Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
полимеризация лекции.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
998.91 Кб
Скачать

Методы изучения процесса радикальной полимеризации

Применяют физические и химические методы, позволяющие с определенной точностью установить изменение свойств реакционной массы от времени.

1. Гравиметрия. Этот метод основан на определении массового содержания полимера за определенные промежутки времени.

Полимеризацию ведут в запаянных ампулах при заданных температурах и содержании мономера и инициатора. Вскрывая через определенное время ампулы, осаждают полимер, тщательно отмывают от непрореагировавшего мономера, сушат до постоянной массы и взвешивают.

2. Дилатометрический метод. Основан на изменении объема реакционной смеси в процессе полимеризации, что связано с изменением удельной массы (плотности) при переходе от мономера к полимеру. Применяют приборы-дилатометры и проводят реакцию в термостате. Для расчета контракции V используют уравнение изменения объема с плотностями полимера и мономера.

V= ,

где dp – плотность полимера; dm – плотность мономера.

3. Интерферометрический (оптический) метод: основан на измерении коэффициента преломления реакционной массы в процессе ПМ. Определяют на рефрактометре в течение всей реакции. Для подсчета конверсии в % используют экспериментально найденный коэффициент преломления (h0). Например для ПММА % полимера = 1,22*10-3h0; для ПС % полимера = 1,73*10-3h0.

4. Методы, основанные на определении остаточного мономера в реакционной смеси в ходе полимеризации.

а). химический метод. Например, определение остаточных двойных связей иодометричсекий, бромометрическим методом.

б). спектрофотометрические методы основаны на изменении интенсивности полосы поглощения двойной связи мономера в ИК-области.

в). хроматографические методы (ГЖХ).

г). полярографическое определение остаточного мономера и др.

5. Калориметричсекие методы основаны на определении выделяющегося тепла, которое линейно связано с превращением мономера в полимер и может быть использовано для определения общей скорости реакции полимеризации.

Методы постоянно совершенствуются, автоматизируются с использованием ЭВМ.

Гель проникающая хроматография

Т.к. на гель-хроматограммах отражаются все изменения, связанные с глубиной ПМ, метод используется для исследования кинетики реакций, протекающих по радикальному или ионному механизму. При этом устанавливаются и взаимосвязи между молекулярными характеристиками и свойствами полимера, либо определяют вид кинетической схемы ПМ и вычисляют константы элементарных реакций.

Используют два основных метода исследования:

- градиентный или метод производных моментов, основан на решении систем алгебраических уравнений, составленных исходя из классических схем радикальной ПМ., при определенном выборе условий эксперимента;

- метод разностных хроматограмм, представляющий собой прямой экспериментальный метод определения производных моментов молекулярно массового распределения (ММР) полимера по степени превращения (Х) или времени ПМ (t) путем вычитания гель-хроматограмм полимера, образующихся к моменту времени t11) из гель-хроматограмм полимера, образующегося к последующему моменту времени t22). Результат представляет собой гель-хроматограмму полимера, образовавшегося в интервале времени t2-t1.

Физические основы метода заключаются в том, что исследуемый раствор полимера протекает через колонку, наполненную пористым сорбентом. Разделение смесей компонентов основано на распределении вещества между подвижной (текущий растворитель) и неподвижной (растворитель в порах сорбента) фазами, т.е. на разной способности макромолекул полимера проникать в поры гранул геля, откуда и произошло название метода.