Мономеры и вспомогательные вещества

С Н₂=С—СН₃ Метилметакрилат (С₅Н₈О₂)

О=С—О—СН₃ Молекулярная масса 100,1

Плотность d₄²⁰,. 0,943

Температура плавления t_пл, ^оС − 48

Температура кипения t_кип, ^оС…. 100,6

Показатель преломления п_D²⁰…………1,4146

Прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом. Растворимость в 100 г воды 1,5 г при 20 ^оС. Хорошо растворяется в большинстве органических растворителей.

С Н₂=СН Стирол (С₈Н₈)

С₆Н₅ Молекулярная масса104,1

Плотность d₄²⁰,,,0,906

Температура кипения t_кип, ^оС145, Температура плавления t_пл, ^оС− 30,6 Показатель преломления п_D²⁰1,5469

Бесцветная прозрачная жидкость с характерным запахом. Растворимость в 100 г воды 0,026 г при 20 ^оС. Хорошо растворяется в большинстве органиче-

ских растворителей.

Винилацетат (с4н6о2)

С Н₂=СН

О—СО—СН₃ Молекулярная масса...….86,1

Плотность d₄²⁰..,..0,934

Температура плавления t_пл, ^ОС...− 100,2

Температура кипения t_кип, ^ОС….73

Показатель преломления п_D²⁰..1,3953

Прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом. Растворимость в 100 г воды 2 г при 20 ^оС. Хорошо растворим в большинстве органических растворителей.

Данные мономеры относятся к легко воспламеняющимся жидкостям, горючи, смеси их паров с воздухом взрывоопасны. Обладают наркотическим и общетоксическим действием, их пары раздражают глаза и верхние дыхательные пути.

Пероксид бензоила (с14н10о4)

С₆Н₅—СО—О—О—СО—С₆Н₅

Молекулярная масса242,2

Температура плавления t_пл, ^оС……106—108

При плавлении разлагается со вспышкой. Бесцветные ромбические кристаллы без запаха. Не растворяется в воде, при нагревании растворяется в спирте, кетонах, растворяется в алифатических, ароматических, хлорированных углеводородах, в простых и сложных эфирах. Сухой 98 % пероксид бензоила взрывается при трении и ударах. Его хранят под слоем воды. При взятии навески нужно извлечь из-под воды необходимое количество, осторожно отжать между несколькими слоями фильтровальной бумаги, после чего перенести в сосуд для взвешивания.

Работа 4. Полиметилметакрилат (ПММА)

СН₃ СН₃

n СН₂=С  — СН₂—С — n

О=С—ОСН₃ О=С—ОСН₃

метилметакрилат полиметилметакрилат

Ц е л ь: ознакомление с реакцией полимеризации.

Загрузка реактивов: метилметакрилат –3 мл; пероксид бензоила – 3 мг.

Посуда: пробирка; водяная баня; воздушный холодильник.

В ы п о л н е н и е р а б о т ы. К 3 мл метилового эфира метакриловой кислоты (метилметакрилата) добавить несколько крупинок сухого пероксида бензоила и -встряхнуть до -их -растворения. Закрыть пробирку пробкой с длин-

ной вертикальной трубкой в качестве воздушного холодильника и нагреть ее на водяной бане до 80-85 ^оС.

Через 10-15 минут наблюдатся значительное увеличение вязкости жидкости, а через 30-40 минут она затвердевает (не допускать бурного кипения содержимого пробирки). Дав пробирке остыть, разбить ее (обернув предвари-

тельно куском ткани) и извлечь стерженек полимера.

Применение: для изготовления листового конструкционного бесцветно-

го и окрашенного стекла, рассеивающих экранов для светильников, декоратив-

ных ограждений, моющихся обоев, краски и грунтовок; с целью увеличения прочности для пропитки пористых материалов, для пропитки мономером бетона и керамики с последующей полимеризацией, для получения керамиче-

ских волокон.

Литература: [7], [17].-

Работа 5. Полистирол (ПС) и поливинилацетат (ПВА)

Полимеризация стирола:

n CH₂=CH  — CH₂ — CH —

С₆Н₅ С₆Н₅ n

с тирол полистирол

Полимеризация винилацетата:

n СН₂=СН  — СН₂ — СН —

ОСОСН₃ ОСОСН₃ n

винилацетат поливинилацетат

Ц е л ь: ознакомление с реакцией полимеризации.

Загрузка реактивов: мономер (стирол, винилацетат) – 3 мл; пероксид бензоила – 30 мг.

Посуда: пробирка; воздушный холодильник; водяная баня.

В ы п о л н е н и е р а б о т ы. В чистые пронумерованные пробирки внести навески пероксида бензоила (по 30 мг) и налить в каждую по 3 мл мономера (в пробирку №1 – стирол, в пробирку №2 – винилацетат).

К пробиркам с мономерами присоединить воздушные холодильники (резиновая пробка с длинной вертикальной трубкой) и поместить их в водяную баню, заранее нагретую до 70 ^оС.

Полимеризацию проводят по следующему температурному режиму:

стирол -- 70 ^оС—2 часа, 80 ^оС—1 час, 90—98 ^оС—до получения твердой нетекучей массы;

винилацетат – 70 ^оС—около 2-х часов или до получения полимерной массы.

По окончании полимеризации пробирки охлаждаются до комнатной температуры и затем извлекается полимер. Если возникают трудности с извле-

чением полимера, пробирку, обернутую чистой тряпкой, разбивают, осторожно постукивая молотком по обернутой донной части пробирки.

Применение:

• полистирол используют как облицовочный, тепло- и звукоизоля-ционный материал, для изготовления труб и сантехнического оборудования, для внутренней отделки помещений, для изготовления латексных красок и эмалей, для пропитки мономером бетона и керамики с последующей полимеризацией;

• поливинилацетат применяют в качестве связки и пластификатора керамических пресс-порошков, в качестве связующего и пленкообразующего компонента в малярных красках по штукатурке и дереву для внутренней и внешней отделки, для склеивания древесины, для получения полимерцементов и полимербетонов с повышенной прочностью на удар, изгиб и растяжение, для изготовления кирпичных блоков с повышенной прочностью швов.

Литература: [12], [13], [17].

Работа 6. Поливиниловый спирт

Химические превращения полимеров

поливинилацетат поливиниловый спирт

Ц е л ь: ознакомление с методом полимераналогичных превращений (реакцией омыления или гидролиза поливинилацетата).

Загрузка реактивов: ПВА, 30%-ный спирт. раствор – 5 г; этанол – 50 мл; щелочь, спиртовой раствор (1.12 г КОН или 0,9 г NаОН в 10 мл этанола).

Посуда: химический стакан (100мл); мешалка; капельная воронка; воронка Бюхнера.

В ы п о л н е н и е р а б о т ы. В стакан емкостью 100 мл помещают

10 мп спиртового раствора щелочи. Стакан устанавливают на магнитную мешалку и при комнатной температуре и интенсивном перемешивании приливают по каплям 5 г спиртового раствора поливинилацетата из капельной воронки, закрепленной в штативе. По мере омыления в течение 2–3 часов наблюдается осаждение из раствора поливинилового спирта. Порошкообраз-

ный белый осадок поливинилового спирта отфильтровывают на воронке Бюхнера, несколько раз промывают спиртом до нейтральной реакции, сушат в вакуум–сушильном шкафу при 30–40 ^оС.

Применение: в качестве связующего и пластификатора при изготовле-

нии тонких формовочных порошков для керамики; клеи для склеивания бумаги и дерева; для укрепления поверхностных слоев сырых керамических изделий; на его основе получают синтетическое волокно винол и лекарствен-

ные препараты.

Литература: [17].