Катионная полимеризация стирола

Полимеризация стирола может протекать по различным вариантам, в том числе и по катионному механизму. В качестве катализаторов катионной полимеризации часто используют неорганические кислоты Льюиса – в данном случае TiCl₄. Использование этого катализатора требует проведение реакции в условиях, исключающих попадание влаги – прежде всего абсолютно сухой аппаратуры.

Стирол свежеперегнанный 3,5 мл

Тетрахлорид титана перегнанный 1 мл

Дихлорэтан сухой 70 мл

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой и продутую инертным газом в течение 3-5 мин., помещают 70 мл сухого дихлорэтана и охлаждают до 0⁰С в бане с охлаждающей смесью.

Сухой пипеткой вносят 1 мл TiCl₄ и из капельной воронки в течение 15-20 мин. по каплям вводят мономер – стирол, следя, чтобы температура не превышала 0⁰. После введения мономера смесь перемешивают еще 30 мин., а затем приливают 80 мл спирта (для разложения реакционной смеси). Через несколько минут осторожно декантируют растворитель с выделившегося маслообразного продукта реакции, прибавляют еще 10-15 мл спирта и растирают палочкой до затвердевания. Твердый полимер отфильтровывают, промывают спиртом и высушивают. Определяют выход полимера и степень конверсии мономера, а также расход катализатора в г/ г полимера.

Поликонденсация лимонной кислоты и этиленгликоля

Лимонная кислота ………………………… 6,2 г

Этиленгликоль………………………………3 мл

В двугорлой круглодонной колбе, снабженной термометром и ловушкой Дина-Старка, нагревают смесь лимонной кислоты и этиленгликоля при 150-155⁰ (следить, чтобы не было перегрева!). Через 10, 30, 60, 90 мин. после получения однородной смеси из колбы стеклянной палочкой отбирают пробы реакционной смеси (0,2 – 0,3 г, аналитическая навеска) в предварительно взвешенные конические колбы емк. 100-200 мл и определяют кислотное число. Для этого навеску растворяют в 15-20 мл этанола и титруют из микробюретки 1н раствором NаОН с фенолфталеином. Кислотное число ( количество мг NаОН, необходимое для нейтрализации карбоксильных групп в 1 г вещества) рассчитывают по формуле:

Где V – число мл 1н р-ра NаОН, пошедшее на титрование

F – поправочный коэффициент 1н р-ра NаОН

G – навеска вещества в г.

По результатам определения строят график: время – кислотное число.

Об окончании реакции судят по консистенции реакционной смеси: если при охлаждении пробы образуется стеклообразная масса, нагревание следует прекратить. Полученные полимер проверяют на растворимость в спирте, ацетоне, бензоле, а также на отверждение, для чего пробу полимера нагревают в пробирке до 180⁰; происходит отверждение за счет сшивания.

Деполимеризация полиметилметакрилата

Полиметилметакрилат – 10 г

В колбу Вюрца емк. 100 мл помещают кусочки органического стекла, присоединяют нисходящий холодильник и нагревают на плитке, хорошо изолировав колбу асбестом.

Примерно при 300⁰ полимер размягчается и начинает довольно быстро деполимеризоваться; в приемник постепенно отгоняется мономер – метилметакрилат. Перегонку продолжают до тех пор, пока в колбе не останется лишь небольшое количество (3-4 г) черного остатка.

Полученный метилметакрилат перегоняют еще раз, причем он весь перегоняется в интервале 100-102⁰. Выход мономера – около 7 г. К полученному метилметакрилату прибавляют 50-100 мг гидрохинона (ингибитор) для предотвращения самопроизвольной полимеризации при хранении.

Примечание: если полученный метилметакрилат будет использоваться на следующем занятии для определения констант сополимеризации с акриловой кислотой, то гидрохинон не прибавляют; и вообще желательно повторную перегонку метилметакрилата производить непосредственно перед определением констант сополимеризации.