Список літератури для оформлення роботи і підготовки теоретичного матеріалу

Опрацювати розділ 14.4 підручника [6] та 6.3.1 посібника [3]

19. Лабораторна робота 19 Визначення молекулярної маси полімеру віскозиметричним методом Теоретична частина

В’язкість – властивість рідин та газів чинити опір переміщенню однієї їх частини відносно іншої під час зсуву та інших видів деформацій. Кількісною характеристикою в’язкості є динамічна в’язкість. Розбавлені розчини оцінюють характеристичною в’язкістю [η]. У розчинах високомолекулярних сполук значення характеристичної в’язкості значно перевищує таке для відповідного чистого розчинника і пропорційне зміні молекулярної маси полімеру. Тому для систем полімер-розчинник можна застосувати віскозиметричний метод визначення молекулярної маси, який є найпростішим і не потребує значних витрат часу.

Середньов’язкісну молекулярну масу полімеру (M) визначають за рівнянням Марка-Куна-Хаувінка:

(3.1),

де K – константа, яка залежить від природи розчинника і полімеру;

α – константа, яка характеризує форму макромолекул.

Вимірювання в’язкості проводять у спеціальних приладах – віскозиметрах, наприклад, у віскозиметрі ВПЖ-1. За допомогою цього приладу визначають час витікання розчинника та час витікання розчинів полімеру з різними концентраціями.

Беручи до уваги, що густина розведеного розчину полімеру і густина розчинника мають приблизно однакові значення, можна розрахувати питому в’язкість за формулою

η_пит= (τ d - τ₀ d₀)/ τ₀ d₀=( τ - τ₀)/τ₀, (3.2)

де τ₀ і τ – час витікання розчинника і час витікання розчину;

d₀ і d – густина розчинника і розчину.

Отримані значення використовують для розрахунку зведеної в’язкості за формулою

. (3.3)

Після цього будують графік залежності зведеної в’язкості від концентрації полімеру η_прив= f(w) (рис. 3.3). Екстраполяцією прямої до нульової концентрації на осі ординат відсікають відрізок, значення якого дорівнює характеристичній в’язкості. У рівнянні, яке описує пряму y=ax+b, x - масова частка ПВС у розчині (w); b - характеристична в’язкість розчину ПВС [η].

Логарифмуючи рівняння (1), отримують

lg[η] = lg K+ α lgM, звідки lgM = (lg [η]- lg K)/α, (3.4)

і молекулярну масу полімеру знаходять як антилогарифм величини lgM.

Рисунок 3.3 - Залежність зведеної в’язкості від концентрації розчину полімеру

Контрольні запитання і вправи

1 Дати визначення понять «полімер», «мономер», «структурна ланка», «ступінь полімеризації».

2 Що означає поняття характеристична в’язкість полімеру в розчині, як вона пов’язана з молекулярною масою полімеру?

3 Як обчислити питому, зведену, характеристичну в’язкість розчину ВМС?

4 Скласти формулу структурної ланки полівінілового спирту, описати його властивості, галузі використання.

5 Полівінілацетат підлягає гідролізу. Один із продуктів цієї реакції – полівініловий спирт. Скласти схему зазначеної реакції.

6 Поліетилен з відносною молекулярною масою близько 500 є в’язкою рідиною. Обчислити ступінь полімеризації цього поліетилену.