Изучение скорости радикальной полимеризации в массе
Характеристика основных стадий цепного процесса радикальной полимеризации. Особенность построения графика зависимости степени превращения монометиланилина с инициатором азобисизобутиронитрил от времени для ампул с раствором различной концентрации.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.05.2016 |
| Размер файла | 164,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Химический факультет
Кафедра высокомолекулярных соединений и коллоидной химии
Отчёт
о выполнении лабораторной работы
«Изучение скорости радикальной полимеризации в массе»
Выполнила:
Шилягина Ольга
Проверила:
Замышляева О. Г.
Нижний Новгород 2011 год
Цель работы:
Определение порядка реакции по инициатору при полимеризации в массе
Реактивы и оборудование:
Ампулы-дилатомеры
Капилляр
Пипетка
4 колбы
Секундомер
Метилметакрилат
ДАК
Теоретическая часть:
Радикальная полимеризация - это процесс образования полимера по свободнорадикальному механизму с последовательным присоединением молекул мономера к растущему макрорадикалу.
Как цепной процесс радикальная полимеризация включает в себя следующие стадии:
· инициирование цепи (зарождение свободных радикалов);
· рост цепи (присоединение молекул мономера к растущему радикалу);
· обрыв цепи (дезактивация радикальных частиц).
Для инициирования радикальной полимеризации обычно применяют вещества, которые легко распадаются на свободные радикалы.
Такие вещества называют инициаторами и вводят в реакцию в малых количествах (менее 1% от массы мономера).
Инициаторами радикальной полимеризации являются, например, органические пероксиды R-О-О-R.
При получении полиэтилена под высоким давлением для иницииpования используют кислород, который, являясь окислителем, ведет к образованию органических пероксидов ROOR и гидропероксидов ROOH.
Иницииpование может происходить также под действием различных видов излучения (ультрафиолетовое, радиационное) или повышенной температуры.
Механизм радикальной полимеризации
I стадия: инициирование (превращение части молекул мономеров в свободные радикалы). Эта стадия включает две реакции.
1. Распад инициатора.
Инициаторы типа R-O-O-R при небольшом нагревании разлагаются с симметричным (гомолитическим) разрывом неполярной связи O-O и образованием свободных радикалов R-О* или R*.
Например: радикальный полимеризация монометиланилин инициатор
2. Зарождение цепи.
Радикалы RO* или R*, образовавшиеся при распаде инициатора, присоединяются к молекулам мономера и превращают их в радикалы:
II стадия: рост цепи - последовательное присоединение молекул мономера к растущему радикалу.
III стадия: обрыв цепи (взаимодействие радикальных частиц с образованием неактивных макромолекул).
Например:
Практическая часть:
Объём ампул измеряли ацетоном с помощью капилляра. Из 25 мл раствора с концентрацией 0,01 М ДАК методом разбавление получили растворы концентраций 0,008; 0,006 и 0,002 М. Приготовленные растворы поместили в ампулы, закрытые заглушками. Данные об объёме ампул, диаметре капилляра и ?h для 8% конверсии занесли в таблицу 1.
Таблица 1. Данные об объёме ампул, диаметре капилляра и ?h для 8% конверсии.
|
№ ампулы |
V ампулы, мл |
d капилляра, мм |
СI, моль/л |
?h (10% конверсия) |
|
|
1 |
5,35 |
3,3 |
0,01 |
1,56 |
|
|
2 |
5,0 |
3,35 |
0,008 |
1,42 |
|
|
3 |
5,55 |
3,5 |
0,006 |
1,44 |
|
|
4 |
5,1 |
3,4 |
0,002 |
1,40 |
Затем ампулы опустили в термостат, предварительно нагретый до 70єС. Спустя небольшое время уровень жидкости в ампулах стал подниматься, пока не достиг максимума. Дальнейшее снижение уровня говорило о начале полимеризации. Было измерено время, за которое уровень жидкости понижался на 3 мм. Результаты занесли в таблицу 2.
Таблица 2. Глубина превращения мономера со временем
|
№ ампулы |
Время, сек |
?h, см |
Конверсия, % |
|
|
1 |
0,0 |
0,0 |
0 |
|
|
3,05 |
0,3 |
1,92 |
||
|
6,45 |
0,6 |
3,84 |
||
|
8,53 |
0,9 |
5,76 |
||
|
12,15 |
1,2 |
7,67 |
||
|
15,06 |
1,5 |
9,59 |
||
|
18,53 |
1,8 |
11,51 |
||
|
22,43 |
2,1 |
13,43 |
||
|
2 |
0,0 |
0,0 |
0 |
|
|
3,33 |
0,3 |
2,12 |
||
|
7,12 |
0,6 |
4,23 |
||
|
11,03 |
0,9 |
6,35 |
||
|
15,23 |
1,2 |
8,46 |
||
|
19,50 |
1,5 |
10,58 |
||
|
23,35 |
1,8 |
12,69 |
||
|
27,43 |
2,1 |
14,81 |
||
|
3 |
0,0 |
0,0 |
0 |
|
|
6,20 |
0,3 |
2,08 |
||
|
11,30 |
0,6 |
4,16 |
||
|
16,35 |
0,9 |
6,24 |
||
|
21,12 |
1,2 |
8,32 |
||
|
26,40 |
1,5 |
10,40 |
||
|
32,31 |
1,8 |
12,48 |
||
|
37,38 |
2,1 |
14,56 |
||
|
4 |
0,0 |
0,0 |
0 |
|
|
11,10 |
0,3 |
2,14 |
||
|
16,50 |
0,6 |
4,27 |
||
|
22,10 |
0,9 |
6,41 |
||
|
29,30 |
1,2 |
8,55 |
||
|
36,08 |
1,5 |
10,68 |
||
|
46,06 |
1,8 |
12,82 |
||
|
53,20 |
2,1 |
14,95 |
Построили график зависимости степени превращения мономера (ММА) с инициатором (ДАК) от времени для 4-х ампул с раствором различной концентрации при Т=50єС
Рисунок 1. Зависимость степени превращения ММА от времени.
V, моль/(л•с) = V, %прев./с • С(ММА)
Таблица 3. Зависимость скорости полимеризации от концентрации инициатора
|
№ ампулы |
СI, моль/л |
V, %прев./с |
V, моль/(л•с) |
-lg V |
-lg [I] |
|
|
1 |
1•10-2 |
0,0103 |
0,0936 |
1,0161 |
2,0 |
|
|
2 |
0,8•10-2 |
0,0091 |
0,08513 |
1,07 |
2,0969 |
|
|
3 |
0,6•10-2 |
0,0065 |
0,0608 |
1,216 |
2,22 |
|
|
4 |
0,2•10-2 |
0,0047 |
0,0439 |
1,356 |
2,6989 |
Рисунок 2. График зависимости логарифма скорости полимеризации от логарифма концентрации инициатора
Тангенс угла наклона этой прямой (он же угловой коэффициент в уравнении) и равен порядку реакции полимеризации по инициатору.
Таким образом, порядок реакции полимеризации по инициатору равен 0,516
Вывод:
Порядок реакции полимеризации ММА по инициатору равен 0,516.
Список литературы
1. Семчиков Ю. Д., Зайцев С. Д. Введение в химию и физику полимеров. - Изд-во ННГУ, Нижний Новгород, 2007.
2. Киреев В. В. Высокомолекулярные соединения. М.: Высш. Шк., 1992. - 512
3. Семчиков Ю. Д. Высокомолекулярные соединения. 2003. М.: Издательский центр «Академия».
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Суть процесса автоускорения при радикальной полимеризации метилметакрилата. Реологические параметры реакционной системы для выявления корреляции кинетических параметров начала автоускорения со структурой и физическим состоянием полимеризующейся системы.
статья [204,1 K], добавлен 22.02.2010Теоретические основы процесса комплексно-радикальной полимеризации. Особенности полимеризации индена и кумарона. Методика очистки мономеров и растворителей. Анализ зависимости и состава продуктов сополимеризации инденовой фракции с малеиновым ангидридом.
дипломная работа [386,6 K], добавлен 22.10.2010Молекулярная масса и влияние степени полимеризации целлюлозы на отдельные стадии технологического процесса получения искусственных волокон и пленок. Химические и физико-химические методы определения степени полимеризации целлюлозы и ее молекулярной массы.
реферат [96,4 K], добавлен 28.09.2009Изучение основных реакций, обусловливающих формирование молекулярной цепи полиизопрена, и их количественная оценка. Участие молекул мономера и непредельных фрагментов полиизопрена в определении концентрации активных центров в процессе полимеризации.
реферат [513,2 K], добавлен 18.03.2010Изучение адсорбционного взаимодействия олигомера и полимерной микрофазы и их влияния на реакционную способность метакрильных групп олигомера в радикальной полимеризации. Анализ композиции с полимерными микрочастицами, где происходит адсорбция олигомера.
учебное пособие [431,3 K], добавлен 18.03.2010Области использования оксида тория в промышленности и ядерной энергетике. Свойства тория и его соединений в роли катализаторов для органических синтезов, как практически неиссякаемого источником электронов для процессов радикальной полимеризации.
реферат [1,0 M], добавлен 19.05.2017Синтез новых сополимеров различного состава на основе акрилат- и метакрилатгуанидинов. Проведение радикальной полимеризации и сополимеризации водорастворимых мономеров: кинетические особенности реакций непредельных кислот в водных и органических средах.
диссертация [4,4 M], добавлен 27.12.2009Фолиевые краски Tough Tex Plus, их назначение. Процесс полимеризации растительных масел и способность к пленкообразованию. Образование гидроперекисей олефинов с изолированными двойными связями. Физико-химические превращения и процесс полимеризации масла.
доклад [16,4 K], добавлен 07.05.2009Зависимость изменения термодинамических величин от температуры. Метод Сато, Чермена Ван Кревелена, Андрена-Байра-Ватсона. Реакция радикальной сополимеризации. Определение температуры полураспада полиизопрена. Термодинамический анализ основной реакции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 28.05.2012Выбор и обоснование технологической схемы и аппаратурного оформления фазы производства. Описание технологического процесса изготовления поливинилхлорида: характеристика сырья, механизм полимеризации. Свойства и практическое применение готового продукта.
курсовая работа [563,9 K], добавлен 17.11.2010Рассмотрение превращения энергии (выделение, поглощение), тепловых эффектов, скорости протекания химических гомогенных и гетерогенных реакций. Определение зависимости скорости взаимодействия веществ (молекул, ионов) от их концентрации и температуры.
реферат [26,7 K], добавлен 27.02.2010Общая характеристика реакции полимеризации тетрафторэтилена. Расчет теплоемкости и других термодинамических параметров реагентов и продукта реакции. Схема построения самой длинной углеродной цепи и замещения групп. Изобарно-изотермический потенциал.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 13.12.2010Практические методы осуществления процесса полимеризации, принципы выбора инициатора и стабилизатора. Новшества в производстве суспензионного полистирола. Характеристика исходного сырья, полупродуктов и готовой продукции. Нормы технологического режима.
курсовая работа [602,9 K], добавлен 25.01.2014Влияние кислорода на полимеризацию с катализаторами. Особенности образования соединений ванадия высшей валентности. Зависимость эффективных констант скорости полимеризации этилена. Порядок подачи компонентов катализатора и кислорода в реакционную зону.
статья [362,6 K], добавлен 22.02.2010Характеристика методов получения политетрафторэтилена: эмульсионная, радиационная, суспензионная полимеризация, фотополимеризация. Кинетика и механизм суспензионной полимеризации тетрафторэтилена в воде, зависимость его плотности от молекулярной массы.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.12.2010Общие сведения о тетрафторэтилене, используемом в качестве мономера в производстве политетрафторэтилена. Исходное вещество для получения тетрафторэтилена в промышленном масштабе. Реакция полимеризации и циклизации с его участием. История открытия тефлона.
реферат [699,3 K], добавлен 14.10.2014Образование высокомолекулярного соединения из простых молекул-мономеров в ходе реакций полимеризации и поликонденсации. Процесс поликонденсации – ступенчатый процесс, в котором образующиеся продукты взаимодействуют друг с другом. Молекулярные цепи.
реферат [118,2 K], добавлен 28.01.2009Понятие и значение полимеризации, особенности стадий этого процесса на примере радикального механизма. Сущность и обзор способов получения полистирола, его физических и химических свойств как вещества. Анализ сфер применения и технология переработки.
презентация [1,7 M], добавлен 17.11.2011Особенности полимеризации акриламида в водных растворах, инициируемой персульфатом калия и специально добавленным трис- (2-карбамоилэтил) амином (ТКА). Кинетика взаимодействия в системе персульфат — ТКА. Влияние ТКА на гомолитический распад персульфата.
статья [185,6 K], добавлен 03.03.2010Аналитический обзор методов производства поливинилхлорида. Физико-химические основы производства винилхлорида. Производство поливинилхлорида методом блочной полимеризации. Эмульсионная полимеризации винилхлорида. Полимеризация винилхлорида в суспензии.
реферат [43,3 K], добавлен 24.05.2012
