Синтез співполімеру метилметакрилату і стиролу в емульсії
метилметакрилат стирол
Реактиви і обладнання: метилметакрилат (свіжоперегнаний) – 10 г; стирол (свіжоперегнаний) – 20 г; персульфат амонію – 0,45 г; хлористий натрій (10%–ий розчин) – 100 мл; прилад для синтезу (рис. 3); баня водяна; лійка Бюхнера.
У чотиришийкову колбу місткістю 500 мл, обладнану мішалкою із затвором, зворотним холодильником, крапельною лійкою і термометром (мал. 1), наливають 240 мл дистильованої води, в якій, перемішуючи, розчиняють 0,45 г персульфату амонію. Вміст колби нагрівають на водяній бані до 80°С і краплинами повільно добавляють із крапельної лійки, енергійно перемішуючи, суміш мономерів (10 г метилметакрилату з 20 г стиролу). Реакційну суміш розмішують при 80°С протягом 5 годин, після чого добуту емульсію руйнують при тій же температурі, добавляючи 10%–ого розчину хлористого натрію до повного осадження полімеру. Якщо полімер осаджується погано, замінюють крапельну лійку трубкою, яку занурюють майже до дна колби і деякий час пропускають водяну пару з пароутворювача. Суміші дають охолонути, полімер відфільтровують на лійці Бюхнера, промивають дистильованою водою, добре відсмоктують і висушують на повітрі.
Визначають вихід співполімеру.
Співполімер метилметакрилату і стиролу, добутий емульсійним способом, – біла порошкувата речовина, розчинна у бензолі. З бензольного розчину співполімер добре осаджується метиловим спиртом.
Полімеризація –капролактаму в присутності
солі АГ
ε–капролактам полі–ε–капроамід (капрон)
Реактиви і обладнання: ε–капролактам – 25 г; сіль АГ – 0,5 г; інертний газ; прилад для синтезу (рис. 4); чашка фарфорова; баня пісочна або повітряна.
У тришийкову колбу місткістю 100 мл, сполучену з мішалкою із затвором, термометром і зворотним холодильником, у форштос якого вставлено тонку скляну трубку для введення інертного газу (мал. 4), вміщують 25 г ε-капролактаму і розчин 0,5 г солі АГ (адипінат гексаметилендіамонію) в 2,5 мл дистильованої води. Реакційну суміш поступово протягом 1,5 години, періодично перемішуючи, нагрівають на пісочній або повітряній бані до температури 100–110°С. Над реакційною сумішшю весь час пропускають інертний газ (як інертний газ можна використати азот, вуглекислий газ або аргон. Азот потребує попереднього очищення від домішок кисню: з балона його пропускають через склянку Дрекселя (або іншого типу), заповнену лужним розчином пірогалолу, і потім через порожню склянку, що виконує роль вловлювача можливих краплин. Вуглекислий газ і аргон очищення не потребують). Далі температуру реакційного середовища поступово підвищують до 260°С. Якщо після двогодинного нагрівання при 260°С реакційна маса не кристалізується (проба краплини на годинниковому склі), реакцію вважають закінченою. У противному разі нагрівання продовжують ще одну годину. Готовий полімер (капрон) виливають у фарфорову чашку.
Вважають, що утворення полімеру з ε–капролактаму – ступінчастий процес з розкриттям циклу, в якому вода відіграє роль активатора:
ε–капролактам (мономер) ε–амінокапронова кислота
(димер)
Встановлено, що в процесі цієї реакції гідроліз лактамного кільця відбувається досить повільно, швидкість цього процесу підвищують збільшенням кількості води в реакційному середовищі, або добавлянням кислот чи амінів. Але при цьому спостерігається зниження середньої молекулярної маси полімеру.
Введення в реакційне середовище солі АГ також прискорює реакцію, бо ця сіль при нагріванні легко перетворюється в димер, який має карбоксильну і аміногрупи і є активним центром для зростання ланцюга макромолекули.
Полі-ε-капроамід (капрон) – тверда, дуже міцна речовина з густиною 1,14 г/см3 і температурою плавлення 215°С. молекулярна маса від 15000 до 30000.
Капрон добувають також реакцією іонної полімеризації є–капролактаму у присутності кислот, лугів, металічного натрію.
Рис.4. Прилад для полімеризації ε–капролактаму в присутності солі АГ
Полімеризація є–капролактаму в присутності