Лабораторная работа №8
Тема: влияние природы растворителя на скорость набухания сетчатого полимера.
Цель работы: измерение скорости и постоянной набухания вулканизированного натрийбутадиенового каучука в толуоле и этилацетате.
Реактивы: резина СКБ-2, толуол, этилацетат.
Приборы и посуда: прибор Догадкина для набухания (2 шт.), резиновая груша, секундомер.
Ход работы:
Набухание резины измеряют параллельно в двух растворителях с помощью прибора Догадкина.
Масса пластинки, помещаемой в этилацетат равна 0,27 г.
Масса пластинки, помещаемой в толуол равна 0,24 г.
Таблица 1. Результаты измерений
t, мин. | Vt, мл. |
| ln(q∞ - q) | |||
этилаце-тат | толуол | этилацетат | толуол | этилаце-тат | толуол | |
0 | 0,00 | 0,00 | 0,0000 | 0,0000 | 0,6650 | 1,2040 |
5 | 0,05 | 0,05 | 0,1852 | 0,2083 | 0,5649 | 1,1394 |
10 | 0,10 | 0,15 | 0,3704 | 0,6250 | 0,4536 | 0,9963 |
15 | 0,15 | 0,20 | 0,5556 | 0,8333 | 0,3285 | 0,9163 |
20 | 0,175 | 0,25 | 0,6481 | 1,0417 | 0,2595 | 0,8293 |
30 | 0,20 | 0,35 | 0,7407 | 1,4583 | 0,1854 | 0,6286 |
45 | 0,30 | 0,45 | 1,1111 | 1,8750 | -0,1824 | 0,3773 |
60 | 0,35 | 0,55 | 1,2963 | 2,2917 | -0,4337 | 0,0408 |
90 | 0,40 | 0,65 | 1,4815 | 2,7083 | -0,7702 | -0,4701 |
120 | 0,45 | 0,70 | 1,6667 | 2,9167 | -1,2811 | -0,8755 |
150 | 0,525 | 0,80 | 1,9444 | 3,3333 | - | - |
, 
Логарифмическая зависимость степени набухания резины в этилацетате:
Логарифмическая зависимость степени набухания резины в толуоле
По зависимости ln(q∞-q)=lnq∞ - Kt определяем константы набухания:
Кэтилацетат = 0,015
Ктолуол = 0,017
Зависимоть степени набухания резины в толуоле (I) и этилацетате (II) от времени
Задание
Набухание – это процесс поглощения жидкости полимерными телами, при этом происходит увеличение размеров тел, так как жидкость проходит и остается между макромолекулами полимеров. Различие скорости набухания одного и того же полимера в различных растворителях связано с различием в подвижности молекул этих растворителей, полярностью молекул, размерами молекул растворителя, что сказывается на способности в проникновении этих молекул между звеньями полимера.
Вопросы
1. Чем больше сшит полимер, тем меньшей способностью к набуханию он обладает, так как плотная упаковка макромолекул мешает свободно проникнуть молекулам низкомолекулярных веществ. Можно сказать, что он характеризуется меньшей степенью набухания.
2. Это кинтическая кривая набухания, которое сопровождается вымыванием примесей из полимера.
3. Степень равновесного набухания полимера зависит от гибкости цепи и природы полимера и растворителя. Таким образом, если в одном и том же растворителе происходит набухание различных полимеров с одинаковой степенью сшивки, то наибольшей степенью набухания будет характеризоваться тот, который имеет наиболее гибкую цепь. В нашем случае это следующий ряд (растворитель неполярный – бензол): полидиметилсилоксан (полярный, Тс = -123°С)< полиизопрен(Тс = -73°С) < полибутадиен (Тс = -40°С).
