4

1. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЭЛАСТОМЕРОВ

Свойства эластомеров зависят от химического строения цепей, молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, присутствия примесей и других факторов. Натуральный каучук и синтетические ,каучукиполученные полимеризацией диеновых углеводородов, в своем составе имеют двойные связи и являются весьма реакционно способными соединениями. Они вступают в реак-

ции присоединения и замещения, изменяют свою структуру под влиянием различных физических факторов(нагревания, действия света, ионизирующих излучений и т.д.). Изменение молекулярной структуры приводит к изменению свойств полимера.

Непредельность	каучука	определяет	способность		его	к	химичес
превращениям, в результате чего образуются полимеры с новыми свойствами.
Одно из свойств каучукарастворимость				в различных	растворителях,
позволяет судить о	его	физико-химических		характеристиках, о		форме	его
макромолекул. Известно, что		чем ближе	химическое сродство полимера и

растворителя, тем выше растворимость полимера в данном растворителе. Молекулярная масса и форма макромолекул также влияют на растворимость полимера. Линейные полимеры гораздо легче растворяются, чем разветвленные, а сетчатые не способны растворяться даже при полном сродстве растворителем. Сравнительно легко растворимы аморфные полимеры и не растворимы полимеры в кристаллическом состоянии.

Процессы взаимодействия полимеров с низкомолекулярными жидкостями, приводящие к набуханию и растворению полимеров имеют большое практическое значение как при переработке полимеров, так и при эксплуатации полимерных изделий. Например, многие синтетические волокна и пленки получают из растворов. Процесс пластификации, применяемый в производстве изделий из полимерных материалов, основан на набухании полимеров в пластификаторах.

Лаки и клеи - это растворы полимеров. В этих случаях важно, чтобы полимеры хорошо набухали и растворялись в низкомолекулярных жидкостях.

С другой стороны, очень часто изделия из полимерных материалов в процессе эксплуатации соприкасаются с различными жидкими средами и для увеличения срока их службы очень важно, чтобы изделия не взаимодействовали с этими средами.

1.1. ВОПРОСЫ ДЛЯ ДОПУСКА К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

1.Что такое непредельность каучука?

2.Методы определения непредельности каучука.

3.Написать структурные формулы следующих : каучуковнатурально- го,бутадиенового,полихлоропренового,бутилкаучука,этилен-пропи- ленового.Оценить их непредельность.

4.Растворимость каучуков. Факторы, определяющие растворение и набухание полимеров.

5

5.Методы определения растворимости каучуков.

6.Состав каучуков НК и СК. Роль органических кислот в процессе синтеза, при переработке каучуков,их влияние на свойства.

7.Метод определения органических кислот.

ЛИТЕРАТУРА

1.Догадкин Б.А. Химия эластомеров. /Б. А. Догадкин, А. А. Донцов, В. А.

Шершнев. - М.: Химия, 1981, с.14-33, 103-129.

2.Тагер А. А. Физикохимия полимеров. - М.: Химия, 1978, с.271-278.

3. Химия и технология синтетического каучука. /Кирпичников П.А. и др. - Л.:

Химия,1970, с.369-378.

1.2.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА "ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕПРЕДЕЛЬНОСТИ КАУЧУКА С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСТВОРА БРОМИСТОГО ИОДА "

Химическое определение двойных связей в эластомерах производится путем галоидирования иодом или бромом.Возможность и точность определения зависит от растворимости полимера.Определение непредельности каучука связано с присоединением галоида к каучуку, растворенному в четыреххлористом углероде. Присоединение галоида к каучуку протекает по реакции( 1 ). Одновременно с

основной реакцией протекает побочная реакция замещения водорода галоид,связанная с выделением эквивалентного количества галоидоводородной кислоты. С целью подавления побочных процессов (2) реакцию ведут на холоде и в темноте.

-CH2-CH=CH-CH2-+ BrI		-CH2-CH-CH-CH2-			(1)
		½	½
		Br	I
-CH2-CH-CH-CH2- + BrI		--_ -CH2-CH-CH-CH- + HBr				(2)
|	|	|	|	|
I	Br	I	Br	I
Определение непрореагировавшего			галоида(		избыток	) основано на

определении иода ( эквивалентное количество тиосульфата), образующегося при взаимодействии бромистого иода с иодистым калием по реакции:

BrI + KI I2 + KBr

I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6

По разности между количеством взятого для анализа галоида(эквивалентное количество тиосульфата ) и количеством непрореагировавшего галоида (эквивалентное количество тиосульфата) вычисляется количество галоида, присоединенного к каучуку, по реакции присоединения(1) и замещения (2).

6
Определение количества галоида, присоединенного к каучуку	по реакции
замещения (2),основано на определении иода(эквивалентного	количества

тиосульфата), образовавшегося при взаимодействии галоидоводородной кислоты с иодноватокислым калием по реакции:

6HBr + KIO3 + 5KI --_ 3I2 + 3H2O + 6KBr

I2 + 2Na2S2O3 --_ 2NaI + Na2S4O6

По разности между общим количеством йода(эквивалентное количество тиосульфата ),присоединенного к каучуку по реакциям присоединения(1) и замещения (2), и количество йода(эквивалентное количество тиосульфата ),присоединенного к каучуку по реакциям замещения (2), вычисляется количество галоида, связанного с каучуком по реакции присоединения (1).

В склянке с притертой пробкой на500 мл растворяют навеску каучука около 0,1г в 100 мл четыреххлористого углерода. Для этой цели колбу ставят в темное

место и оставляют на	ночь при комнатной температуре; зат м				в колбу		с
растворенным полимером	медленно	при	помешивании	вводят10 мл		0,05Н
раствора бромистого йода, колбу закрывают пробкой и ставят в темное место на
30 мин; затем приливают в колбу50 мл воды, 10 мл свежеприготовленного 5%
раствора йодистого калия, содержимое колбы перемешивают 1-2 мин. и титруют
0,05 H раствором тиосульфата натрия, добавляя к концу титрования5 мл 0,5%
раствора крахмала.
КОЛИЧЕСТВО	ВСТУПАЮЩЕГО		В	РЕАКЦИЮ			Г
ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ	СРАВНЕНИЕМ			КОНТРОЛЬНЫМС
ОПЫТОМ,ПРОВЕДЕННЫМ В ТЕХ		ЖЕ	УСЛОВИЯХ	И С	ТЕМ	ЖЕ

КОЛИЧЕСТВОМ РАСТВОРИТЕЛЯ И РЕАКТИВА.

Содержание групп С=С или					диенового мономера,содержавщего двойную
связь, Х (вес.% ),рассчитывают по формуле:
		M
	(v - v )× N ×		M	×100
X =	1		n		,	где
	1000 × g

M - молекулярная масса группы С= С или диенового мономера,содержащего двойную связь;

V -обьем раствора тиосульфата натрия,пошедший на титрование контрольного опыта, мл;

V1- обьем раствора тиосульфата натрия,пошедший на титрование раствора полимера, мл;

N -нормальность раствора тиосульфата натрия;

n -эмпирический коэффициент (количество грамм-атомов реагента,расходуемое на 1 моль групп С = С );

g -навеска полимера,г.

7
Значения коэффициента n :
Полимеры с винильной группой	2
Полибутадиен , сополимеры бутадиена с различными мономерами,
сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена или
гексадиенов	2
Сополимер изобутилена и изопрена (бутилкаучук),сополимер
этилена, пропилена	3

1.3.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА " ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ ПОЛИМЕРА "

Количественное определение растворимости основано на растворении каучука,помещенного в среду растворителя,и определении содержания растворенной части каучука в растворителе.

МЕТОДИКА РАБОТЫ

Отвешенную на аналитических весах	навеску0,5 г мелко нарезанного
каучука кладут в батистовый мешочек,который	сверху завязывается ниткой.Затем

мешочек с каучуком помещают в склянку со шлифом и наливают в 50неемл растворителя.Склянку с содержимым закрывают пробкой,помещают в мешочек из плотной ткани и затем ставят под тягу в качалку,где перемешивают в течение4-х часов.Склянка с содержимым остается в качалке(без перемешивания) в течение 16 часов,после чего производят перемешивание еще 2 часа.

Определяют концентрацию толуольного раствора полимера,для этого берут пипеткой 25 мл (точно) раствора и наливают его в предварительно взвешенный

прокаленный до	постоянного	веса тигель.Последний помещается сначала в
кипящую водяную	баню для	испарения растворителя,а затем в сушильны
шкаф,где при температуре70оС			сушится	до		постоянного . весаПроцент
растворившегося
каучука определяют по формуле:
% растворившегося каучука =			(a - a1 )×50 ×100		,	где

C ×10

а - вес тигля с остатком после сушки, г; а1- вес пустого тигля, г;

C - навеска каучука, г.

1.4.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА " ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ"

Определение органических кислот основано на экстрагировании их и навески каучука спиртотолуольной смесью и титровании полученного раствора едкой щелочью.