Анализ сополимеризации индена с малеиновым ангидридом

В ходе курсовой работы была проведена полимеризация кумарон-инденовой фракции (КИФ) с МА, добавленного в количестве 10 мол. % от непредельных

Анализ сополимеризации индена с малеиновым ангидридом

Дипломная работа

Химия

Другие дипломы по предмету

Химия

Сдать работу со 100% гаранией
ния безводной хромовой смеси к 100 мл концентрированной серной кислоты добавляют 10 г тонкоизмельчённого бихромата калия или натрия (смешивание производят в фарфоровом стакане). При приготовлении и работе с хромовой смесью следует помнить, что безводная хромовая смесь опаснее концентрированной серной кислоты. Образующийся в хромовой смеси оксид хрома (ПДК=0,01 мг/м3) является едким летучим соединением.

Запрещается использовать для приготовления хромовой смеси азотную кислоту ввиду чрезвычайно высокой опасности такой смеси.

Запрещается применение смеси концентрированных азотной и серной кислот для растворения смолистых органических загрязнений на химической посуде: возможен взрыв из-за образования сульфинатов или полинитросоединений.

После окончательного ополаскивания для стекания воды посуду помещают на колках сушилки, затем помещают в сушильный шкаф, не допуская прикосновения холодной посуды к горячей. Вынимают посуду остывшей после выключения шкафа.

 

4.5 Требования безопасности при работе с легковоспламеняющимися жидкостями

 

К легковоспламеняющимся жидкостям относятся вещества с температурой вспышки (наименьшая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхнуть в воздухе от внешнего источника зажигания) ниже 610 С.

Все легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) являются токсичными веществами; многие из них при комнатной температуре образуют пероксиды, с воздухом - пожаро- и взрывоопасные смеси; они легко воспламеняются, быстро горят и с трудом тушаться.

Разряды опасности ЛВЖ:

I разряд опасности - особоопасные ЛВЖ (с температурой вспышки до - 180 С);

II разряд опасности - постоянно опасные ЛВЖ (с температурой вспышки от - 18 до 23 0 С);

III разряд опасности -ЛВЖ, опасные при повышенной температуре (с температурой вспышки от 23 до 610 С);

Общий запас одновременно хранящихся в каждом рабочем помещении ЛВЖ и ГЖ рассчитывается с учётом того, чтобы образующаяся в случае аварии взрывоопасная смесь горючих газов и паров не превышала 5 % объёма воздуха в помещении. Обычно рекомендуется хранить в одностандщартной комнате (объём помещения - 100 м3) не более 5л ЛВЖ, в двухстандартной не более 10 л и т.д.

Общее количество огнеопасных жидкостей в рабочем помещении не должно превышать суточной потребности, но не более 2 - 3 л на 1 сотрудника. Суточные нормы ЛВЖ и ГЖ утверждаются руководителем структурного подразделения по согласованию с инженером по охране труда. ЛВЖ и ГЖ (за исключением веществ, имеющих низкую температуру кипения) должны храниться в лабораторном помещении в толстостенных банках (склянках) с притёртыми пробками. Запрещается хранить ГЖ в полиэтиленовой, а также тонкостенной стеклянной посуде ёмкостью более 200 мл.

 

4.5 Техника безопасной работы с пероксидом бензоила

 

Перекристаллизацию пероксида бензоила ни в коем случае нельзя проводить при нагревании. Перекристаллизация его из горячего хлороформа опасна. Температуру его плавления определяют только в крайнем случае. Для очистки можно брать не более двух грамм пероксида бензоила.

 

5. Экспериментальная часть

 

5.1 Изучение сополимеризации инденовой фракции с малеиновым ангидридом

 

Изучение скорости накопления сополимера проводили в растворе ДО без и в присутствии комплексообразователя (смеси I и II). Состав исходной мономерной смеси с суммарной концентрацией мономеров 3 моль/л и пероксида бензоила 0,03 моль/л приведен в таблице 5.1.

 

Таблица 5.1 - Состав реакционной смеси

КомпонентМасса, г Объём компонентов при 60о С, млСмесь IСмесь IIСмесь IСмесь II12345ИФ, в т. ч. инден3,68947 3,136053,74780 3,185633,860 3,1473,921 3,196ПБ0,073000,081450,0550,061МА0,294300,298450,2240,2271,4-диоксан6,024256,053356,0976,127Тетрабутоксититан-0,02160--Всего10,0810210,2026510,23610,336В т.ч. инден+МА3,430353,484083,3713,423

Реакционную смесь вылили в откалиброванный дилатометр и следили за изменением объёма в процессе сополимеризации. Объём смеси в дилатометре, согласно откалиброванной величине Vдил и начальному значению метки Vo составил 9,1765 и 9,0815 мл.

Исходя из объёма мономеров в реакционной смеси находим для опытов 1 и 2 (смеси I и II):

 

Результаты изменения объёма для изучения процесса сополимеризации смесей I и II приведены в табл. 5.2.

 

Таблица 5.2 - Данные кинетических измерений для реакции сополимеризации инденовой фракции с малеиновым ангидридом в соотношении 90:10 мольн. % в ДО (60 °С)

Смесь IСмесь IIt, минV,млΔV,млΔV/Vист., 100 %S, %t, минV, млΔV,млΔV/Vист., 100 %S, %0,000,4900,0000,0000,000,000,5850,0000,0000,0021,000,4950,0050,1581,1411,750,5900,0050.1601,0835,800,5050,0150.4733,1416,200,5950,0100.3212,1740,800.5100,0200,6314,5431,550,6000,0150,4813,2555,200,5150,0250,7895,6846,450,6050,0200,6424,3467,800,5200,0300,9465,9058,750,6100,0250,8025,4279,400.5230,0331,0417,4973,900,6150,0300,9636,5182,800,5250,0351,1047,9494,120,6200,0351,1237,5985,700.5270,0371,1678,40124,870,6300,0451,4449,7695,850.5300,0401,2629,08134,900,6350,0501,60510,84106,500,5330,0431,3579,76138,010,6400,0551,76511,93109,900,5350,0451,42010,22156,200,6450,0601,92613,01125,500,5400,0501,57811,35188,710,6500,0652,08614,09143,100,5450,0551,73512,48213,500,6550,0702,24715,18168,500,5500,0601,89313,62240,000,6600,0752,40716,26182,500,5550,0652,05114,76206,000,5600,0702,20915,89227,300,5650,0752,36717,03266,750,5700,0802,52418,16

Выход высажденного сополимера для смесей I и II составил 18,16 и 16,26 мас. % соответственно. На основании этих величин и соответствующих им значений , равных 2,524 и 2,407, находим величину коэффициента контракции k, как соотношение и S:

.

На основании полученных значений были построены зависимости S от t, приведенные на рис. 5.1 и 5.2.

 

 

Рисунок 5.1 - Зависимость накопления полимера (S) от времени для полимеризации смеси I в 1,4-диоксане при 60оС.

 

Для изучения влияния растворителя и гетерогенности при том же соотношении ИФ и МА была проведена полимеризация в растворе толуола и диоксана. Реакционную смесь залили в шесть ампул, три из которых были наполнены раствором исходных компонентов в диоксане, а три - раствором в толуоле. Состав реакционной смеси приведен в таблице 5.3, а распределение её по ампулам и выход полимеров - в табл. 5.4.

 

Рисунок 5.2 - Зависимость накопления полимера от времени для полимеризации смеси II при 60оС (ДО).

 

Таблица 5.3 - Состав реакционной смеси для полимеризации ИФ и МА до высоких конверсий при 600 С

КомпонентМасса компонентов (г) в смесиДоля компонета (масс. %)Смесь IСмесь IIIСмесь IСмесь IIIИФ, в т. ч. инден1,85209 1,574281,45934 1,240442,15042 1,827861,72768 1,46853МА0,148511,240440,169360,13606ПБ0,040360,117020,049680,040061,4 - диоксан3,338280,03180--Толуол-2,715172,155361,73165Всего5,379244,323334,524823,63545В т. ч. мономеров1,722791,357461,997221,60459

Таблица 5.4 - Содержание реакционной смеси в ампулах и выход сополимеров при полимеризации смесей I и III

№ ампулыМасса, гВремя полимеризации, минМасса выделенного полимера, гВыход, %реакционной смесимономеров1*5,380851,722794200,3299519,152*5,632101,803237500,3789021,013*4,239801,3574613050,3366524,804**4,492201,997224200,163858,345**3,609101,604597500,1989512,406**2,798101,2440213050,3259526,20

Рисунок 5.3 - Зависимость «S - t» для полимеризации ИФ с МА в ДО

 

 

Рисунок 5.4 - Зависимость «s - t» для полимеризации ИФ с МА в толуоле (смесь III) при 60º С

Зависимость «S - t» для полимеризации ИФ с МА в ДО и толуоле приведена на рис. 5.3. и 5.4.

Чтобы выяснить влияние температуры полимеризации на скорость процесса и свойства сополимера, провели процесс при повышении температуры от 80о до 100о С. При этом смесь IV прогревали ~0,5 ч, поднимая температуру от 80 до 90оС, выдерживали при 90оС 3 ч, затем нагревали до 100о и выдерживали ещё 2 ч. В таком же режиме и с теми же катализаторами проводили реакцию исходной КИФ с МА (смесь V). Состав смеси и их содержание в ампулах, а также выход полимеров приведен в табл. 5.5 и 5.6.

 

Таблица 5.5 - Состав реакционной смеси для полимеризации ИФ и МА в ампулах при температуре 80 - 1000 С

Смесь IVСмесь VКомпонентМасса, гМасс. доля, %КомпонентМасса, гМасс. доля, %ИФ В т. ч. инден4,68540 3,9826047,82 40,65КИФ в т. ч. активная часть10,8615 4,344695,09 38,03МА0,379503,87МА0,416553,65ПБ0,051550,53ПБ0,10840,95ДТБП0,061750,63ДТБП0,124850,09Ti(Obu)40,026650,27Ti(Obu)40,036350,31Толуол4,5935046,88Всего11,4228100,00Всего9,79835100,00

5.2 Определение характеристической вязкости полученных продуктов

 

Вязкость растворов сополимеров индена с малеиновым ангидридом была измерена в хлороформе, ацетоне и ТГФ. Результаты определения приведены в таблицах 5.6, 5.7, 5.8 и 5.9.

По данным табл. 5.6 построены зависимости приведённой вязкости от концентрации растворов сополимера в хлороформе и ацетоне, приведенные на рис. 5.5 и 5.6. Сополимеры, полученные в ДО (смеси I и II, табл. 5.1), как было выяснено, с трудом растворимы в ТГФ и нерастворимы в ацетоне. Поэтому для них определение вязкости было проведено только в растворе ДМСО. Результаты этих определений приведены в табл. 5.6, 5.7 и 5.8 и на рис. 5.9.

 

Таблица 5.6 - Данные определения вязкости растворов сополимера индена с малеиновым ангидридом в хлороформе и ацетоне. Условия сополимеризации: [ПБ]=2 мас. %, 80 ºС, в растворе толуола (СПЛ 1)

РастворительОбъём раствора, млКонцентрация раствора, г/дл Среднее время истечения, сηотнηудηуд/С., дл/гХлороформ70,055584,51,1090,1091,982

Похожие работы

<< < 3 4 5 6 7 8 9 10 > >>