химический каталог




Лабораторный практикум по синтетическим каучукам

Автор С.Я.Лазарев, В.О.Рейхсфельд, Л.Н.Еркова

нтезировать каучуки со стереорегу-лярной структурой. Применение же натрия приводит к получению каучуков, содержащих звенья, присоединенные друг к другу в различных положениях: 1,2; 1,4-чиси 1,4-гранс (для бутадиена).

Практическое осуществление полимеризации в присутствии метал-лического натрия осложняется гетерогенностью системы — процесс идет на поверхности металлического натрия. Поэтому важнейшим условием успешного проведения процесса является создание достаточно развитой поверхности катализатора. Для этого есть много возможностей - приме-нение натрия в виде специальных паст, диспергирование натрия в бута-диене (или его растворе) с получением суспензии и т. п. Однако наиболее простым способом в лабораторных условиях является применение нат-рия в виде тонкой проволоки, которую легко приготовить на специальном прессе.

Изучение полимеризации бутадиена в присутствии металлического натрия показало, что процесс в сильной степени зависит также от температуры и чистоты применяемого бутадиена. Оптимальная температура 50—60 °С. При работе с большими объемами бутадиена, например в условиях получения каучука СКБ, отвод теплоты реакции 1 300-1 700кДж/кг представляет известные трудности. При Полимеризации малых порций бутадиена в лабораторных условиях нужный режим легко поддерживается с помощью термостата. Можно вести процесс и при комнатной температуре, однако время полимеризации при этом увеличивается до 3—5 сут.

Наиболее вредные примеси к бутадиену - вода, уксусный альдегид, углекислый газ, ацетилен и некоторые другие вещества, присутствие которых резко замедляет полимеризацию и ухудшает качество полимера. Присутствие в бутадиене /3 -бутиленов, а также углеводородных растворителей не вредит процессу.

Цель работы — ознакомление с процессом полимеризации диеновых углеводородов (на примере бутадиена в присутствии натрия).Полу-чение и исследование строения и свойств натрий-бутадиенового каучука.

Реактивы и оборудование

Бутадиен, свежеперегнанный Ампулы вместимостью 50 мл

Металлический натрий Металлические патроны для ампул

Охлаждающая смесь Пресс для получения натриевой про-

волоки

Проведение опыта. Тщательно вымытую и высушенную ампулу взвешивают на технических весах и помещают в смесь льда с солью. Через 10 мин в ампулу вливают с помощью сифона 15 мл сухого бутадиена*. Обтирают горло ампулы фильтровальной бумагой, надевают на него лист картона и, не вынимая ампулы из охлаждающей смеси, надавливают в нее из пресса проволоку натрия в количестве 0,5% от массы бутадиена. После этого ампулу запаивают, взвешивают вместе с отпаянным концом, помещают в металлический патрон и ставят в изолированное помещение на 3—5 сут. Полимеризацию можно вести также в воздушном термостате

* Для качественной оценки влажности бутадиена небольшую пробу его охлаждают до —20 °С. Если в нем содержится влага, то жидкость становится мутной от выпавших кристалликов льда.

146 Л

ои 50 °С, что требует гораздо меньше времени (15—20 ч). По окончании полимеризации ампулу охлаждают в смеси льда с солью, вскрывают и

оединяют через счетчик пузырьков с газометром. Осторожно отгоняют незаполимеризовавшуюся часть бутадиена сначала при комнатной температуре, затем на масляной бане при 60-70 "С. Ампулу взвешивают, onpt деляя выход полимера. Измеряют объем выделившегося газа и анализируют его на содержание бутадиена. Составляют материальный баланс опыта по бутадиену.

Извлекают полученный полимер (разбив ампулу) и освобождают еГо от остатков натрия. Для этого полимер разрезают на мелкие куски и погружают в этиловый спирт. После высушивания исследуют свойства каучука (по заданию преподавателя) • При необходимости получить большие количества каучука полимеризацию проводят в бутылке.

Работа 13. ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ ИЗОПРЕНА В ПРИСУТСТВИИ БУТИЛЛИТИЯ

Путем полимеризации изопрена в присутствии металлорганических катализаторов можно получить стереорегулярные каучуки, весьма близкие по строению и свойствам к натуральному. Процесс проводят в присутствии бутиллития, он протекает по анионному механизму. Инициирование полимеризации происходит за счет взаимодействия мономера с бу-тиллитием по схеме:

C4H,Li+ +М —- С4Н9—М~—1Л +

В результате образуется анион, способный присоединять следующую молекулу мономера. Это легко наблюдать визуально по появлению лимон-но-желтой окраски раствора.

Рост полимерной цепи протекает по механизму внедрения молекул мономера по связи углерод — литий растущего макроаниона:

C-Li+ + >-C<------Н~^~~Ь1+

Таким образом, в отличие от радикальной и катионной полимеризации, на каждой ступени роста цепи образуется соединение, способное к самостоятельному существованию. Если реакция проводится в условиях, исключающих случайный обрыв цепи, то образуются полимерные анионы, сохраняющие свою реакционную способность в течение длительного времени - так называемые „живые" полимеры. Молекулярная масса таких полимеров связана с концентрацией мономера и катализатора простым соотношением:

М=см/Ск

где См и Ск - концентрация мономера (г/л) и катализатора (моль/л).

Следовательно, изменяя концентрацию катализатора, можно легко получить полимеры заданной молекулярной массы. Способность к

147

образованию „живых" полимеров в процессе анионной полимеризации открывает возможности для синтеза блок-сополимеров. Для этого до-статочно после завершения полимеризации одного мономера ввести в систему другой, после того как он израсходуется — снова первый или третий и т. д.

Эти особенности анионной полимеризации в присутствии бутиллития и подобных катализаторов имеют большое практическое значение и используются в производстве бутадиен-стирольных блоксополимеров, являющихся термоэластопластами.

Как уже отмечалось, роль реакций обрыва цепи в рассматриваемом» процессе невелика. При полимеризации изопрена эти реакции происходят в основном за счет примесей. Поэтому на практике полимеризация заканчивается после того, как израсходуется мономер, или прерывается путем разрушения катализатора.

Следует особенно подчеркнуть высокую реакционную способность бутиллития по отношению к влаге, кислороду и ряду других веществ. Поэтому успех и безопасность работы зависят от чистоты мономера и растворителя, а также предотвращения попадания влаги и кислорода в систему.

Цель работы — ознакомление с анионной полимеризацией изопрена в присутствии бутиллития, выделение каучука и исследование его структуры и свойств.

Приготовление раствора бутиллития. Раствор бутиллития получают путем взаимодействия металлического датия с бутил хлоридом в растворе бензола: С4Н9С1 + 2Li -* C4H9Li + LiCl.

Поскольку литий и бутиллитий весьма чувствительны к действию влаги и кислорода воздуха, необходимо пользоваться абсолютно сухими бутилхлоридом и бензолом, а все операции проводить в атмосфере сухого очищенного от кислорода азота или аргона.

Реактивы и оборудование

Бутилхлорид Прибор для реакций в атмосфере азота (аргона) с кол-

Литий бой в местимостью 5 00 мл

Бензол Прибор для фильтрования в атмосфере азота (аргона)

Проведени

страница 45
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Скачать книгу "Лабораторный практикум по синтетическим каучукам" (3.86Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
обучение сервисное обслуживанию кондиционеров
текст благодарности логопеду
мотор от гироскутеров
обеденный стол круглый раздвижной 90 см

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.09.2017)