МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Лабораторна робота
На тему:
«Визначення констант кополімеризації»
Виконала:
ст. гр. ХТ-32
Банк С. В.
Прийняв:
доц. Субтельний Р.О.
Львів-2020
Мета роботи
Синтезувати статистичний кополімер радикальною кополімеризацією та визначити констант кополімеризації.
Теоретичні відомості
Кополімеризацією називається процес синтезу полімеру з двох чи більшого числа мономерів. Ця реакція дає можливість розширювати асортимент полімерних сполук із цінними фізико-механічними властивостями, а також застосовувати для синтезу мономери, які не здатні до гомополімеризації.
Cтатистичні кополімери - це кополімери, в яких структурні ланки мономерів розміщені вздовж полімерного ланцюга у безладді.
При кополімеризації двох мономерів можливі такі елементарні стадії росту ланцюга:
| Реакція росту | Швидкість реакції |
| М1●+М1  ⁓М1 – М1● | W11=k11  |
| М1●+М2  ⁓М2 – М1● | W12=k12  |
| М2●+М2  ⁓М2 – М2● | W22=k22  |
| М2●+М1  ⁓М2 – М1● | W21=k21  |
Рівняння, яке визначає диференційний склад кополімеру:
Константи швидкості кополімеризації:
k11/k12=r1
k22/k21=r2
Виконання роботи
У 3-х хімічних склянках готують розчини стиролу з акриловою кислотою у рiзних спiввiдношеннях. Для цього у кожній склянці зважують по 0,015 г iнiцiатора - динiтрилу азо-бiс-iзомасляної кислоти (порофору) i додають по 5 мл сумiшi мономерiв у мольному спiввiдношеннi стирол: акрилова кислота = 4:1; 1:1 i 1:4. Одержанi сумiшi перемiшують до повного розчинення iнiцiатора i заливають у три різних ампули. Пiсля цього ампули продувають аргоном, герметично закривають корками i поміщають у водяний термостат при температурі 60оС. Спiвполiмеризацiю проводять до глибини перетворення 5-10%, яку визначають вiзуально за в’язкiстю реакцiйної сумiшi (утворення малов’язкого сиропу). Пiсля полiмеризацiї реакцiйну масу з ампул виливають у склянки (або чашки Петрi), у якi попередньо залито 10-15 мл 5%-го водного розчину соляної кислоти. Пiсля осадження полiмеру його декантують, старанно промивають водою, петролейним ефiром i висушують до постiйної маси у вакуум-сушильнiй шафi при температурi 60оС. Визначають глибину перетворення мономерів та склад спiвполiмеру.
Вмiст акрилової кислоти у кожному iз 3-х спiвполiмерiв визначають титруванням розчину спiвполiмеру у диметилформамiдi 0.1 н. спиртовим розчином гiдроксиду калiю.
Для цього зважують 0.3-1.0 г спiвполiмеру, додають 15-20 мл диметилформамiду i пiсля повного розчинення спiвполiмеру вiдтитровують одержаний розчин 0.1 н. розчином КОН у присутності фенолфталеїну.
Визначають вміст карбоксильних груп (%мас.):
| Зразок кополімеру | Вміст карбоксильних груп, %мас. |
| 1:1 | 33,71 |
| 1:4 | 19,00 |
| 4:1 | 51,47 |
Обчислення кількості кислоти у кополімері:
| Зразок кополімеру |  |  |
| | ||
| 1:1 |  |  |
| 1:4 |  |  |
| 4:1 |  |  |
Обчислюємо склад кополімеру (у % мол.):
| Зразок кополімеру | m1 стирен, %мол | m2 акрилова кислота, %мол |
| 1:1 | 37,17 | 62,83 |
| 1:4 | 61,31 | 38,69 |
| 4:1 | 15,77 | 84,23 |
Обчислюють константи кополімеризації:
| r1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 1,0 | 1,5 |
9
7
| r1 | r2(1:1) | r2(1:4) | r2(4:1) |
| 0,3 | 2,0551 | 0,1379 | 9,6137 |
| 0,5 | 2,7605 | 0,1254 | 11,8425 |
| 0,7 | 3,4658 | 0,3887 | 14,0712 |
| 1 | 4,5239 | 0,7837 | 17,4144 |
| 1,5 | 6,2873 | 1,442 | 22,9863 |
Будують графік
Висновок : за вихідними даними проведені обчислення констант кополімеризації показують, що мономер акрилової кислоти володіє значно вищою активністю. Але за графіком можна сказати, що дослід проведено неідеально, оскільки лінії перетинаються не в першій чверті.