3.2 Методика очистки мономеров и растворителей
Малеиновый ангидрид очищали возгонкой. Инденовую фракцию выделяли при перегонке кумарон-инденовой фракции Макеевского КХЗ.
Толуол очищали методом физической осушки от воды с последующей перегонкой при атмосферном давлении. Хлороформ сушили над СаCl2, а затем перегоняли. Ацетон сушили над K2CO3 и перегоняли.
Тетрагидрофуран очищали, удаляя следы пероксидов кипячением 0,5%-ной суспензии Cu2Cl2 в тетрагидрофуране в течение 30 мин с последующей перегонкой при атмосферном давлении. Затем тетрагидрофуран сушили над гранулами КОН, кипятили с обратным холодильником и снова перегоняли.
1,4-диоксан выдерживали несколько суток с гранулами КОН после чего перегоняли над свежей щёлочью. ДМСО, выдержанный над ВаО, перегоняли в вакууме над гранулами NaOH.
3.3 Методика синтеза полимера
В предварительно взвешенную на аналитических весах колбу с помощью градуированной пипетки вносим инденовую фракцию, содержащую ~ 85 % чистого индена (~ 90 мол. %). Рассчитываем массу малеинового ангидрида (МА), соответствующую 10 мол. % от массы взятого индена; тетрабутоксититана, соответствующую 5 мол. % МА, и пероксида бензоила (ПБ). Добавляем и взвешиваем растворитель - диоксан или толуол. Количество ДО рассчитываем, чтобы суммарная концентрация мономеров в растворе составляла 3 моль/л, а толуол берём в объёме, равном суммарному объёму мономерной смеси. После взвешивания рассчитанного количества пероксида бензоила вносим его в колбу с инденовой фракцией и растворителем. Затем берём рассчитанное количество МА и Ti(Obu)4 и вносим эти компоненты в колбу с реакционной смесью. Реакционную смесь заливаем в дилатометр или ампулы. Если процесс проводится в ампулах, их взвешиваем до и после наполнения реакционной смесью, затем запаиваем и взвешиваем, после чего помещаем ампулы в термостат. Отсчёт времени полимеризации начинаем через 10 мин с момента погружения ампул. При проведении полимеризации в дилатометре время отмечаем с момента достижения максимального объёма смеси, после чего следим за изменением объёма с помощью катетометра В-630.
По истечении времени полимеризации вынимаем дилатометр или ампулы из термостата и охлаждаем их. Выливаем жидкую фазу из дилатометра в предварительно взвешенный бюкс и снова взвешиваем, после чего используем для высаждения. Раствор из бюкса или ампул постепенно переносим в химический стакан с петролейным эфиром (50 см3) при постоянном перемешивании. Если в ампуле есть твёрдый остаток, его растворяем в том же растворителе (~5 см3) и также выливаем в петролейный эфир. Отфильтровываем полученный осадок через взвешенный фильтр Шотта при помощи водоструйного насоса, предварительно смочив фильтр растворителем. После фильтрования полимер сушим в вакуум-эксикаторе, периодически взвешивая его до постоянной массы. Выход полимера ω (%) рассчитываем по формуле:
(3.1)
где S - выход полимера; - масса полимера, - масса фильтра с полимером, - исходная масса фильтра, - масса остатка полимера в стакане; - масса мономеров, - масса инденовой фракции, - масса малеинового ангидрида, -масса пероксида бензоила.
3.4 Методика определения характеристической вязкости
В предварительно взвешенную на аналитических весах колбу 1 с пришлифованной пробкой вносим сополимер индена с малеиновым ангидридом. Затем добавляем 8 см3 растворителя и снова взвешиваем. Выдерживаем раствор в закрытой колбе до растворения полимера и заливаем в вискозиметр отмеренную с помощью пипетки аликвоту через фильтр Шотта. Если полимер не растворился, фильтруем раствор через предварительно взвешенный фильтр Шотта в предварительно взвешенную колбу 2. Колбу 1 после полного испарения растворителя взвешиваем для определения потери полимера в колбе.
Далее таким же образом определяем количество полимера на фильтре Шотта. Взвесив колбу 2 с отфильтрованным раствором, уточняем его количество после фильтрования.
Начальную концентрацию раствора Со рассчитываем по формуле:
, (3.2)
где m - масса навески полимера в колбе,
V - объём раствора.
С помощью вискозиметра Уббелодде, термостатированного при температуре 30+0,1º С определяем время истечения чистого растворителя или раствора полимера, проведя по 5 измерений.
После измерения времени истечения исходного раствора полимера последовательно добавляем к раствору в вискозиметре порции растворителя и измеряем время истечения полученного раствора.
Текущие концентрации полимера в растворе рассчитываем по формуле:
, (3.3)
где V1 - начальный объём раствора,
V2 - объём раствора, соответствующий концентрации С2.
По времени истечения растворов рассчитываем их относительную, удельную и приведённую вязкость Относительная вязкость равна
, (3.4)
где t - время истечения раствора, с, t0 - время истечения чистого растворителя, с.
Удельную и приведённую вязкость рассчитываем по формулам:
, (3.5)
, (3.6)
Затем строим графическую зависимость ηприв - С и методом экстраполяции на ось ординат определяем характеристическую вязкость.
3.5 Методика статистической обработки результатов определения времени истечения
Для оценки ошибки измерения рассчитываем следующие статистические характеристики результатов эксперимента:
выборочное среднее:
, (3.7)
где xi - результаты параллельных измерений, n - число параллельных измерений (наблюдений, анализов).
Исправленная выборочная дисперсия :
. (3.8)
выборочное среднеквадратическое или стандартное отклонение
(3.9)
доверительный интервал для среднего значения измеряемой величины
, (3.10)
где - значение t-распределения Стъюдента при числе степеней свободы и уровне значимости .
4. Техника безопасности
4.1 Требования безопасности при работе со стеклянной посудой и приборами
При получении новой посуды и перед каждым использованием необходимо её тщательно осмотреть. Изделия, имеющие изъяны, нельзя использовать для работы.
Осколки разбитой посуды убираются с помощью щётки и совка, а не руками.
4.2 Работа со стеклянными ампулами
В стеклянные ампулы разрешается запаивать сконденсированные газообразные вещества, имеющие температуру кипения не ниже 120 С, заполнять ампулы не более чем на 50 % их объёма. Запрещается запаивать в ампулу вещества, при нагревании разлагающиеся со взрывом. Запаянные ампулы вскрывают только после охлаждения их ниже температуры кипения запаянного в них вещества. После охлаждения ампулы заворачивают в полотенце, затем слегка делают надрез напильником на капилляре и отламывают его. При вскрытии запаянный конец направляется в сторону, где нет людей.
4.3 Требования безопасности при проведении нагревания
Источниками опасности являются газовые горелки, электронагревательные приборы, высокая температура в рабочей зоне, присутствие в зоне нагрева ЛВЖ и ГЖ.
Запрещается использование в лаборатории электрических плиток с открытой спиралью. Для нагрева ЛВЖ и ГЖ необходимо использовать жидкостные бани с диаметром не менее диаметра нагревательного элемента плитки. В качестве теплоносителей допускается использовать только чистые жидкости, не содержащие посторонних примесей и загрязнений.
Запрещается нагревание жидкостей в закрытых колбах или приборах, не имеющих сообщения с атмосферой. Подобные работы проводятся либо в лабораторных автоклавах, либо в стеклянных толстостенных ампулах. Эти работы относятся к категории особоопасных и требуют разработки специальных инструкций по охране труда.
4.4 Мытьё посуды
Мыть посуду необходимо в течение рабочего дня, не накапливая грязную посуду на рабочем столе. В вытяжном шкафу или в общей лабораторной раковине. Грязную посуду следует складывать в специальные кюветы.
При мытье посуды надо надевать резиновые перчатки, а в случае использования агрессивных жидкостей (хромовая смесь, концентрированные щёлочи и т.п.) - защитные очки или маску, прорезиненный или полиэтиленовый фартук.
Первичное ополаскивание посуды, загрязнённой легколетучими, вредными или дурнопахнущими веществами, следует производить в вытяжном шкафу.
Мытьё органическими растворителями (этиловый спирт, ацетон, хлороформ и др.) проводят в вытяжном шкафу вдали от нагревательных приборов. Ополаскивая посуду изнутри несколько раз минимальными порциями подходящего растворителя, сливая их в специально отведенную для этого банку (слив).
С органическими веществами и растворителями хромовая смесь может иногда реагировать со взрывом. Поэтому перед мытьём хромовой смесью посуду очищают с помощью горячей воды и ерша. Необходимо тщательно удалить смазку со шлифов. Малую посуду погружают в хромовую смесь целиком на 20 минут, крупную ополаскивают небольшим количеством хромовой смеси, сливая её обратно в сосуд для хранения. Через 20 минут моют посуду тёплой водой. Для выемки посуды из хромовой смеси используют тигельные щипцы.
Для приготовле
