Главная Коллекция "Otherreferats" Химия Изучение скорости радикальной полимеризации в массе

Изучение скорости радикальной полимеризации в массе

Характеристика основных стадий цепного процесса радикальной полимеризации. Особенность построения графика зависимости степени превращения монометиланилина с инициатором азобисизобутиронитрил от времени для ампул с раствором различной концентрации.

Рубрика Химия
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 01.05.2016
Размер файла 164,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Химический факультет

Кафедра высокомолекулярных соединений и коллоидной химии

Отчёт

о выполнении лабораторной работы

«Изучение скорости радикальной полимеризации в массе»

Выполнила:

Шилягина Ольга

Проверила:

Замышляева О. Г.

Нижний Новгород 2011 год

Цель работы:

Определение порядка реакции по инициатору при полимеризации в массе

Реактивы и оборудование:

Ампулы-дилатомеры

Капилляр

Пипетка

4 колбы

Секундомер

Метилметакрилат

ДАК

Теоретическая часть:

Радикальная полимеризация - это процесс образования полимера по свободнорадикальному механизму с последовательным присоединением молекул мономера к растущему макрорадикалу.

Как цепной процесс радикальная полимеризация включает в себя следующие стадии:

· инициирование цепи (зарождение свободных радикалов);

· рост цепи (присоединение молекул мономера к растущему радикалу);

· обрыв цепи (дезактивация радикальных частиц).

Для инициирования радикальной полимеризации обычно применяют вещества, которые легко распадаются на свободные радикалы.

Такие вещества называют инициаторами и вводят в реакцию в малых количествах (менее 1% от массы мономера).

Инициаторами радикальной полимеризации являются, например, органические пероксиды R-О-О-R.

При получении полиэтилена под высоким давлением для иницииpования используют кислород, который, являясь окислителем, ведет к образованию органических пероксидов ROOR и гидропероксидов ROOH.

Иницииpование может происходить также под действием различных видов излучения (ультрафиолетовое, радиационное) или повышенной температуры.

Механизм радикальной полимеризации

I стадия: инициирование (превращение части молекул мономеров в свободные радикалы). Эта стадия включает две реакции.

1. Распад инициатора.

Инициаторы типа R-O-O-R при небольшом нагревании разлагаются с симметричным (гомолитическим) разрывом неполярной связи O-O и образованием свободных радикалов R-О* или R*.

Например: радикальный полимеризация монометиланилин инициатор

2. Зарождение цепи.

Радикалы RO* или R*, образовавшиеся при распаде инициатора, присоединяются к молекулам мономера и превращают их в радикалы:

II стадия: рост цепи - последовательное присоединение молекул мономера к растущему радикалу.

III стадия: обрыв цепи (взаимодействие радикальных частиц с образованием неактивных макромолекул).

Например:

Практическая часть:

Объём ампул измеряли ацетоном с помощью капилляра. Из 25 мл раствора с концентрацией 0,01 М ДАК методом разбавление получили растворы концентраций 0,008; 0,006 и 0,002 М. Приготовленные растворы поместили в ампулы, закрытые заглушками. Данные об объёме ампул, диаметре капилляра и ?h для 8% конверсии занесли в таблицу 1.

Таблица 1. Данные об объёме ампул, диаметре капилляра и ?h для 8% конверсии.

№ ампулы

V ампулы, мл

d капилляра, мм

СI, моль/л

?h

(10% конверсия)

1

5,35

3,3

0,01

1,56

2

5,0

3,35

0,008

1,42

3

5,55

3,5

0,006

1,44

4

5,1

3,4

0,002

1,40

Затем ампулы опустили в термостат, предварительно нагретый до 70єС. Спустя небольшое время уровень жидкости в ампулах стал подниматься, пока не достиг максимума. Дальнейшее снижение уровня говорило о начале полимеризации. Было измерено время, за которое уровень жидкости понижался на 3 мм. Результаты занесли в таблицу 2.

Таблица 2. Глубина превращения мономера со временем

№ ампулы

Время, сек

?h, см

Конверсия, %

1

0,0

0,0

0

3,05

0,3

1,92

6,45

0,6

3,84

8,53

0,9

5,76

12,15

1,2

7,67

15,06

1,5

9,59

18,53

1,8

11,51

22,43

2,1

13,43

2

0,0

0,0

0

3,33

0,3

2,12

7,12

0,6

4,23

11,03

0,9

6,35

15,23

1,2

8,46

19,50

1,5

10,58

23,35

1,8

12,69

27,43

2,1

14,81

3

0,0

0,0

0

6,20

0,3

2,08

11,30

0,6

4,16

16,35

0,9

6,24

21,12

1,2

8,32

26,40

1,5

10,40

32,31

1,8

12,48

37,38

2,1

14,56

4

0,0

0,0

0

11,10

0,3

2,14

16,50

0,6

4,27

22,10

0,9

6,41

29,30

1,2

8,55

36,08

1,5

10,68

46,06

1,8

12,82

53,20

2,1

14,95

Построили график зависимости степени превращения мономера (ММА) с инициатором (ДАК) от времени для 4-х ампул с раствором различной концентрации при Т=50єС

Рисунок 1. Зависимость степени превращения ММА от времени.

V, моль/(л•с) = V, %прев./с • С(ММА)

Таблица 3. Зависимость скорости полимеризации от концентрации инициатора

№ ампулы

СI, моль/л

V, %прев./с

V, моль/(л•с)

-lg V

-lg [I]

1

1•10-2

0,0103

0,0936

1,0161

2,0

2

0,8•10-2

0,0091

0,08513

1,07

2,0969

3

0,6•10-2

0,0065

0,0608

1,216

2,22

4

0,2•10-2

0,0047

0,0439

1,356

2,6989

Рисунок 2. График зависимости логарифма скорости полимеризации от логарифма концентрации инициатора

Тангенс угла наклона этой прямой (он же угловой коэффициент в уравнении) и равен порядку реакции полимеризации по инициатору.

Таким образом, порядок реакции полимеризации по инициатору равен 0,516

Вывод:

Порядок реакции полимеризации ММА по инициатору равен 0,516.

Список литературы

1. Семчиков Ю. Д., Зайцев С. Д. Введение в химию и физику полимеров. - Изд-во ННГУ, Нижний Новгород, 2007.

2. Киреев В. В. Высокомолекулярные соединения. М.: Высш. Шк., 1992. - 512

3. Семчиков Ю. Д. Высокомолекулярные соединения. 2003. М.: Издательский центр «Академия».

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2025, ООО «Олбест» Все наилучшее для вас