Анализ сополимеризации индена с малеиновым ангидридом (стр. 8 из 12)

На основании полученных значений были построены зависимости S от t, приведенные на рис. 5.1 и 5.2.

Рисунок 5.1 – Зависимость накопления полимера (S) от времени для полимеризации смеси I в 1,4-диоксане при 60оС.

Для изучения влияния растворителя и гетерогенности при том же соотношении ИФ и МА была проведена полимеризация в растворе толуола и диоксана. Реакционную смесь залили в шесть ампул, три из которых были наполнены раствором исходных компонентов в диоксане, а три – раствором в толуоле. Состав реакционной смеси приведен в таблице 5.3, а распределение её по ампулам и выход полимеров – в табл. 5.4.

Рисунок 5.2 – Зависимость накопления полимера от времени для полимеризации смеси II при 60оС (ДО).

Таблица 5.3 – Состав реакционной смеси для полимеризации ИФ и МА до высоких конверсий при 600 С

Компонент	Масса компонентов (г) в смеси		Доля компонета (масс. %)
Компонент	Смесь I’	Смесь III	Смесь I’	Смесь III
ИФ, вт. ч. инден	1,852091,57428	1,459341,24044	2,150421,82786	1,727681,46853
МА	0,14851	1,24044	0,16936	0,13606
ПБ	0,04036	0,11702	0,04968	0,04006
1,4 – диоксан	3,33828	0,03180	-	-
Толуол	-	2,71517	2,15536	1,73165
Всего	5,37924	4,32333	4,52482	3,63545
В т. ч. мономеров	1,72279	1,35746	1,99722	1,60459

Таблица 5.4 – Содержание реакционной смеси в ампулах и выход сополимеров при полимеризации смесей I’ и III

№ ампулы	Масса, г		Время полимеризации, мин	Масса выделенного полимера, г	Выход, %
№ ампулы	реакционной смеси	мономеров	Время полимеризации, мин	Масса выделенного полимера, г	Выход, %
1*	5,38085	1,72279	420	0,32995	19,15
2*	5,63210	1,80323	750	0,37890	21,01
3*	4,23980	1,35746	1305	0,33665	24,80
4**	4,49220	1,99722	420	0,16385	8,34
5**	3,60910	1,60459	750	0,19895	12,40
6**	2,79810	1,24402	1305	0,32595	26,20

Рисунок 5.3 – Зависимость «S – t» для полимеризации ИФ с МА в ДО

Рисунок 5.4 – Зависимость «s – t» для полимеризации ИФ с МА в толуоле (смесь III) при 60º С

Зависимость «S – t» для полимеризации ИФ с МА в ДО и толуоле приведена на рис. 5.3. и 5.4.

Чтобы выяснить влияние температуры полимеризации на скорость процесса и свойства сополимера, провели процесс при повышении температуры от 80о до 100о С. При этом смесь IV прогревали ~0,5 ч, поднимая температуру от 80 до 90оС, выдерживали при 90оС 3 ч, затем нагревали до 100о и выдерживали ещё 2 ч. В таком же режиме и с теми же катализаторами проводили реакцию исходной КИФ с МА (смесь V). Состав смеси и их содержание в ампулах, а также выход полимеров приведен в табл. 5.5 и 5.6.

Таблица 5.5 – Состав реакционной смеси для полимеризации ИФ и МА в ампулах при температуре 80 – 1000 С

Смесь IV			Смесь V
Компонент	Масса, г	Масс. доля, %	Компонент	Масса, г	Масс. доля, %
ИФВ т. ч. инден	4,685403,98260	47,8240,65	КИФв т. ч. активная часть	10,86154,3446	95,0938,03
МА	0,37950	3,87	МА	0,41655	3,65
ПБ	0,05155	0,53	ПБ	0,1084	0,95
ДТБП	0,06175	0,63	ДТБП	0,12485	0,09
Ti(Obu)4	0,02665	0,27	Ti(Obu)4	0,03635	0,31
Толуол	4,59350	46,88	Всего	11,4228	100,00
Всего	9,79835	100,00	Всего	11,4228	100,00

5.2 Определение характеристической вязкости полученных продуктов

Вязкость растворов сополимеров индена с малеиновым ангидридом была измерена в хлороформе, ацетоне и ТГФ. Результаты определения приведены в таблицах 5.6, 5.7, 5.8 и 5.9.

По данным табл. 5.6 построены зависимости приведённой вязкости от концентрации растворов сополимера в хлороформе и ацетоне, приведенные на рис. 5.5 и 5.6. Сополимеры, полученные в ДО (смеси I и II, табл. 5.1), как было выяснено, с трудом растворимы в ТГФ и нерастворимы в ацетоне. Поэтому для них определение вязкости было проведено только в растворе ДМСО. Результаты этих определений приведены в табл. 5.6, 5.7 и 5.8 и на рис. 5.9.

Таблица 5.6 – Данные определения вязкости растворов сополимера индена с малеиновым ангидридом в хлороформе и ацетоне. Условия сополимеризации: [ПБ]=2 мас. %, 80 ºС, в растворе толуола (СПЛ 1)

Растворитель	Объём раствора, мл	Концентрация раствора, г/дл	Среднее время истечения, с	ηотн	ηуд	ηуд/С., дл/г
Хлороформ	7	0,0555	84,5	1,109	0,109	1,982
	9	0,043	83,2	1,091	0,091	2,068
	12	0,0323	82,6	1,083	0,083	2,441
	16	0,0243	81,7	1,071	0,071	2,731
Ацетон	8	0,8503	93,76	1,080	0.080	0,094
	10	0,6803	92,71	1,068	0,068	0,095
	13	0,5233	91,75	1,057	0,057	0,109
	6	0,9001	90,82	1,046	0,046	1,1108
	7	0,0870	87,54	1,0082	0,0082	0,0943
	9	0,0677	87,35	1,0060	0,0060	0,0886
	12	0,0508	87,34	1,0059	0,0059	0,1161

Рисунок 5.5 – Зависимость приведённой вязкости от концентрации раствора сополимера в хлороформе для СПЛ 1. Условия сополимеризации: [ПБ]=2 мас. %, 80 ºС, в растворе толуола

Рисунок 5.6 – Зависимость приведённой вязкости от концентрации растворов сополимера в ацетоне в соотношении инден: МА 90:10 (без комплексообразователя)

Таблица 5.7 – Данные определения вязкости растворов сополимера индена с малеиновым ангидридом в ацетоне и ТГФ. Условия сополимеризации: [ПБ] = 2 мас. %, в толуоле 80 ºС (СПЛ 2)

Растворитель	Объём жидкости, мл	Концентрация раствора, г/дл	Время истечения, с	ηотн	ηуд	ηуд/С., дл/г
Ацетон	8	0,7798	96,09	1,107	0,107	0,137
	10	0,6238	95,28	1,097	0,097	0,155
	13	0,4798	93,32	1,075	0,075	0,156
	17	0,3669	91,85	1,058	0,058	0,158
Тетрагидрофуран	8	0,8006	132.57	1,152	0,152	0,190
	10	0,6405	127,87	1,111	0,111	0,173
	13	0,4927	126,29	1,097	0,097	0,197
	17	0,3768	123,21	1,070	0,070	0,186

На основании данных таблицы 5.7 построена зависимость ηприв – С, приведенная на рис. 5.7.

Данные определения вязкости для СПЛ 3 приведены в табл. 5.8.

Рисунок 5.7 – Зависимость ηприв – С, растворов в ацетоне (1) и тетрагидрофуране (2) (СПЛ 2)

Таблица 5.8 – Данные определения вязкости растворов сополимера индена с малеиновым ангидридом в ацетоне. Соотношение инден : МА 57:43. Условия получения: [ПБ] = 2 мас. %, [Ti(BuO)4]=5 мольн %, в толуоле, 80ºС (СПЛ 3)

Объём жидкости, мл	Концентрация раствора, г/дл	Время истечения, с	ηотн	ηуд	ηуд/С., дл/г
8	0,7850	97,75	1,126	0,126	0.161
10	0,6280	96,31	1,109	0,109	0,174
13	0,4831	93,90	1,081	0,081	0,168
17	0,3694	92,12	1,061	0,061	0,165

На основании данных табл.5.8 построена зависимость ηприв - С, приведенная на рис. 5.8.

Рисунок 5.8. Зависимость η_уд/С-С раствора сополимера индена с малеиновым ангидридом (СПЛ 3) в ацетоне

Таблица 5.9 – Данные определения вязкости растворов в ТГФ сополимера индена с малеиновым ангидридом(СПЛ 4), полученного из смеси I (см. табл. 5.3)

Растворитель	Объём жидкости, мл	Концентрация раствора, г/дл	Среднее время истечения, с	ηотн.	ηуд.	ηуд/С., дл/г
ТГФ	8	0,8098	126,53	1,0993	0,0993	0,1226
	10	0,6478	125,27	1,0884	0,0884	0,1231
	13	0,4983	123.31	1,0713	0,0713	0,1290
	17	0,3811	122,12	1,0610	0,0610	0,1443
ДМСО	6	0,7331	106,54	1,0679	0,0679	0,0926
	8	0,5498	104,41	1,0465	0,0465	0.0846
	11	0,3999	103,41	1,0365	0,0365	0,0913
	15	0.2933	100,98	1,0121	0.0121	0.0413