Контрольные вопросы и упражнения

1.Что понимают под смачиванием? Метод определения угла смачивания.

2. Значение процесса смачивания в технологических процессах.

3. Какова природа процесса смачивания? Что обозначают термины: адгезия, когезия, коэффициент растекания?

4. Что такое гидрофобизация? Какие вещества используются в качестве гидрофобизаторов (запишите их молекулярные формулы)?

5. В каких случаях повышают гидрофобность поверхности материалов, а в каких увеличивают гидрофильность? Приведите конкретные примеры.

Работа №4. Растворы полимеров

Цель работы: познакомиться с процессом растворения полимеров и факторами, влияющими на растворимость полимеров; определить степень набухания полимера объемным методом; научиться качественному определению растворимости полимеров в различных растворителях.

Реактивы: набор образцов полимера, набор растворителей: вода, ацетон, этиловый спирт, толуол, уксусная кислота и др.

Оборудование: водяная баня, прибор для определения степени набухания полимеров, штатив с маркированными пробирками.

Экспериментальная часть

Опыт 4.1. Определение степени набухания полимера

Определение набухания проводится в приборе (рис. 9), состоящем из двух стеклянных шариков, соединенных градуированной трубкой объемом 2 мл.

Рис. 9. Схема прибора для определения степени набухания полимеров

Через отверстие верхнего шарика залейте растворитель до верхней метки трубки (V₁). Взвешенный с точностью до 0,01 г на воздухе образец полимера наколите на проволоку и подвесьте к пробке, которой закрывают верхний шарик прибора. Прибор переверните так, чтобы растворитель покрыл полимер, выдержите 1 час и возвратите в исходное положение.

По шкале отметьте объем растворителя (V₂) после поглощения его об­разцом и найдите ∆V= V₁ – V₂, т. е. количество поглощенного растворителя. Из полученных данных рассчитайте степень набухания полимера (х) %:

х = ∆Vρ_p100/g , (6)

где ρ_p – плотность растворителя, г/см³; g – навеска полимера, г.

Опыт 4.2. Качественное определение растворимости полимеров

В пробирки поместите приблизительно по 0,2 г измельченного полимера и налейте по 2 мл растворителей. Пробирки промаркируйте карандашом по стеклу, после чего оставьте в штативе при комнатной температуре, периодически осторожно встряхивая. По истечении часа отметьте характер изменений полимера в пробирках.

Если полимер набухает, но не растворяется, пробирку поместите в водяную баню, предварительно нагретую до 50 ⁰С (источник нагрева должен быть отключен), и выдержите 10 – 15 мин, наблюдая за изменениями полимера в этих условиях.

Результаты опыта по растворимости полимеров запишите в рабочую тетрадь в виде таблице (табл. 5), в которую внесите номер пробирки с указанием полимера, растворителя и наблюдения.

Таблица 5

Зависимость растворимости полимеров от вида растворителя

Растворитель	Растворимость
	Растворяется на холоду (при нагревании)	Набухает на холоду (при нагревании)	Нерастворим

Выводы из наблюдений сделайте, руководствуясь литературными данными, представленными в табл. 6.

Таблица 6

Растворимость полимеров

Полимер	Растворитель
Полиэтилен, полипропилен	Ароматические углеводороды (бензол, толуол и др.), хлорпроизводные углеводородов при нагревании
Полиметилметакрилат и другие полиакрилаты	Ацетон, сложные эфиры (этилацетат и др.), ароматические углеводороды, хлорпроизводные углеводородов
Окончание табл.6
Полимер	Растворитель
Полистирол	Ароматические углеводороды, хлорпроизводные углеводородов
Полиэфирные смолы линейного строения в неотвержденном состоянии	Низшие спирты, ацетон, сложные эфиры, хлорпроизводные углеводородов
Жидкие и неотвержденные фенолформальдегидные смолы	Ацетон, этиловый спирт
Жидкие и неотвержденные карбамидные смолы	Вода
Полиамидные смолы	Уксусная кислота
Сложные эфиры целлюлозы	Ацетон, сложные эфиры
Простые эфиры целлюлозы	Хлорпроизводные углеводородов
Карбоксиметилцеллюлоза, полиакриламид	Вода
Поливинилхлорид	Хлорпроизводные углеводородов

Выводы

По результатам проведенного исследования в опыте 4.2 сделайте заключение – какое строение имеет изученный полимер:

а) полимер растворяется полностью, образуя прозрачный бесцветный или окрашенный раствор, следовательно, полимер имеет __________ строение;

б) образец растворяется не полностью, и на дне пробирки остается твердый осадок, следовательно, полимер имеет __________ строение и в его составе присутствует __________;

в) образец набухает, но не растворяется, следовательно, полимер имеет __________ строение;

г) образец не растворяется и не набухает, следовательно, полимер имеет __________ строение.