РОЗДІЛ 2
ОБ?ЄКТИ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Характеристика застосованих речовин та реактивів
1. Метилакрилат:, очищений від інгібітора пере-гонкою.
2. Метилметакрилат: , очищений від інгібітора перегонкою.
3. Малеїнова кислота: , ГОСТ 9803 - 75; основної речовини ? 99,7%; Tпл = 133 - 135.
4. Дибутилмалеїнат: Синтезований авто-ром. Елементний аналіз: вуглець: розраховано 41,39 %, визначено 41,50 %; водень: розраховано 3,47 %, визначено 3,40 %.
5. Основний синій "К", ТУ МХП 2457-50, виробництва Рубіжанського об'єднання "Краситель". Елементний аналіз: вуглець: розраховано 82,23%, визначено 82,10 %; водень: розраховано 7,83 %, визначено 7,75 %.
Таблиця 2.1
Фізико-хімічні властивості мономерів
Мономери?, кг/м3Tкип,MMМА953,0801,398486,09ММА936,0100,31,4130100,12ДБМ993,8147,51,4454226МБМ-117,71,3993172,09
- за кріоскопічними даними;
6. Бутанол-1: СН3(СН2)2СН2-ОН, ГОСТ 6006-78; основної речовини ? 99.5%), ? = 0,8098 г/мл, = 1.3993.
7. Бензол: С6Н6 ч.д.а, ГОСТ 5955-75; ?=0,879г/мл, =1,5020 (літ =1,5017).
8. Сульфатна кислота: H2SO4 ГОСТ 14262-78.
9. Амонію сульфоетоксилат: C9H19-C6H4-O-(CH2-CH2-O)10-SO3NH4; виробництва Івано-Франківської фірми " Барва".
10. Амонію персульфат: (NH4)2S2O8, ГОСТ 20478-75; основної речовини ? 99,5%, повторно переосаджений етанолом.
11. Стандарт - титри для приготування зразків буферних розчинів для рН метрії ТУ 6-09-2541-72.
12. Стандарт - титр сульфатної кислоти 0,1Н. ТУ 6-09-2540-72
13. Фенолфталеїн: C20H14O4, ГОСТ 5850 - 70; Tпл =259 - 260; рН перехід від прозорого до яскраво - червоного 8,2 - 10.
14.Динітрилазобісізомасляної кислоти: (СH3)2C(СN)N=NC(CN)(СH3)2; Тпл = 102.
15. N,N-диметилформамід HCON(СH3)2 хч, ГОСТ 20298-74; основної речовини 99,9%.
16. Набір для хроматографії №5 "Кетоны и эфиры насыщенного ряда" ТУ 6-09-14-1922-77.
17. Калію гідроксид: КОН, ГОСТ 24363-80.
18. Літію гідроксид: LiOH, ТУ 6-09-3767-79.
19. Натрію гідроксид: NaOH, ГОСТ 4328-77; основної речовини ?99,0%.
20. Кальцію хлорид: CaCl2, ГОСТ 4460-77.
21. Алюмінію сульфат: Al2(SO4)3*18Н2О, ГОСТ 3758-75.
2.2. Синтез моно- та дибутилмалеїнату
МБМ та ДБМ синтезували методом естерифікації. У двогорлу колбу, оснащену термометром, дефлегматором, зворотним холодильником та насадкою Діна - Старка, для синтезу ДБМ поміщали 30 г МК, 49,76 г бутанолу-1 та 0,6 г ініціатора H2SO4 [110], а для синтезу МБМ застосовували 20г МК та 15,1 г бутанолу-1. Реакції відбувалися в бензолі за 80-90оС.
За перебігом реакцій та їхнім закінченням стежили за об'ємом води, яка накопичується в насадці Діна - Старка. Після закінчення реакцій вимикали нагрівання, охолоджували реакційну масу до кімнатної температури, переносили в ділильну лійку, у якій промивали 5% водним розчином карбонату натрію (не більше ніж двічі) і водою. Кількість промивних вод у кожному промиванні становила 1/3 від об'єму реакційної маси. Після кожної промивки реакційна маса розшаровувалася. Органічний шар, котрий містив ДБМ, відділяли від води, зливали в суху конічну колбу, сушили над безводним сульфатом натрію. Після фільтрації бензол відганяли у вакуумі.
2.3. Визначення молекулярної маси мономерів кріоскопічним методом
Молекулярну масу мономерів визначали за методикою, наведеною в [111], за відношенням температур замерзання чистого розчинника та приготованого розчину. Температуру замерзання встановлювали за допомогою термометра Бекмана у такий спосіб: 20 - 25 мл 0,1 - 0,2 m розчинів чи бензолу охолоджували в холодильнику Пельтьє. Всі зважування виконували на аналітичних вагах з точністю до 0,0002 г.
Молекулярну масу мономерів визначали за формулою (2.1):
, (2.1)
де ММ - молекулярна маса розчиненої речовини, г/моль;
- маса розчиненої речовини, г;
- маса розчинника, г.
Похибки вимірювань розраховували за такою формулою:
, (2.2)
де ?ММ - похибка вимірювань молекулярної маси розчиненої речовини, г/моль;
- похибка вимірювань маси розчиненої речовини, г;
- похибка вимірювань маси розчинника, г;
(?Т)' - похибка термометра Бекмана, 0С.
2.4. Вивчення розподілу мономерів між органічною та водною фазами
2.4.1. Розподіл малеїнової кислоти між органічною та водною фазами Розподіл малеїнової кислоти між метилакрилатом та водою досліджували так: у колбах місткістю 50 мл готували по 5 мл водного розчину МК заданої концентрації (табл. 2.2) та вносили по 5 мл МА. Зважували МК на аналітичних вагах з точністю до 0,0002 г.
Таблиця 2.2
Вихідні розчини у воді МК концентрації, моль/л
МК 0,52 0,35 0,17 0,086 0,034
Колби закривали корками та інтенсивно перемішували на лабораторній установці впродовж 40 - 50 хв, після чого їх знімали та залишали в стані спокою до повного розшарування рідини. Піпеткою обережно брали проби по 2 мл водної фази, додавали 3 мл води та декілька крапель спиртового розчину фенолфталеїну. Проби 1, 2, 3 титрували 0,22 N, а проби 4 та 5 - 0,1 N розчином гідроксиду натрію. Було виконано чотири паралельні досліди з однаковими концентраціями МК. На підставі цих даних розраховували середнє значення концентрацій та похибку результатів вимірювань з довірчим інтервалом 0,95. Відносна похибка визначення концентрацій не перевищувала 4,1%. Нормальність розчину гідроксиду натрію встановлювали титруванням 0,1N стандарт-титром сірчаної кислоти. Крім титрування за наявності фенолфталеїну, концентрацію малеїнової кислоти у водній фазі в окремих дослідах додатково визначали потенціометричним титруванням.
Розподіл малеїнової кислоти між бензолом та водою досліджували за тих самих концентрацій, що і ДБМ (табл. 2.3.). Концентрацію МК до і після розподілу визначали титруванням водного шару. Для цього брали проби об'ємом 1 мл з розчинів концентрації 1,5; 0,75 та 0,38 моль/л, до