ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы» 5В072100 – «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдар
Дәріс 30 - Элементогетеротізбекті полимерлер
жүктеу/скачать 2,77 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Зертханалық сабақтар Зертханалық сабақ 1 – Ұнтақ тәрізді полимерлер тығыздығын анықтау Сабақ мақсаты
- Зертханалық сабаққа рұқсат алу сұрақтары
- Жұмыс барысы
- Зертханалық сабақ 2 – Полиакрил қышқылының диссоциация константасын анықтау Сабақ мақсаты
Дәріс 30 - Элементогетеротізбекті полимерлер Дәріс жоспары: 1. Кремнийорганикалық полимерлер 2. Алюминийорганикалық полимерлер. Титаноорганикалық полимерлер. Қалайыорганикалық полимерлер 1. Кремнийорганикалық полимерлер (полисилоксандар) құрамында бейорганикалық полимерлерге тән силоксан байланысы – Si – O – Si - және органикалық радикалдары бар. Сондықтан кремнийорганикалық полимерлер орагникалық және бейорганикалық полимерлер арасындағы аралық қосылыстар. Кремнийорганикалық полимерлерді кремний қышқылының органикалық туындыларың поликонденсациялау арқылы алады. Мұнда қышқылдың бір немесе екі гидроксил топтары кремниймен байланысқан алкил немесе арил топтарымен алмасқан. Бос гидроксил топтар галогенмен алмасуы немесе этерификациялануы мүмкін. Кремнийорганикалық полимер синтезінде бастапқы өнімдер ретінде алкиларилхлорсиландар немесе ортокремний қышқылының алкиларилорынбасқан эфирлері қолданылады. Содан кейін бір уақытта осы қосылыстардың гидролизін жүргізіп, түзілген силанолдардың поликонденсациясын жүргізеді: 
Бифункционалды кремнийорганикалық қосылыстардың – силандиолдардың R2Si(OH)2 поликонденсациясында каучук тәріздес сызықты термотұрақты полимерлер түзіледі. Кремний қышқылының үшфункционалды қосылыстар RSiCl3 немесе RSi(OR)3 сілтілеу және поликонденсацияланудан кейін тармақталған немесе торлы полимерлер түзеді: 
Жеңіл жағдайда силантриолдардан тізбекте циклдері бар полимерлер алынады. Фенилсилантриол C6H5Si(OH)3 немесе оның туындыларының ерітіндіде сілтілік катализаторлар қатысында поликонденсациясында стереоретті синдиотактикалық полимер – полифенилсилсесквиоксан түзіледі: 
Бұл полимер балқымайды, бірақ бензолда және хлороформда ериді. Полимер 5250С температураға дейін тұрақты, 3000С температурада ұзақ қыздырғанда өзінің қасиеттерін өзгертпейді. Ол түссіз тұрақты қабықшалар түзеді, жақсы электрлік қасиеттерге ие. Кремнийорганикалық полимерлерде диэлектрлік және термотұрақты қасиеттері жоғары. Электроизоляциялық материалдар ретінде қолданылады. 2. Алюминийорганикалық полимерлер (полиалюмоксандар)
Алюминий алкоголяттарың поликонденсациялап, полимерлі алкоголяттарды сілтілейді. Полиалюмоксандарға алюминий сабындар жатады. Олар алюминий алкоголяттары мен май қышқылдарынан алынады. Полимердің құрылысы: 
Полиацетилацетонаталюмоксан диалкоксиалюминий ацетилацетонаттың гидролизі арқылы алынады: 
Полимер стоек к гидролизу и не меняет своих свойств при нагревании до 5000С. Используются в качестве связующих для приготовления термостойких красок . Титаноорганикалық полимерлер (полититаноксандар)
о-титан эфирлерің мысалы, о-бутилтитанаттың жартылай гидролизі арқылы алады: 
Полититаноксандар түссіз, термотұрақты, гидрофобты. Оптикада және БАЗ ретінде қолданылады. Қалайыорганикалық полимерлер (полистанноксандар)
диалкил- немесе диарилхлорстаннаттардың гидролизі арқылы: 
Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар: Кремнийорганикалық полимерлерді алу жолдары? Кремнийорганикалық полимерлердің қолдану аймағы? Қандай ерекше қасиеттер титанорганикалық полимерлерге тән? Ұсынылған әдебиеттер: 1. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С. 402-406
1. Полимерлердің физикалық қасиеттері қандай факторларға тәуелді? 2. Полимерлер тығыздығын басқа қандай әдістермен анықтауға болады? 3. Полимерлер тығыздығын пикнометриялық анықтау әдісінің артықшылығы неде? Жұмыс барысы: Қолданар алдында пикнометрді хром қоспасымен өңдеп, дистиллденген сумен және спиртпен мұқият жуып, су сорғалғыш насос көмегімен кептіреді. Кептірілген пикнометрді 0,0002 г дейін дәлдікпен өлшеп, кішкентай шұңғыма арқылы белгіден 2-3 мм жоғары дистиллденген сумен толтырып, термостатта 20° С температурада 20 мин кем емес ұстайды. Кейін фильтр қағазы көмегімен пикнометрдегі су деңгейін белгіге дейін жеткізеді де, пикнометрді тығынмен жауып термостаттан алып шығады. Пикнометр сыртын мұқият сүртіп, 0,0002 г дейін дәлдікпен өлшейді. Кептіргеннен кейін пикнометрге 1—3 г зерттелетін полимер салып, массасын анықтайды. Кейін өлшеме салынған пикнометрге полимер ерімейтін және ісінбейтін сұйықтық құйылады. Сұйықтық деңгейі заттың деңгейінен жоғары болатындай пикнометрге құйылады. Ауа көпіршіктерін жою үшін, пикнометрді тығынсыз жай ғана қыздырып, шайқайды. Содан кейін пикнометрге белгіден 2—3 мл жоғары сұйықтық құяды, температурасын тұрақтандырып, сұйықтық деңгейін белгіге дейін жеткізіп, массасын өлшейді. Пикнометрді жуады, кептіреді, содан кейін анықтауға жұмсалған сұйықтығы бар пикнометр массасын анықтайды. Зерттелетін полимердің салыстырмалы тығыздығын келесі формула бойынша анықтайды: 
мұндағы G – зерттелетін полимер массасы, г; Р0 – бос пикнометр массасы, г; Р1 – пикнометрдің сумен массасы, г; Р2 – анықтау жүргізілген сұйықтығы бар пикнометр массасы, г; Р3 – пикнометрдің зат және сұйықтықпен массасы, г. Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар: 1. Полимерлердің технологиялық қасиеттері олардың тығыздығына қалай тәуелді болады? 2. Полимер тығыздығы мономер тығыздығынан неліктен артық болатынын түсіндіріңіз? 3. Полиолефиндер тығыздығы қандай? Олар тығыздықтың қандай шамаларына ие болады?
1. Полиэлектролиттерге қандай полимерлер жатады? 2. Полимер тізбегінің қандай қасиеттері полимерлердің потенциометриялық титрлеу қисығына әсер етеді? 3. Полиэлектролиттердің спецификалық қасиеттері қандай? Олар қаалай байқалады? Жұмыс барысы: Стақанға 20 см3 дистиллденген су құйып, полиакрил қышқылының өлшемесін ерітеді (0,006 – 0,01 г). Стақанды рН-метрдің титрлеу үстеліндегі магнит араластырғышына орнатады да, оған электродтарды батырып, 0,1 н NaOH ерітіндісімен титрлейді. NaOH ерітіндісін 2-3 тамшыдан қосады, тек бір қосқанда 0,5 см3 артық емес, 0,5 мин бойы араластыра отырып, приборлар көсеткіштері бойынша рН өлшейді. Содан кейін NaOH жаңа порциясын қосып, өлшеуді қайталайды. Титрлеуді полиқышқыл ерітіндісінің рН≈11 мәніне жеткенше жүргізеді. Өлшеу нәтижелерін кесте 1 енгізеді.
Алынған нәтижелер негізінде потенциометриялық титрлеу қисығын рН-V (мұнд. V-қосылған сілті көлемі) координаталарында салады. Әлсіз қышқылдың сілті қосылмағандағы диссоциациялану дәрежесі α=0 тең деп алынады, ал толығымен нейтралдану нүктесінде α=1. Сонымен қатарқосылатын сілті V және α арасында тура тәуелділік бар. Ары қарай кестенің басқа бағандары толтырылады. Содан кейін кестедегі мәндер бойынша pH- lg(α/1-α) α-ға тәуелділік графигі салынады. Полиқышқыл диссоциация константасын рКα салынған тәуелділіктен α=0 экстраполяциялау арқылы анықтайды. Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар: 1. Полимер қышқыл және оның төмен молекулалы аналогының арасындағы әрекет ету айырмашылығын түсіндіріңіз 2. Полиэлектролиттің ерітіндідегі әрекетіне ерітіндінің иондық күші қалай әсер етеді? 3. Полиқышқыл ерітіндісінің тұтқырлығының ерітінді рН тәуелділігін түсіндіріңіз жүктеу/скачать 2,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
