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测定链转移常数的化学实验


实验室k / 2018-09-03

       聚苯乙烯的制备    本实验所用聚合物样品必须在测定四氯化碳对苯乙烯的链转移常数的前一周的实验时间中制备.

       按表18-1的量称取四个新蒸过的苯乙烯样品分别放到25毫升容量瓶中,从天平上取下容量瓶,将适当量的浓度为7.38×10-2M的偶氮二异丁腈四氯化碳溶液从10毫升滴定管中分配给各容量瓶.溶液用蒸馏过的干燥的四氯化碳稀释到容量瓶的刻度,再称重量.

表18-1  为制备研究链转移用的样品所需苯乙烯的重量和引发剂溶液的体积

样品

苯乙烯的重量(克)

7.38×10-2M 偶氮二异丁腈的毫升数
1 9.00 2.03
2 13.00 4.20
3 14.00 4.88
4 16.00 6.44

       溶液彻底混合后,分别转移到有螺帽的瓶子中,在每个瓶子顶上放一小块聚乙烯薄膜,将瓶子放到一个不锈钢的烧杯中,再将此烧杯放到一恒温60℃的烘箱中.约三小时以后,从烘箱中取出这些瓶子,放到冰箱中直至做下次实验.

测定链转移常数的化学实验

       聚合度的测定    在激烈地机械搅拌下将聚苯乙烯溶液慢慢地倒进装有250毫升甲醇的烧杯中,使聚合物沉淀出来.此甲醇悬浮液通过一玻璃砂漏斗过滤,并每次用10毫升甲醇洗涤三次.将过滤出来的聚合物分别放进称过重量的小碟子*中,在80℃的烘箱中干燥5分钟.从烘箱中取出样品,再在50℃的真空烘箱中完成干燥过程.30分钟后,将样品从真空烘箱中取出并称重确定聚合物的产率.

       准备好两个500毫升的舍尼格尔(Schöniger)氧瓶做氯的分析.称0.01-0.02克干燥的聚合物到一张**已知重量的无灰滤纸上.将滤纸折起来包好样品,并将它嵌进舍尼格尔氧瓶卤素点火头的铂金丝篓子里,注意一定使包有样品的滤纸的一边伸出的那根窄条穿过点火灯丝.在此烧瓶中加入3毫升0.05N的NaOH溶液,用氧气将瓶子清洗2分钟,在点火头的玻璃接头上涂点润滑脂,再将点火头稳当地放在烧瓶上.将装有聚合物样品的氧瓶放在点火装置上点火.从点火装置上拿下烧瓶,摇荡,使氧瓶内的溶液与气体混合.如果燃烧后留有烟灰沉积物则说明燃烧不完全.若残存有有形的残余物,则必须准备一新的样品并重新点火.在两个氧瓶中的样品点火以后,在滴定以前放置30分钟,并不时地摇动,以保证反应生成的气体全部被溶液吸收.

       在氧瓶的唇边上加2毫升乙醇,慢慢地打开点火头,使乙醇流到铂金丝的篓子上.将氧瓶中的物质小心地转移到50毫升的烧杯中,用9毫升的乙醇洗此烧瓶和点火头(洗两次),将洗涤液加到相应的烧杯中.在每个烧杯中放一电磁搅拌棒.在烧杯和由3毫升水及20毫升乙醇混合成的空白试验液中,各加入2滴0.03%的溴酚蓝水溶液和三滴0.5%的二苯咔巴腺的乙醇溶液.然后用0.01N硝酸将溶液的pH值调到约3.5(过量1滴时,指示剂即由紫变成黄色).

       用标定过的0.02N硝酸汞溶液***滴定此氯化物溶液及空白液,直至二苯咔巴腙-汞络合物的红色不褪.

Hg+++2Cl- → HgCl2          (18-32)

       在两个燃烧过的样品以及空白液分析完后,再如法对剩下的两个样品进行分析.

       若每个聚苯乙烯分子存在四个氯原子的假定是正确的,则可由燃烧前样品的重量及由滴定测得的氯的百分含量计算每个样品的数均聚合度.

       以1/Xn对[S]/[M](浓度以克分子/升表示)作图并应用方程(18-31)可得到四氯化碳对苯乙烯的链转移常数.在你的计算中一定要保证[I]/[M]2是一常数,并要估算无溶剂存在下苯乙烯聚合的数均聚合度.

       仪器    螺旋盖玻璃瓶,25毫升容量瓶,烘箱,真空烘箱,烧杯,两个装有卤素点火头的500毫升舍尼格尔氧瓶,点火装置,10毫升滴定管,50毫升滴定管,机械搅拌器,玻璃砂漏斗与过滤装置,以及干燥用的碟子.

       化学试剂    苯乙烯四氯化碳偶氮二异丁腈甲醇,乙醇,0.05N氢氧化钠溶液,0.02N标定过的硝酸汞溶液,0.1N硝酸溶液,溴酚蓝,二苯咔巴腙.


       * 可随意处置的铝碟最合适.

       ** 滤纸切得象旗杆上的一面小旗;就是说,有1英寸见方用来装下样品,并有一1英寸长的窄条象一根蜡烛芯沿着一条边伸出.

       *** Hg(NO32溶液的配制:将3克Hg(NO32溶于500毫升0.01N的HNO3中,静置48小时.将混合物过滤,滤液用水稀释至1升,溶液用NaCl标定.


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