+++лаба 3

Набухание каучуков — это процесс увеличения объёма каучука за счёт поглощения молекул растворителя, который характерен для высокомолекулярных веществ (полимеров). Набухание часто является начальным этапом растворения полимера.

Растворение полимеров с линейными гибкими цепями начинается с набухания – поглощения полимером низкомолекулярной жидкости. При этом идет главным образом диффузия небольших и подвижных молекул растворителя в полимер. Это связано с тем, что в обычных аморфных полимерах макромолекулы упакованы неплотно, и в результате теплового движения гибких цепей между ними образуются очень малые пространства, куда и проникают молекулы растворителя. Набухание далеко не всегда заканчивается растворением. Очень часто после достижения некоторой степени набухания процесс прекращается. Поэтому системы полимер – растворитель подразделяются на хорошо совместимые (полное растворение), несовместимые (практически нет даже набухания) и ограниченно совместимые (ограниченное набухание).

Цель работы - выявить зависимость набухания от природы растворителя.

Используемые приборы и химические материалы:

Реактивы:

Каучук или вулканизат;

Спирт

Бензин

Индустриальное масло И-40 с игодолом

Оборудование и посуда:

Аналитические весы;

Бюкс с крышкой;

Фильтровальная бумага;

Схема установки

Рисунок 1 - Схема установки

Рисунок 2— Вырубной пресс

1 — рычаг; 2 — станина; 3 — упор; 4 — рукоятка; 5 — направляющие; 6 — верхняя плита; 7— нижняя плита

Ход работы по стадиям

1. С помощью вырубного пресса делаем заготовки (навески) в виде квадратов

2. От каждого квадрата отрезали от 1-5 уголков для понимания номера образца в дальнейшем

3. Для проведения эксперимента берем навески различных каучуков (или вулканизатов) массой m = 0,8 – 1,0 г.

4. Образцы взвешиваваем на аналитических весах с точностью до 0,001г и помещаем в бюкс для набухания.

5. В стакан наливаем 30 мл растворителя, погружаем каучук.

6. Через определенное время исследуемый образец извлекли, удалили капли растворителя с поверхности фильтровальной бумагой и взвесили.

7. Полученные результаты заносим в таблицу.

Обработка результатов

Полимер	Масса образца до набухания, г	Растворитель	Масса растворителя	Масса полимера после набухания
МВС 1	1,043	Спирт
МВС 2	1,063	Спирт
МВС 3	1,054	Спирт
МВС 4	0,986	Спирт
МВС 5	0,982	Спирт
МВС 1	1,061	Бензин
МВС 2	1,054	Бензин
МВС 3	1,040	Бензин
МВС 4	1,029	Бензин
МВС 5	1,029	Бензин
5710 – 1	0,857	Спирт
5710 – 2	0,849	Спирт
5710 – 3	0,836	Спирт
5710 – 4	0,817	Спирт
5710 – 4	0,828	Спирт
5710 – 1	0,850	Бензин
5710 – 2	0,856	Бензин
5710 – 3	0,852	Бензин
5710 – 4	0,817	Бензин
5710 – 5	0,818	Бензин

Степень набухания оценивается с помощью весового метода:

, где

– степень набухания образца, %;

m₀ и m – масса полимера до и после набухания соответственно, г.

Полимер	m0 до набухания	m после набухания
МВС 1	1,043
МВС 2	1,063
МВС 3	1,054
МВС 4	0,986
МВС 5	0,982
МВС 1	1,061
МВС 2	1,054
МВС 3	1,040
МВС 4	1,029
МВС 5	1,029
5710 – 1	0,857
5710 – 2	0,849
5710 – 3	0,836
5710 – 4	0,817
5710 – 4	0,828
5710 – 1	0,850
5710 – 2	0,856
5710 – 3	0,852
5710 – 4	0,817
5710 – 5	0,818

Вывод

Невулканизированный каучук растворяется во многих органических растворителях, а вулканизированный каучук (резина) в той или иной степени растворяет в себе эти вещества, от чего увеличивается в объёме (набухает).

Набухание полимера может быть неограниченным и ограниченным. При неограниченном набухании полимер сначала поглощает жидкость, а затем при той же температуре переходит в раствор, образуя однофазную гомогенную систему. При ограниченном набухании полимер поглощает жидкость, но сам в ней не растворяется, сколько бы времени они не находились в контакте.