Анализ сополимеризации индена с малеиновым ангидридом (стр. 6 из 12)

Инден-кумароновые смола может использоваться [16] в качестве связующего при получении формовочных композиций из древестных отходов, а также для склеивания слюды и приклеивания её к подложке. На основе инден-кумароновых смол готовят звукопоглощающие пластмассовые композиции, вяжущее для изготовления дорожных пластобетонов, адгезивы для асфальта. Возможно также использовать инден-кумароновую смолу в качестве связующего и пропитывающего материала в производстве углеграфитовых изделий, растёт использование инден-кумароновых смол в отделочных и других строительных материалах.

3. Методика эксперимента

3.1 Исходные вещества и их физико-химические характеристики

Таблица 3.1 – Характеристика веществ, используемых в работе

Название	Mr	Плотность, г/см3		Показатель преломления	Температура, К		Формула
		d20	d60		Tкип.	Tпл
Инден	116,15	0,996	-	1,5768	455,6	275,6
Малеиновый ангидрид	98,06	1,48 (_б.)	1,314	1,6092	-	333,15
Толуол	92,14	0,867	-	1,4969	383,8	178,15	С6Н5СН3
Ацетон	58,08	0,791	-	1,3591	329,39	177,8	(СН3)2СО
Хлороформ	119,38	1.488	-	1,4455	334,30	209.65	CHCl3
ТГФ	72,11	0,889	-	1,4050	338,75- 339,75	208,15	(CH2)4O
1,4-Диоксан	88,10	1,3375	-	1,4224	374,47	284,95
ДМСО	78,13	1,1014	-	1,477025	462,15	291,6	СН3SOСН3
Петролейный эфир	-	0,645 – 0,66515	-	1.365	313-338	-	-

3.2 Методика очистки мономеров и растворителей

Малеиновый ангидрид очищали возгонкой. Инденовую фракцию выделяли при перегонке кумарон-инденовой фракции Макеевского КХЗ.

Толуол очищали методом физической осушки от воды с последующей перегонкой при атмосферном давлении. Хлороформ сушили над СаCl2, а затем перегоняли. Ацетон сушили над K2CO3 и перегоняли.

Тетрагидрофуран очищали, удаляя следы пероксидов кипячением 0,5%-ной суспензии Cu2Cl2 в тетрагидрофуране в течение 30 мин с последующей перегонкой при атмосферном давлении. Затем тетрагидрофуран сушили над гранулами КОН, кипятили с обратным холодильником и снова перегоняли.

1,4-диоксан выдерживали несколько суток с гранулами КОН после чего перегоняли над свежей щёлочью. ДМСО, выдержанный над ВаО, перегоняли в вакууме над гранулами NaOH.

3.3 Методика синтеза полимера

В предварительно взвешенную на аналитических весах колбу с помощью градуированной пипетки вносим инденовую фракцию, содержащую ~ 85 % чистого индена (~ 90 мол. %). Рассчитываем массу малеинового ангидрида (МА), соответствующую 10 мол. % от массы взятого индена; тетрабутоксититана, соответствующую 5 мол. % МА, и пероксида бензоила (ПБ). Добавляем и взвешиваем растворитель – диоксан или толуол. Количество ДО рассчитываем, чтобы суммарная концентрация мономеров в растворе составляла 3 моль/л, а толуол берём в объёме, равном суммарному объёму мономерной смеси. После взвешивания рассчитанного количества пероксида бензоила вносим его в колбу с инденовой фракцией и растворителем. Затем берём рассчитанное количество МА и Ti(Obu)4 и вносим эти компоненты в колбу с реакционной смесью. Реакционную смесь заливаем в дилатометр или ампулы. Если процесс проводится в ампулах, их взвешиваем до и после наполнения реакционной смесью, затем запаиваем и взвешиваем, после чего помещаем ампулы в термостат. Отсчёт времени полимеризации начинаем через 10 мин с момента погружения ампул. При проведении полимеризации в дилатометре время отмечаем с момента достижения максимального объёма смеси, после чего следим за изменением объёма с помощью катетометра В-630.

По истечении времени полимеризации вынимаем дилатометр или ампулы из термостата и охлаждаем их. Выливаем жидкую фазу из дилатометра в предварительно взвешенный бюкс и снова взвешиваем, после чего используем для высаждения. Раствор из бюкса или ампул постепенно переносим в химический стакан с петролейным эфиром (50 см3) при постоянном перемешивании. Если в ампуле есть твёрдый остаток, его растворяем в том же растворителе (~5 см3) и также выливаем в петролейный эфир. Отфильтровываем полученный осадок через взвешенный фильтр Шотта при помощи водоструйного насоса, предварительно смочив фильтр растворителем. После фильтрования полимер сушим в вакуум-эксикаторе, периодически взвешивая его до постоянной массы. Выход полимера ω (%) рассчитываем по формуле:

(3.1)

где S – выход полимера;

– масса полимера, - масса фильтра с полимером, - исходная масса фильтра, - масса остатка полимера в стакане; – масса мономеров, - масса инденовой фракции, - масса малеинового ангидрида, -масса пероксида бензоила.

3.4 Методика определения характеристической вязкости

В предварительно взвешенную на аналитических весах колбу 1 с пришлифованной пробкой вносим сополимер индена с малеиновым ангидридом. Затем добавляем 8 см3 растворителя и снова взвешиваем. Выдерживаем раствор в закрытой колбе до растворения полимера и заливаем в вискозиметр отмеренную с помощью пипетки аликвоту через фильтр Шотта. Если полимер не растворился, фильтруем раствор через предварительно взвешенный фильтр Шотта в предварительно взвешенную колбу 2. Колбу 1 после полного испарения растворителя взвешиваем для определения потери полимера в колбе.

Далее таким же образом определяем количество полимера на фильтре Шотта. Взвесив колбу 2 с отфильтрованным раствором, уточняем его количество после фильтрования.

Начальную концентрацию раствора Со рассчитываем по формуле:

, (3.2)

где m – масса навески полимера в колбе,

V – объём раствора.

С помощью вискозиметра Уббелодде, термостатированного при температуре 30+0,1º С определяем время истечения чистого растворителя или раствора полимера, проведя по 5 измерений.

После измерения времени истечения исходного раствора полимера последовательно добавляем к раствору в вискозиметре порции растворителя и измеряем время истечения полученного раствора.

Текущие концентрации полимера в растворе рассчитываем по формуле:

, (3.3)

где V1 – начальный объём раствора,

V2 – объём раствора, соответствующий концентрации С2.

По времени истечения растворов рассчитываем их относительную, удельную и приведённую вязкость Относительная вязкость равна

, (3.4)

где t – время истечения раствора, с, t0 – время истечения чистого растворителя, с.

Удельную и приведённую вязкость рассчитываем по формулам:

, (3.5)

, (3.6)

Затем строим графическую зависимость ηприв – С и методом экстраполяции на ось ординат определяем характеристическую вязкость.

3.5 Методика статистической обработки результатов определения времени истечения

Для оценки ошибки измерения рассчитываем следующие статистические характеристики результатов эксперимента:

выборочное среднее:

, (3.7)

где xi – результаты параллельных измерений, n – число параллельных измерений (наблюдений, анализов).

Исправленная выборочная дисперсия

:

. (3.8)

выборочное среднеквадратическое или стандартное отклонение