Порядок выполнения работы

В двухгорлую колбу с обратным холодильником и вводом для инерт-

ного газа помещают 3 г поливинилового спирта, 3 г ацетата натрия и 36,9 мл ацетангидрида и включают ток азота. Реакционную смесь сначала нагревают на водяной бане в течение 2 ч, затем нагревание продолжают над электрической плиткой без бани до полного растворения осадка.

Для полного выделения поливинилацетата в колбу-реактор наливают 50 мл ацетона и перемешивают содержимое колбы стеклянной палочкой до получения гомогенного раствора. Полученный полимер аккуратно осаждают в 2 л горячей воды, выливая раствор в воду небольшими порциями при тщательном перемешивании. Полученный осадок промывают на воронке Бюхнера до нейтральной реакции, контролируя промывные воды индикатором. Осадок взвешивают на аналитических весах. Степень этерификации ɑ ( в %) рассчитывают по формуле:

ɑ = × 100

где .) – изменение массы полимера в результате реакции этерификации, определенное опытным путём; – изменение массы полимера при условии полимерного превращения.

Далее определяют способность исходного поливинилового спирта и полученного поливинилацетата растворяться в ацетоне, воде, тетрахлориде углерода. Полученные данные вносят в таблицу:

Форма записи результатов

Полимер	Растворимость в растворителях
	вода	ацетон	тетрахлорид углерода

Контрольные вопросы.

1. Способы отверждения ПВА?

2. Методы подбора растворителя

3. Основные физико-химические свойства ПВА

Рекомендуемая литература

1. Линдеман M. Полимеризация виниловых мономеров. - M., 1973. – 5112 с.

2. Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата, Л., 1983. – 856 с.

3. А.М. Шур Высокомолекулярные соединения. Изд. «Высшая Школа» М-1966 г.

Контрольные задания для СРС

1.Применение поливинилацетата в производстве

2. Методы полимеризации поливинилацетата

3. Описать наиболее распространенные виды ПВА

Лабораторная работа № 5

Кинетика набухания высокомолекулярных веществ

Цель: Определить степень набухания образца полимера

Приборы и реактивы: стакан 100мл, аналитические весы, фильтровальная бумага, расстворитель , образец полимера

Теоретические основы

Взаимодействие полимеров с растворителем обычно начинается с набухания. набуханием называют увеличение объема и веса высокомолекулярного вещества (ВМС) за счет поглощения низкомолекулярной жидкости (НМЖ) или ее паров. Причиной набухания служит различие свойств двух компонентов – ВМС и НМЖ, молекулы которых различаются по своим размерам в тысячи раз, а, следовательно, и по подвижности. В результате этого процессу растворения полимера всегда предшествует его набухание. Процесс набухания – это процесс одностороннего смешения, обусловленный большими размерами молекул ВМС.

Набухание связано с изменением структуры полимера, что приводит к значительному увеличению объема и массы образца. При этом не происходит разрыва химических связей вдоль цепи, а нарушаются более слабые межмолекулярные связи.

Основным фактором, обусловливающим набухание и растворение аморфных линейных полимеров, прежде всего, является их полярность. Если звенья цепи макромолекулы и молекулы НМЖ близки по полярности, то энергия взаимодействия между однородными и разнородными молекулами примерно одинакова происходит набухание (неограниченное или ограниченное). Если звенья цепи ВМС и растворителя сильно различаются по полярности, то ни набухания, ни растворения

Растворение ВМС тесно связано с гибкостью цепи (то есть со способностью полимерной цепи менять конформацию). Механизм растворения заключается в отделении цепей макромолекул друг от друга и диффузии их в НМЖ. Гибкая цепь может перемещаться по частям, поэтому нет необходимости отделения цепей друг от друга по всей длине, что требуют большой затраты энергии. Поэтому полимеры с гибкими цепями, как правило, неограниченно набухают и растворяются. Неполярные аморфные полимеры с гибкими цепями растворяются практически в любой неполярной жидкости. Жесткие цепи не могут перемещаться по частям, поэтому для их отделения друг от друга следует затратить значительную энергию. Аморфные линейные полимеры, жесткость цепей которых обусловлена присутствием полярных групп, хорошо набухают в сильнополярных жидкостях, но, как правило, при комнатной температуре в них не растворяются. Энергия взаимодействия между цепями зависит от их длины, поэтому для отделения длинных цепей друг от друга требуется большая затрата энергии чем для раздвижения коротких. Так с увеличением молекулярного веса в одном полимергомологическом ряду способность к растворению в одном и том же растворителе уменьшается. Это различие в способности к растворению используется для разделения полимеров на фракции. Для большинства полимеров растворимость с повышением температуры увеличивается. Ограниченно набухающие линейные полимеры при нагревании, как правило, растворяются. Образование химической связи между цепями препятствует отделению цепей друг от друга и переводу их в раствор. Сшитый полимер может ограниченно набухать. При наличии частой пространственной сетки полимер теряет способность набухать. Например, при увеличении содержания серы в полимере способность вулканизированного каучука к набуханию непрерывно падает, а эбонит (32 % серы) вообще не набухает.