Вопросы по теме

1.Назовите условия, необходимые для кристаллизации полимеров

2.Какие принципиальные возможности укладывания макромолекул при кристаллизации существуют

3.Что представляет собой ламель

4.Перечислите основные типы кристаллических структур в полимерах

5.Как развивались представления о надмолекулярной структуре аморфных полимеров

6.Что общего и в чем различие пачечной и кластерной моделей структуры аморфного полимера

7. Установите взаимосвязь между сорбционными свойствами полимера и его фазовым состоянием (степенью кристалличности)

8 Что представляют собой полиэлетролитные гели.

9 В чем причина суперабсорбционных свойств полиэлетролитных гелей.

10. Что представляет собой эффект коллапса гелей.

2.1.1.Лабораторная работа «Определение плотности полимеров»

ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Плотность полимеров определяют взвешиванием. Для этого образец полимера, имеющий комнатную температуру, подвешивают на тонкой медной проволоке и взвешивают на специально приспособленных весах с точностью до 0,01 г. Затем его полностью погружают в стакан с

дистиллированной водой комнатной температуры и взвешивают в воде с той же точностью.

61

При определении плотности материала следует учитывать, что вес образца в воздухе отличается от его веса в воде на величину выталкивающей силы воды: F= т_в g, где т_в — масса воды в объеме погруженного в нее тела; g — ускорение силы тяжести. Отношение веса бруска в воздухе к разнице весов бруска в воздухе и в воде [тg/( т_вg) = т/т_в] есть относительная плотность исследуемого материала [d= т/т_в]. Умножив относительную плотность d на плотность воды при данной температуре [р_в] (табл.), вычисляют плотность материала р = dр_в

После проведения опытов запишите результаты опыта в следующем порядке

• номер образца;

• масса разновесов при определении веса образца в воздухе т (в г);

• масса разновесов при определении веса образца в воде т1 (в г);

• масса воды в объеме образца т_в = т — т ₁ (в г);

• относительная плотность исследуемого материала d ;

• плотность воды при температуре опыта р_в (в г/см³);

- плотность исследуемого материала р (в г/см³);

• среднее значение двух измерений р_ср (в г/см³);

Температура, °С

Плотность, г/см^3

Температура, °С

Плотность, г/см^3

Табл.

Значение плотности воды при различной температуре

15	0,9991	21	0,9980
16	0,9989	22	0,9978
17	0,9988	23	0,9975
18	0,9986	24	0,9973
19	0,9984	25	0,9970

62

2.1.2.Лабораторная работа «Изучение сорбционных свойств полимеров»

ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Для 6 образцов исследуемых полимеров, взятых в количестве 0,05 г., определить сорбционные свойства по отношению к воде, 2% раствору NаCl и ацетону.

Ход эксперимента:

В пробирках, имеющих снизу отверстия и пронумерованных цифрами от 1 до 6, находятся образцы полимеров различной химической природы. Образцы одного и того же полимера имеют одинаковый номер. Отбирают первые шесть пробирок с номерами 1,2,3,4,5,6. Пробирки с полимером помещают во внешние пробирки. Медленно, по каплям из шприца добавляют в каждую из пробирок с полимером анализируемую жидкость, в количестве 4 мл. Излишки жидкости, которые не сорбируются полимером, стекают во внешнюю пробирку, из которой они извлекаются с помощью шприца и снова по каплям добавляются к исследуемому полимеру. По разнице объемов приливаемой жидкости (4 мл) и жидкости, находящейся во внешней пробирке, после двукратной процедуры сорбции, определяют объем жидкости, удерживаемый полимером. Измерения начинают с определения поглощения полимерами воды. Данные заносят в Табл.1.

Табл.1

полимер	V воды	Vсоли	Vацетона
Образец №.

Рассчитывают коэффициент влагоудерживания полимером воды по формуле: К=(m_{поглощенной воды} / m_{полимера} )100%

Результаты сводятся в таблицу:

Табл.2.

полимер	К, %
Образец №.

Образец набухшего полимера, имеющий самый высокий коэффициент влагоудерживания оставляется для дальнейшего исследования, остальные образцы выкидываются, пробирки тщательно моются. С помощью иголки

63

прочищается отверстие, имеющееся внизу пробирки. После этого приступают к анализу сорбции полимерами раствора NaCl и после повторения всей процедуры, к анализу сорбции ацетона. Используемые в ходе эксперимента воду и раствор соли выливают в раковину, ацетон –в слив.

Для образца, имеющего самый высокий коэффициент влагоудерживания, проводят эксперимент по наблюдению коллапса полиэлектролитных гелей. Для этого пробирку с набухшим гелем помещают во внешнюю пробирку. Предварительно, определив диаметр пробирки, в которой находится набухший образец и высоту Н₁, на которую поднялся гель в пробирке, определяют объем набухшего полимера по формуле:

V_наб.=r²H₁

Затем, в шприц набирают 4 мл ацетона, который медленно по каплям добавляют к набухшему гелю и перемешивают палочкой. После того как будет добавлен весь ацетон, полимер уплотняют палочкой, после чего определяют объем сколапсированного геля: V_кол.=r²H₂ и определяют во сколько раз уменьшился объем полиэлектролитного геля при замене хорошего растворителя (вода) на нерастворитель (ацетон). После проведения измерения смесь воды и ацетона может быть вылита в раковину.

Путем сравнения объемов сорбированных полимерами

1) воды и раствора NaCl

2) воды и ацетона

3) ацетона и раствора NaCl

сделать обоснованные выводы о

ионогенной (полиэлекролитой) или неионогенной природе;

наличия или отсутствия развитой пористой структуры;

На основании этого определить, какие из полимеров обладают

А)развитой пористой структурой и неионогенной природой (образцы целлюлозы различной степени кристалличности);

Б)развитой пористой структурой и слабой полиэлетролитной природой (образцы модифицированной целлюлозы с различной степенью модификации);

В)непористой структурой и сильной полиэлетролитной природой (синтетические полимеры полиарилат натрия и его сополимеры )

64