Предисловие авторов............... 7
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ... 9
1. Радикальная полимеризация............ 9
Работа 1. Изучение кинетики полимеризации стирола в массе ... 14 Работа 2. Изучение кинетики полимеризации метилметакрилата в массе 17 Работа 3. Определение суммарной энергии активации полимеризации метилметакрилата ............. 18
Работа 4. Изучение реакции передачи цепи при полимеризации стирола 20
Работа 5. Изучение кинетики полимеризации акриламида в растворе 21 Работа 6. Влияние природы растворителя на молекулярную массу поли-
метилметакрилата............. 23
Работа 7. Изучение кинетики эмульсионной полимеризации стирола . . 24
Работа 8. Суспензионная полимеризация метилметакрилата .... 26
Литература ................ 28
2. Ионная полимеризация.............. 28
Работа 9. Катионная полимеризация стирола........ 31
Работа 10. Анионная полимеризация бутадиена........ 31
Работа 11. Стереоспецифическая полимеризация этилена..... 32
Литература ................ 34
3. Сополимеризация ............... 34
Работа 12. Определение констант сополимеризации стирола с метакрило-
вой кислотой.............. 39
Работа 13. Определение констант сополимеризации метилметакрилата с
метакриловой кислотой ........... 41
Работа 14. Определение констант сополимеризации метилакрилата с 2-ме-
тил-5-винилпиридином . *........ 42
Работа 15. Определение влияния глубины превращения на состав сополимера ................ 45
Работа 16. Изучение влияния различных растворителей на сополимериза-
цию стирола с метакриловой кислотой....... 46
Работа 17. Определение композиционной неоднородности сополимера акриламида с малеиновой кислотой по данным полярографического анализа............... 47
Работа 18. Определение констант сополимеризации метилметакрилата со
стиролом по данным газовой хроматографии..... 51
Литература................ 54
4. Поликонденсация............... 54
Работа 19. Поликонденсация адипиновой
кислоты и диэтиленгликоля 63
Работа 20. Поликонденсация дихлорангидрида 4-нитрофталевой кислоты и
этиленгликоля в растворе (неравновесный процесс) ... 65
Работа 21. Поликонденсация фталевого ангидрида и глицерина . 68 Работа 22. Поликонденсация адипиновой кислоты и гексаметилендиамина
(равновесный процесс).........• 71
Работа 23. Межфазная поликонденсация дихлорангидрида адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (неравновесный процесс) . • 72 Работа 24. Поликонденсация n-фенилендиамина и гидрохинона ... 72 Работа 25. Поликонденсация фенола с формальдегидом в кислой среде 75 Работа 26. Поликонденсация фенола с формальдегидом в щелочной среде 76 Работа 27. Поликонденсация карбамида с формальдегидом .... 77
5. Полиприсоединение............... 79
Работа 28. Получение линейного полиуретана........ 81
Работа 29. Получение эпоксидной смолы из дифенилолпропана и эпихлор-
гидрина................ 82
Работа 30. Получение эпоксидной смолы.......... 84
Работа 31. Получение эпоксидной смолы из дикарбоновых кислот и дигли-
цидилового эфира............. 85
Литература................ 86
6. Химическая модификация полимеров.......... 87
Работа 32. Получение поливинилового спирта........ 91
Работа 33. Этерификация поливинилового спирта уксусным ангидридом 93
Работа 34. Получение поливинилформаля......... 93
Работа 35. Получение поливинилбутираля......... 95
Работа 36. Полимераналогичные превращения полиметакриловой кислоты 96
Работа 37. Полимераналогичные превращения полиэтилена ...'.. 98
Работа 38. Получение блок-сополимера.......... 99
Работа 39. Получение привитого сополимера ......... 99
Литература ................ 100
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ФИЗИКА И ФИЗИКОХИМИЯ ПОЛИМЕРОВ...... 101
7. Структура и физические состояния полимеров....... 101
Работа 40. Снятие термомеханических кривых полимеров и определение
температур стеклования и текучести........ 107
Работа 41. Изучение влияния пластификатора на температуру физических
переходов поливинилхлорида термомеханическим методом 108
Работа 42. Изучение морфологии полиэтилена низкой плотности в неориентированном и ориентированном состояниях ...... 117
Работа 43. Изучение влияния условий кристаллизации на характер морфологии полимеров и их физико-механические свойства . . . 118
Работа 44. Изучение морфологии полиэтилена низкой плотности в ориентированном состоянии............ 120
Литература................ 121
8. Деформационные свойства полимеров.......... 121
Работа 45. Изучение релаксации напряжений в линейном полимере . . 131
Работа 46. Изучение ползучести линейных и сетчатых полимеров . . . 134
Литература ................ 135
9. Электрические свойства полимеров.......... 135
Работа 47. Определение электрической прочности полимерных диэлектриков
при переменном и постоянном напряжении...... 139
Работа 48. Определение удельного объемного и удельного поверхностного электрических сопротивлений полимерных диэлектриков при постоянном напряжении........... 143
Работа 49. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла
диэлектрических потерь полимерных диэлектриков .... 146
Литература ................ 149
10. Растворы полимеров.............. 149
Работа 50. Изучение взаимодействия сшитого полимера (каучука) с растворителем ............... 155
Работа 51. Изучение структуры сшитых полимеров методом равновесного
набухания............... 157
Работа 52. Изучение реологических свойств раствора полимера . . . 158 Работа 53. Определение константы диссоциации полимерной кислоты методом потенциометрического титрования ....... 159
Работа 54. Определение изоэлектрической точки полиамфолита .... 160
Литература............... . 161
11. Молекулярные массы полимеров, полидисперсность и методы их определения ................... 161
Работа 55. Определение температурной депрессии и молекулярной массы 166
Работа 56. Определение осмотического давления и молекулярной массы 170
Работа 57. Определение вязкости и молекулярной массы..... 174
Работа 58. Фракционирование методом дробного осаждения .... 178
Работа 59. Фракционирование методом дробного растворения .... 180
Литература ................ 184
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ 185
12. Исследование полимеров методом ИК-спектроскопии.....185
Работа 60. Качественный структурно-групповой анализ мономера и полимера по ИК-спектрам поглощения.........191
Работа 61. Количественное определение карбонильных групп в полиэтилене
методом ИК-спектроскопии..........193
Работа 62. Определение состава сополимера этилена с пропиленом методом
ИК-спектроскопии.............196
Литература ................198
13. Исследование полимеров методом УФ-спектроскопии.....198
Работа 63. Определение оптической плотности и расчет содержания связанного стирола в каучуке СКС-30'АРК........205
Работа 64. Определение содержания фенил-р-нафтиламина в бутадиен-сти-
рольном каучуке ............. 206
Работа 65. Определение еостава комплекса стирол—малеиновый ангидрид 206
Работа 66. Определение константы комплексообразования в системе стирол—малеиновый ангидрид .......... 207
Литература ................208
14. Дифференциально-термический и термогравиметрический анализ полимеров ...................209
Работа 67. Определение температур физико-химических превращений в полимере на дериватографе...........212
Работа 68. Проведение идентификации смесей полимеров на дерипатографе 214 Работа 69. Исследование процесса отверждения эпоксидных смол . . - 215 Работа 70. Исследование процесса поликонденсации смесей фенола и формальдегида различного состава ......... 21»
Работа 71. Определение термических характеристик полимеров на приборе с одновременной записью кривых ДТА и термомеханнческих
кривых................ •"!'
Литература ................ 219
15. Исследование полимеров методом ЯМР......... 219
Работа 72. Измерение степени конверсии метилметакрилата (ММА) в процессе полимеризации............ 227
Работа 73. Изучение отверждения эпоксидных олигомеров..... 229
Работа 74. Изучение кинетики полимеризации олигоэфиракрилатов . . 231
Литература ..........., . . . . 232
16. Полярографический метод исследования полимеров...... 232
Работа 75. Качественная идентификация некоторых полимеров полярографическим методом............. 237
Работа 76. Определение молекулярной массы полистирола по данным полярографического анализа........... 238
Работа 77. Определение растворимости полистирола по данным полярографического анализа............. 240
Литература ................ 241
17. Исследование полимеров методом газовой хроматографии . . . . 241
Работа 78. Определение состава сополимера методом пиролитической газовой хроматографии............ 249
Работа 79. Идентификация полимеров и оценка их термостабильности 250
Литература ..........., . . . . 252
Предметный указатель............... 253
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРОВ
«Практикум по химии и физике полимеров» представляет собой коллективный труд большой группы преподавателей Казанского химико-технологического института. Он содержит прописи практических работ трех типов.
Первая группа работ практикума относится к синтезу полимеров — полимеризации, поликонденсации, полиприсоединению и со-полимеризации. В эту часть включен также раздел по химической модификации полимеров, в том числе блок- и привитая сополиме-ризация.
Вторая группа работ посвящена физике и физикохимии полимеров. В нее входят лабораторные работы по структуре полимеров, свойствам их растворов, определению молекулярной массы и мо-лекулярно-массового распределения, деформации, механических и электрических свойств. При подборе этих работ сказалось, естественно, влияние специализации их составителей. Однако достоинством этого раздела является то, что все приводимые методики общедоступны и получаемые результаты легко воспроизводимы в обычной химической лаборатории.
Третья группа работ охватывает новейшие физико-химические методы исследования полимеров: ИК- и УФ-спектроскопию, ЯМР, дифференциальный термический анализ, полярографию и хроматографию. Она содержит описание методик конкретных лабораторных задач по исследованию свойств полимеров и, что особенно важно, носит методический характер, т. е. позволяет человеку, не имеющему специального опыта, поставить эксперимент по снятию термомеханических кривых, определгнию температур физических переходов, изучению релаксации напряжения и ползучести и т. д.
Каждому тематическому разделу практикума предшествует небольшое теоретическое введение, которое знакомит читателя с химией и физикохимией полимеров. В начале лабораторной работы сформулирована цель данного задания, перечислены материалы, реактивы, оборудование, приспособления и приборы, необходимые для выполнения работы. Далее идет описание самих методик и наиболее важных приемов, .которые используются для синтеза и исследования полимеров. В конце каждой работы дано задание по обработке экспериментальных данных.
