РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА.
2.1. Вихідні речовини.
2.1.1. Вихідні речовини, матеріали та їх характеристики
Целюлоза. В дослідженнях використовували декілька видів целюлозних матеріалів.
Целюлоза гранульована виробництва “SIGMA Chemical Co” (USA), середній розмір
частинок складає ?20 m. У дослідженнях також використовувались зразки різних
промислових целюлозних матеріалів: целюлоза сульфітна (не білена), хвойна -
виробництва Сяського ЦПК, Україна; вторинна целюлоза, одержана від Komotini
Paper Mill, S.A., (Греція) та рубане натуральне (конопляне) волокно
вітчизняного виробництва.
5-Трет-бутилперокси-5-метил-1-гексен-3-ін (ВЕП), який синтезували за методикою
[162], після очистки мав наступні характеристики: вміст активного кисню
[Оакт]=8.7 % (теор. 8.75 %); =867 кг/м3 (літ.867 кг/м3); =1.4482 (літ.
1.4482).
Малеїновий ангідрид (Aldrich) d20=934 кг/м3; =1.4190; Ттопл=327 К – очищали
перегонкою у вакуумі (Т=395К; Р=1,3 кПа) і перекристалізацією з
трихлорометану.
Триетиламін використовували марки "ХЧ" d25=722.9 кг/м3, без додаткової очистки.
2,6-ди-Трет-бутил-4-метилфенол (іонол) використовували марки "Ч", двічі
перекристалізований з метанолу (tтопл=70оС).
Стирол: вміст основної речовини 99 % d20=906 кг/м3; =1.5469 - очищали
перегонкою у вакуумі (Т=304К; Р=1,3 кПа).
Акрилонітрил: вміст основної речовини 99 %, d20=806 кг/м3; =1.3911. Очищали
фракційною перегонкою в присутності гідрохінону (Т=351К).
2.1.2. Розчинники
1,4–Діоксан; =1.4224, =1,0337 очищали за наступною методикою. Діоксан кип’ятили
у перегонній круглодонній колбі, спорядженій зворотнім холодильником над
металічним натрієм протягом 4...6-ти годин, після чого розчинник очищали
фракційною перегонкою, основну фракцію відбирали при t=100,5 оС.
Толуол =1,4969, =0,8669, використовували марки “чда” та “хч” без додаткової
очистки.
Ацетон =1,3558, =0,7908 марки “ч”, використовували без додаткової очистки.
Гексан =1,375, =0,6603 марки “ч”, використовували без додаткової очистки.
Диметилформамід; =0,9445, =1.4269, використовували марки “осч” без додаткової
очистки.
2.1.3. Синтез та характеристики об’єктів дослідження.
Об’єктами дослідження були ВЕП-МА та зразки целюлози модифіковані пероксидним
олігомером.
Полі–(5–трет–бутилперокси–5–метил–1–гексен–3–ин–ко–малеїновий ангідрид)
ВЕП–МА отримали радикальною кополімеризацією пероксидного мономеру ВЕП із
малеїновим ангідридом у розчині ацетону при сумарній концентрації мономерів – 4
кмоль/м3 в присутності пероксиду лаурілу при температурі 333К до конверсії 90
%. Конверсію визначали виходячи з результатів хроматографічного аналізу
реакційної суміші на хроматографі СЕЛМІХРОМ–1 по витраті пероксидного
мономеру.
Після досягнення необхідної конверсії, реакційну суміш виливали у гексан для
осадження кополімеру. Після чого кополімер ще двічі переосаджували у гексані.
ВЕП–МА сушили при кімнатній температурі та у вакуумі до постійної маси.
Характеристики пероксидного олігомеру ВЕП–МА наведені у таблиці 2.1.
Табл.2.1.
Характеристики кополімеру ВЕП-МА
Склад, % мол.
Вміст функціон. груп, % мас.
Елементний аналіз, % мас.
[h] в ацетоні,
ВЕП
МА
[COOH]
[O]акт
дл/г
54.9
45.1
20.4
4.3
61.68
8.22
0.08
2.2. Методики проведення експериментів
2.2.1. Модифікація целюлози пероксидним олігомером
Целюлозовмісні матеріали модифікували шляхом сорбції на їх поверхню
пероксидного олігомеру ВЕП–МА в середовищі органічних розчинників.
Для проведення процесу пероксидації целюлозних матеріалів необхідну кількість
олігомеру розчиняли в органічному розчиннику (діоксані або толуолі). Одержаний
розчин пероксидного олігомеру змішували з каталізатором та завантажували у
скляний реактор з субстратом. Реакційну суміш термостатували на водяній бані з
механічним перемішуванням лопастною мішалкою. По досягненні встановленого часу
процесу, досліджуваний зразок субстрату відділяли методом фільтрування.
Одержаний зразок целюлозовмісного матеріалу тричі промивали діоксаном та сушили
до постійної маси.
Вміст пероксидного олігомеру на поверхні целюлозовмістного субстрату визначали
виходячи з результатів хроматографічного аналізу концентрації активного кисню
[Оакт].
2.2.2. Методика проведення полімеризації в присутності пероксидованої целюлози.
Зразок пероксидованої целюлози змішували з мономером. Після чого суміш,
пероксидованої целюлози просоченої мономером, багаторазово вакуумували та
продували інертним газом (аргоном). Полімеризацію проводили при постійному
механічному перемішуванні реакційної суміші. Термостатування реакційної суміші
проводили на водяній бані.
Після досягнення необхідної конверсії реакцію полімеризації зупиняли. Реакційну
суміш розділяли центрифугуванням та багаторазово промивали осад розчинником.
Після чого, зразок сушили до постійної маси при пониженому тиску.
2.3. Методики проведення аналізів
2.3.1. Визначення вмісту пероксидних груп у складі ВЕП-МА на поверхні целюлози.
Для визначення вмісту активного кисню проводили термічний розклад
пероксидованої целюлози в цільнопаяних ампулах із термостійкого скла. В ампулу
завантажували наважку 0,5ч1 г целюлозовмісного наповнювача. Потім завантажували
інші інгредієнти реакційної суміші: 2,6– дитретбутил–4–метилфенол (іонол) та
2ч5 см3 хроматографічно чистого толуолу. Після заповнення ампули заморожували
до температури 273 К, продували інертним газом та запаювали. Запаяні ампули
термостатували в інтервалі температур 453ч473 К. Охолоджений розчин обережно
декантували від осаду і в кількості 0,5ч1,5 г переносили у попередньо зважений
пікнометр, в який додавали хлороформ, як стандарт, у кількості 0,007ч0,02 г.
Хроматографічний аналіз реакційно