ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика радикальной полимеризации в эмульсии из "Практикум по высокомолекулярным соединениям" Цель работы. Определение размера и числа частиц латекса в ходе э ульсионной полимеризации стирола в присутствии персульфата калия. [c.38] Реактивы стирол (Ст), персульфат калия, олеат натрия чистый, 8,1 %-ный водный раствор олеата натрия, 1,3 %-ный водный раствор дигидрофосфата натрия, 15 %-ный водный раствор хлорида натрия, ацетон, квасцы алюмоаммоний-ные (насыщ. раствор). [c.38] Приборы и посуда весы торзионные ВТ с подвижным столиком и колечком, термостат типа Т-16, шкаф сушильный вакуумный, магнитная мешалка типа ММ-ЗМ, электромеханическая мешалка, стаканчик для определения поверхностного натяжения, колба трехгорлая на 100 мл, колба коническая на 100 мл, обратный холодильник, бюретка на 15 пипетки на 10 мл и на 5 мл, цилиндр мерный, стакан на 50 мл, воронка, шпатель, стекло часовое. [c.38] Реакционную колбу помещают в водяной термостат, нагретый до 75°С, и отмечают время начала реакции. С помощью пипеток, снабженных резиновыми грушами, через 45, 60, 75 и 90 мин после начала реакции отбирают пробы. Перед отбором каждой пробы мешалку выключают, пипетку опускают до дна колбы и набирают 10 мл реакционного раствора 5 мл выливают в предварительно взвешенный стаканчик емкостью 50 мл для определения выхода полимера и оставшиеся 5 мл пробы выливают в специальный стаканчик для определения поверхностного натяжения. После этого мешалку снова включают и продолжают реакцию. Выход полимера и поверхностное натяжение проб определяют согласно методикам, описанным ниже. [c.39] Определение выхода полимера. Для осаждения полистирола к 5 мл пробы добавляют при перемешивании 0,5 мл насыщенного раствора алюмоаммонийных квасцов. Выпавший осадок полимера отфильтровывают и высушивают до постоянной массы. При расчете выхода полимера необходимо учитывать массу алюминиевого мыла, соосаждающегося вместе с полимером. [c.39] Определение поверхностного натяжения. Для определения числа частиц латекса отобранные пробы оттитровывают 8,1 %-ным водным раствором эмульгатора. Титрование проводят, параллельно измеряя поверхностное натяжение раствора по методу отрыва кольца с помощью торзионных весов. Для этого определяют силу, необходимую для отрыва стандартного металлического кольца от поверхности исследуемой жидкости. Отобранную пробу в стакане помещают на подвижный столик, укрепленный под рычагом весов. Кольцо погружают в эмульсию медленно опускают столик со стаканом на несколько делений (число делений должно быть постоян-1ым при повторных измерениях ), добиваясь такого положения кольца, при котором оно покоилось бы на поверхности жидкости, ио не отрывалось от нее. Дальнейший подъем кольца осуществляют плавно с помощью моторчика весов. Момент отрыва кольца фиксируют визуально, при этом снимают отсчет по внешней круговой шкале торзионных весов. Измерение поверхностного натяже-лия необходимо повторять до полной сходимости результатов. В стакан при перемешивании на магнитной мешалке добавляют по 0,3 мл раствора эмульгатора и через 2—3 мин измеряют поверхностное натяжение. Титрование продолжают до тех пор, пока поверхностное натяжение не перестает изменяться. Полученные данные вносят в таблицу. [c.39] Время отбора пробы, иян. [c.40] Изучение кинетики эмульсионной полимеризации стирола основано на определении изменения числа и размера частиц латекса на промежуточной и конечной стадиях процесса. При этом исходят из того, что поверхность частиц латекса заполнена молекулами эмульгатора не полностью, а частично. При полимеризации объем латексных частиц значительно увеличивается по сравнению с объемом исходных мицелл. Поверхностное натяжение таких частиц существенно превышает поверхностное натяжение частиц латекса, полностью насыщенных эмульгатором. Титруя латекс раствором эмульгатора, можно определить момент, когда латекс окажется насыщен эмульгатором. Это состояние называют точкой критической концентрации мицеллообразования (ККМ). При дальнейшем увеличении концентращ и эмульгатора в системе эмульгатор расходуется уже на образование собственных мицелл. Типичная кривая титрования латекса эмульгатором на основании измерений поверхностного натяжения приведена на рис. 1.6. Точка перегиба на этом графике соответствует ККМ. [c.40] По исходной концентрации эмульгатора в реакционной среде и количеству эмульгатора, израсходованному на титрование до достижения ККМ, можно рассчитать количество эмульгатора (в моль), необходимое для насыщения поверхности латексных частиц. [c.40] При определении 5уд по данным титрования необходимо учитывать содержание эмульгатора в исходной реакционной смеси. [c.40] Величина, обратная плотности i/p = Куд, равна объему 1 г сферических частиц латекса диаметром dv, общая площадь которых равна 5уд. [c.41] На основании полученных данных строят график зависимости о = — о(т), точка перегиба на котором соответствует ККМ. [c.41] Полученные данные вносят в таблицу. [c.41] Задание. Написать уравнение реакции всех элементарных стадий полимеризации стирола в присутствии персульфата калия, рассчитать количество и размер частиц латекса в ходе эмульсионной полимеризации стирола. [c.42] Вернуться к основной статье