РОЗДІЛ 2
ОБўЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Вихідні речовини та методи їх очистки
Досліджувані мономери представлені в табл. 2.1.
Таблиця 2.1.
Фізико-хімічні властивості вихідних мономерів
Назва
Формула
Фізичні властивості
Очистка
1. 2-Оксиетилен-метакрилат (ОЕМА)
М = 130,
r = 1080 кг/м-3
nd20 = 1,4519
Перегонка в ваку-умі (залишковий тиск
13 НЧм-2,
Ткип. = 351 К.
(ТУ6-01-2-217-74)
2. Гліцидилмет-акрилат (ГМА)
М = 142,
r = 1082 кг/м-3
nd20 = 1,4462
Перегонка в ваку-умі (залишковий тиск
52 НЧм-2,
Ткип. = 342...343 К.
3. Метилмет-акрилат
(ММА)
М =100,
r = 936 кг/м-3
nd20 = 1,4150
Промивання 5%-ним Na2CO3, сушка Na2SO4, цеолітом NaO. Двофазова перегонка
(ялинковий дефлегматор, висота 0,6 м; інгібітор-гідрохінон)
4. Метилакрилат (МА)
М = 86,
r = 956 кг/м-3
nd20 = 1,4040
Промивання 5%-ним Na2CO3, сушка Na2SO4, цеолітом NaO. Двофазова перегонка
(ялинковий дефлегматор, висота 0,6 м; інгібітор-гідрохінон)
Продовження табл.2.1.
5. Бутилакрилат (БА)
М = 128,
r = 899 кг/м3
nd20 = 1,4190
Промивання 5%-ним Na2CO3, сушка Na2SO4, цеолітом NaO. Двофазова перегонка
(ялинковий дефлегма-тор, висота 0,6 м; інгібітор-резинат міді)
6. Стирол
М = 104,
r = 906 кг/м3
nd20 = 1,5469
Промивання 5%-ним NaНSO3, 10%-ним NaOH, H2O (дист.); сушка CaCl2, цеолітом NaO.
Перегонка (Р = 40 мм рт. ст.,Т=333К, інгібітор-гідрохінон)
Пероксид бензоїлу (ПБ) та динітрил азо-біс-ізомасляної кислоти (ДАК) двічі
перекристалізовували з етанолу і одержували кристалічні порошки з температурою
плавлення відповідно 379...380 К та 375...376 К.
Персульфат калію (ПСК) двічі перекристалізовували з води. Вміст основної
речовини - не менше 99 %.
Розчинники очищували за загальноприйнятою методикою [114].
Полівінілпіролідон (ПВП) ММ = 10...300Ч103 використовували високої очистки
(МРТУ-42 № 3928-71).
2.2. Методики досліджень
2.2.1. Методика проведення реакцій в ультразвуковому полі.
Ультразвукові дослідження проводились на приладі «Ultrazonic disintegrator type
UD-20 automatic» (частота 20 кГц). В стакан об'ємом 100мл, який оснащений
сорочкою для термостатування, завантажували досліджувану композицію (V = 40мл).
Опускали магнітостриктор в стакан з композицією і включали прилад. Необхідну
інтенсивність ультразвуку задавали на пульті керування УЗ дезінтегратором.
2.2.2. Методика дослідження кінетики полімеризації
Приготовлені композиції різних складів обробляли ультразвуком згідно методики
2.2.1. Через спеціальний отвір на дні реактора відбирали проби композиції і
аналізували їх на вміст залишку мономеру. Аналіз проводили бромід-броматним
методом [115].
2.2.2.1. Метод бромування
Метод базується на здатності мономеру приєднувати по подвійному зв'язку бром,
який виділяється при підкисленні бромід-броматної суміші:
5КBr + KBrO3 + 6HCl ® 6КCl + 3H2О + 3Br2
CH2=CH-СООR + Br2 ® CH2Br-CHBr-CООR
Надлишок брому виділяє при додаванні йодистого калію еквівалентну кількість
йоду, що відтитровують розчином тіосульфату натрію:
2KІ + Br2 ® 2KBr + І2
І2 + 2Na2S2O3 ® 2NaІ + Na2S4O8
З приведених реакцій виходить, що на 1 моль мономеру витрачається 2 молі
Na2S2O3 і, відповідно, 1мл 0.1н. розчину Na2S2О3 витрачається на К грамів
ефіру:
М - молекулярна маса ефіру.
Вміст мономеру Х (в %) обчислювали за формолую:
де V1 - об'єм 0.1н розчину Na2S2О3, що витрачається на титрування контрольної
проби, мл;
V2 - об'єм 0.1н розчину Nа2S2О3, що витрачається на титрування робочої проби;
F - поправочний коефіцієнт 0.1н розчину Nа2S2О3;
К - кількість ефіру, що відповідає 1мл точно 0,1н розчину Nа2S2О3, г;
q - наважка мономеру, г.
Для проведення досліду використовувались такі реактиви:
- KBr-KВrО3, 0.1н розчин;
- льодяна оцтова кислота (х.ч.);
- соляна кислота (х.ч.), r = 1.19;
- йодистий калій (ч.д.а.), 10%-ий розчин;
- тіосульфат натрію, 0.1н розчин.
2.2.3. Методика дослідження кінетики полімеризації в магнітному полі
Кінетику полімеризації досліджуваних композицій вивчали дилатометричним методом
[115] за зміною об'єму реакційної суміші при полімеризації. Для цього
використовували дилатометри об'ємом 4 - 5 см3. Заповнені досліджуваними
композиціями дилатометри вакуумували і насичуваливали аргоном. Операцію
повторювали 4-5 разів, після чого дилатометри встановлювали між двома
постійними електромагнітами в термостаті з заданою температурою, яка
підтримувалась з точністю ± 0,01 оС.
Постійне магнітне поле створювали магнітами типу «ніомакс», розробленими в НУ
«Львівська політехніка» з неодим-Fe-B-сплаву Fe14Nd2B класичною порошковою
металургією. Магніти характеризують такими властивостями: залишкова магнітна
індукція Вr = 1,15 Тл, коерцетивна сила по намагніченості jHc = 400 кА/м,
максимальна магнітна енергія (ВН)max = 240кДж/м3. Магніти мають форму суцільних
шайб діаметром 97 мм і товщиною 20 мм, які охоплені магнітопроводом, один з
полюсів якого рухомий. Напруженість магнітного поля регулювали величиною зазору
між шайбами, для електромагнітів - зміною електричного струму.
Через певні проміжки часу знімали покази за допомогою катетометра КМ-8 з
точністю ± 5.10-5м. Напруженість магнітного поля регулювали зміною електричного
струму.
Ступінь перетворення мономеру в полімер А (в %) розраховували за формулою:
де:V - початковий обўєм реакційної суміші при температурі полімеризації;
DV - зміна об'єму реакційної суміші за певний проміжок часу;
K - коефіцієнт контракції, що визначає ступінь зміни об'єму мономерної суміші
при даній температурі в результаті повного перетворення мономеру в полімер.
2.2.4. Методика розрахунку кінетичних параметрів полімеризації
Порядок реакції за мономером і ініціатором визначали з графічної залежності
логарифму швидкості полімеризації відповідно від логарифму концентрації
м
- Київ+380960830922