%) | 10,80 | 0,50 |
Рассчитывают отношение молекулярных масс полистирола в хорошем и плохом растворителях.
Форма записи результатов:
Система полимер - растворитель | ![]() | ![]() | ![]() |
Основная литература: 9 [110-111];
Контрольные вопросы
- Что такое полидисперсность?
- Каким образом делается усреднение молекулярных масс?
- Опишите вискозиметрический метод определения молекулярной массы.
- В чем суть оценки полидисперсности полимеров?
Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)
№ | Задания | Форма проведения | Методические рекомендации | Рекомендуемая литература |
Механизм радикальной полимеризации (этилена, стирола, винилхлорида, хлоропрена) | Реферат, схема реакции | Изучить закономерности радикальной полимеризации | Осн.1 [118-211]; 2 [117-166]; 4 [19-35] | |
Механизм катионной полимеризации (изобутилена, винилметилового эфира, стирола) | Написать элементарные стадии | Изучить закономерности ионной полимеризации | Осн.1[225-247]; 2 [165-233]; 4 [31-69] | |
Механизм анионной полимеризации (акрилонитрила, бутадиена, стирола) | Оформление в виде реферата | Рассмотреть особенности анионной полимеризации | Осн.1[225-247]; 2 [222 -233]; | |
Механизм ионно-координационной полимеризации (этилена, пропилена, изопрена, бутадиена) | Оформить в виде плаката | Изучить ионно-координационную полимеризацию | Осн.1[225-247]; 4 [47-54] | |
Механизм получения полиамидов, полиэфиров | Устный опрос | Изучить закономерности равновесной поликонденсации | Осн.1[256-273]; 4 [67-80]; 9 [29-36] | |
Механизм получения фенол-формальдегидных олигомеров | Тренинг | Ступенчатая полимеризация. Неравновесная поликонденсация. | Осн.1[256-273]; 4 [67-80]; 9 [29-36] | |
Механизм получения уретановых эластомеров | Реферат | Изучить миграционную полимеризацию | Осн.1[270-273]; 9 [29-31] | |
Внутримолекулярные превращения (полибутадиена, поливинилхлорида, полиакрилонитрила, поливинилового спирта, полиизопрена) | Примеры реакции. Опрос | Изучить химические реакции полимеров без изменения степени полимеризации | Осн.1[233-237,360-363]; 2 [378-394]; 9 [51-58] | |
Модификация полибутадиена различными модификаторами | Реферат | Изучить химическую модификацию полимеров | Осн.1[360-363]; 2 [378-394]; 9 [51-60, 67-72] | |
Механизм окислительной деструкции (полипропилена, полиэтилена, полибутадиена, полиизопрена) | Примеры реакции. Схема элементарных стадии | Изучить химическую модификацию с уменьшением степени полимеризации | Осн.1[345-360]; | |
Механизм термической деструкции (деполимеризации) полиметил-метакрилата | Примеры реакции. Опрос | Изучить особенности деполимеризации | Осн.1[340-362]; 9 [ 67-72] | |
Механизм термической деструкции (поливинилхлорида, полиамидов) | Примеры реакции. Схема элементарных стадии | Изучить химическую модификацию с уменьшением степени полимеризации | Осн.1[340-362]; 9 [ 67-72] | |
Механизм радиационной деструкции полиэтилена | Реферат | Изучить особенности радиационной деструкции | Осн.1[340-362]; 4 [242-249] | |
Механизм химической деструкции полимеров | Схемы реакции алкаголиза, амонолиза , ацитолиза и.т.д. полимеров | Изучить закономерности деструкции по закону случая | Осн.1[346-355]; 4 [276-293] | |
Механизм стабилизации полимеров | Реферат | Особенности применение антиоксидантов, антирадов и.т.д. | Осн.1[346-355]; 4 [257-276] |
Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)
№ | Задания | Методические рекомендации | Рекомендуемая литература |
Методы определения молекулярной массы полимеров | Прочитать определение молекулярной массы полимеров различными методами. | Осн.6 [400-413]; 2 [34-40]; 9 [92-98] | |
Методы определения молекулярно-массового распределения полимеров | Нарисовать ММР полимеров расписать, каким образом можно получить ММР. | Осн.6 [415-420]; 2 [34-40]; 9 [92-98] | |
Структура макромолекул. Конфигурация и конформация | Написать схему конфигурации и конформационных превращении полимеров. | Осн.6 [54-73]; 2 [48-74]; 1 [48-72] | |
Радикальная полимеризация. Основные стадии. Методы инициирования радикальной полимеризации | Написать схему радикальной полимеризации ММА и СТ в присутствии ДАК. | Осн.1 [183-211] 2 [117-166]; 4 [19-35]; 6 [7-115]; 7 [61-80] | |
Сополимеризация. Состав сополимеров | Вывести уравнение Майо-Льюиса. Построить различные типы кривых состава | Осн.1 [288-320]; 2 [169-185,264-281] | |
Отличительные особенности ионной полимеризации. Катионная и анионная полимеризация | Привести сравнительные характеристики радикальной и ионной полимеризации на конкретных примерах. | Осн.1 [225-297]; 2 [185-233]; 4 [31-67] | |
Ионно-координационная полимеризация. Механизм. Стереоспецифические катализаторы | Написать ИКП бутадиена н катализаторе Циглера-Натта. | Осн.1 [225-247]; 4 [47-54] | |
Ступенчатые методы синтеза полимеров. Поликонденсация. Закономерности ступенчатых методов синтеза полимеров | На примере синтеза полимеров доказать разницу между полимеризацией и поликонденсации. | Осн.1 [256-273]; 4 [67-86]; 9 [29-36] | |
Химические превращения полимеров. Особенности. Полимераналогичные превращения. Реакции сшивания и деструкции | На примере низкомолекулярных соединений показать разность в реакциях. Привести примеры реакции. | Осн.1 [333-337]; 4 [215-230]; 9 [51-58] | |
Гибкость полимеров. Термодинамическая и кинетическая гибкость | На примере различных полимеров дать характеристику гибкости их цепей. | Осн.1 [48-72]; 2 [48-74]; 3 [91-99]; 45 [420-422]; 6 [54-74] | |
Надмолекулярная структура аморфных и кристаллических полимеров | Нарисовать различные надмолекулярные формы полимеров. | Осн.6 [83-101]; 2 [144-158]; 2 [464-502]; 9 [167-190] | |
Фазовые и физические состояния полимеров. Термомеханические методы исследования полимеров | Прочитать соответствующие разделы учебников. Нарисовать термомеханические кривые различных полимеров | Осн.4 [91-171]; 6 [101-180]; 9 [139-159] | |
Стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее состояние | Рассмотреть особенности различных деформационных свойств полимеров. Изучить природу вынужденный эластичности, хрупкости полимеров. | Осн.4 [142-156]; 6 [208-226]; 9 [739-159] | |
Релаксационные процессы в полимерах. Релаксация напряжения. Ползучесть | Нарисовать кривую напряжение - деформация. Объеснить суть образования петли гистерезиса. | Осн.4 [142-156]; 6 [208-226]; 6 [141-149]; 9 [239-159] | |
Особенности растворов полимеров. Гидродинамические свойства разбавленных растворов. | Рассмотреть процессы набухания и растворения. Рассказать суть гидродинамических свойств растворимых полимеров. | Осн.1[95-122]; 2[112-116]; 6[265-278, 370-378]; 9[80-103] |