5.3 Оценка удельной поверхности пенопласта.
Построение градуировочной зависимости для красителя
Возьмите 5 пронумерованных стаканчиков. В первый из них налейте 40 мл 0,1 мМ раствора метиленовой сини, в остальные — по 20 мл дистиллированной воды. Затем отберите с помощью мерного цилиндра из первого стаканчика 20 мл раствора, вылейте во второй и тщательно перемешайте стеклянной палочкой. Точно так же отберите 20 мл раствора, из второго стаканчика и перелейте в третий, не забывая перемешивать. Проделайте эти операции со всем рядом стаканчиков, из последнего отберите 20 мл раствора и вылейте в раковину. В результате появится геометрическая прогрессия концентраций метиленовой сини с коэффициентом 1/2.
На фотоэлектроколориметре КФК-2 измерьте оптическую плотность D всех растворов (светофильтр № 6) три раза, с вычислением среднего. Результаты занесите в таблицу 8.2. Постройте градуировочный график (рис. 8.1).
Таблица 8.2 – Градуировочная зависимость
-
№
|
с, мМ
|
D
|
Dср
|
1
|
0,1
|
D1, D2, D3
|
|
2
|
0,05
|
|
|
3
|
0,025
|
|
|
4
|
0,0125
|
|
|
5
|
0,00625
|
|
|
Рисунок 8.1- Градуировочный график
Два оставшихся влажными кусочка пенопласта с массой, пересчитанной на сухое вещество (согласно табл.8.1), поместите в стаканчики 2 и 3 и оставьте на один час для адсорбции красителя пенопластом. Периодически помешивайте раствор стеклянной палочкой, стараясь не дотрагиваться до полимера.
Слейте растворы из стаканчиков и измерьте их оптическую плотность. При помощи градуировочной прямой определите концентрацию метиленовой сини после адсорбции и заполните таблицу 8.3.
Таблица 8.3 – Удельная поверхность синтезированного пенопласта
№ стаканчика
|
mсух=W·m,
г
|
Оптическая плотность
|
с,мМ
|
n, ммоль
|
Sуд,
см2/г
|
до
|
после
|
до
|
после
|
адсорбции
|
адсорбции
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
2
|
|
|
|
0,05
|
|
|
|
3
|
|
|
|
0,025
|
|
|
|
Количество адсорбированного красителя (ммоль) рассчитайте по формуле:
п = 0,02 ·Δс
где Δс – разность концентраций красителя до и после адсорбции, мМ;
0,020 – объём раствора красителя, л.
Значения удельной поверхности вычислите по формуле:
Sуд=(n·3.19·104)/m (см2/г)
где 3,19 • 104 см2/моль – площадь поверхности (в см2), которая считается покрытой мономолекулярным слоем красителя (1 ммоль);
т – масса сухого адсорбента, г.
5.4 Оценка удельной поверхности промышленного пенопласта
Получите у лаборанта кусочек пенопласта промышленного производства, разрежьте его на две одинаковые части, взвесьте каждую и проведите те же операции, что и на предыдущем этапе (кроме учёта влажности).
Используйте содержимое стаканчика 1 для возобновления растворов в стаканчиках 2 и 3.
Во время перемешивания надавливайте стеклянной палочкой на кусочки [1-10].
Заполните таблицу 8.4.
Таблица 8.4 - Оценка удельной поверхности промышленного пенопласта
№
ст.
|
m, г
|
Оптическая плотность
|
с,мМ
|
n, ммоль
|
Sуд,
см2/г
|
до
|
после
|
до
|
после
|
адсорбции
|
адсорбции
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
2
|
|
|
|
0,05
|
|
|
|
3
|
|
|
|
0,025
|
|
|
|
Задание
1.Определить оптическую плотность D всех растворов.
2. Постройте градуировочный график.
3. Проведите определение удельной поверхности синтезированного пенопласта.
4. Проведите определение удельной поверхности промышленного пенопласта.
Контрольные вопросы:
Назовите типы реакций полимеров
В чем особенность химического поведения полимера?
Назовите направления использования полимераналогичных реакций полимеров.
К чему приводят внутримолекулярные реакции?
Какие реакции приводят к увеличению степени полимеризации макромолекул?
Как называют ряд мероприятий, направленных на защиту полимера от различных воздействий, позволяющий удлинить сроки эксплуатации изделий из полимеров?
Что является основной причиной процесса старения полимеров?
Как называют уменьшение степени полимеризации полимера происходящее в результате реакций, протекающих с разрывом связей в основной цепи?
Что происходит при реакции отверждения жидкого полимера?
6 Растворы полимеров.
Особенности растворов полимеров
Изучение взаимодействия полимеров с низкомолекулярными жидкостями, т.е. поведения макромолекул в растворах, имеет большое значение для понимания процессов, протекающих при синтезе полимеров, для получения информации о состоянии индивидуальных макромолекул, их конформациях и размерах, молекулярных массах и распределении по молекулярным массам. Кроме того значение свойств растворов полимеров необходимо при переработке полимеров в изделия и эксплуатации их в жидких средах.
Растворы полимеров в течение длительного времени вследствие больших размеров макромолекул (соизмеримых с размерами коллоидных частиц), а также ряда характерных свойств считали коллоидными, агрегативно и термодинамически неустойчивыми. Такие представления были опровергнуты Каргиным, Роговиным и Папковым, показавшими в своих работах, что самопроизвольно образующиеся растворы полимеров являются истинными растворами. Для истинных растворов характерные самопроизвольность образования и термодинамическая устойчивость, равновесность, постоянство концентрации во времени, однофазность и гомогенность. Критерием обратимости и термодинамической устойчивости системы полимер - растворитель является подчинение ею правилу фаз Гиббса, имеющему для конденсированных систем вид:
Ф + С = К + I
где Ф - число фаз; К - число компонентов;
С - число степеней свободы.
Для процессов растворения полимеров в отличие от низко-молекулярных веществ характерно явление набухания. Набухание это поглощение или сорбция низкомолекулярных жидкостей (или их паров) полимером, сопровождающееся увеличением его объема, массы и изменением структуры. Обусловлено набухание большой разницей в размерах, а следовательно, и подвижностью молекул смешиваемых компонент. При сопряжении полимера с растворителем молекулы последнего принимают в фазу полимера, а огромные макромолекулы за это время не успевают перейти в фазу растворителя: прежде чем раствориться, полимер набухает.
Ограниченное набухание - процесс взаимодействий полимеров с ниэкомолекулярными жидкостями, ограниченный только стадией их поглощения полимером. Самопроизвольного растворения полимера не происходит, образуются две сосуществующие фазы. Способность полимеров к набуханию оцениваются по степени набухания, которая выражается количеством поглощенного растворителя, отнесенного к единице массы или объема полимера:
α=(m-mo)/mo
где m, mo- навески исходного и набухшего полимера соответственно.
α=(V-Vo)/ Vo
где Vo и V-объем исходного и набухшего полимера соответственно.
Степень набухания можно определить только для ограниченно набухающих полимеров, главным образом пространственного строения. Величина максимальной или равновесной степени набухания у различных полимеров различна, устанавливается через разные промежутки времени и определяется природой полимера и растворителя, густотой пространственной сетки.
Для полимеров линейного строения при изменении условий ограниченное набухание может перейти в неограниченное. Макромолекулы диффундируют в растворитель, образуя однофазную гомогенную систему
Полимер состоит из макромолекул разной молекулярной массы, являющиеся результатом случайного статистического характера реакции образовавшегося полимера, а в некоторых случаях и следствием разрушения или соединения макромолекул, поэтому когда говорят о молекулярной массе полимеров, имеют в виду ее усредненное значение. Но при одинаковом значении средней М полимеры могут различаться полидисперсностью. Ширина молекулярно- массового или молекулярно-числового распределения оценивается соотношением средних значений массовой и числовой молекулярных масс, которые называются показателем или степенью полидисперсности КD.
При KD = 1- полимер монодисперсен, то есть состоит из молекул одинаковой длины и одинаковой молекулярной массой. Для полимеров довольно редкий случай, за исключением биополимеров.
KD ≥ 1 для синтетических и большинства природных полимеров, то есть полидисперсных.
Достарыңызбен бөлісу: |