Получение эпоксидных смол. Работа получение эпоксидного олигомера из дикарбоновых кислот и диглицидилового эфира определение эпоксидных групп цель работы
 Скачать 37.51 Kb.
|
|
РАБОТА 6. ПОЛУЧЕНИЕ ЭПОКСИДНОГО ОЛИГОМЕРА ИЗ ДИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ И ДИГЛИЦИДИЛОВОГО ЭФИРА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭПОКСИДНЫХ ГРУПП ЦЕЛЬ РАБОТЫ: синтез эпоксидного олигомера; определение и расчет степени завершенности реакции (постадийно); определение содержания эпоксидных групп, молекулярной массы и растворимости олигомера. ПРИБОРЫ И ПОСУДА: трехгорлая колба емкостью 100 см3, электромеханическая мешалка, термометр, колба Эрленмейера, бюретка для титрования на 50 см3,пипетка мерная на 1 см3. РЕАКТИВЫ: адипиновая кислота, себациновая кислота, диглицидиловый эфир, диоксан, хлорид железа, 0,05 н раствор в спирте гидроксида калия, ацетон, гептан, фенолфталеин (спиртовой раствор). МЕТОДИКА РАБОТЫ В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и термометром, помещают 2 г (0,013 моль) адипиновой кислоты (или себациновой кислоты), 3,6 г (0,027 моль) диглицидилового эфира и 17 см3диоксана. Содержимое перемешивают в течение 10 мин, после чего добавляют катализатор 0,02 г хлорида железа(1 % от массы кислоты). Реакцию проводят при температуре 90 °С в течение 5 ч. Для изучения кинетики процесса в ходе синтеза пипеткой отбирают пробу реакционной массы по 0,1 см3(для определения кислотного числа). Первую пробу отбирают сразу же после добавления катализатора, следующие - через каждый час. Взятые пробы растворяют в ацетоне (проверив предварительно его нейтральность) и титруют 0,05 н раствором гидроксида калия. Полученный после окончания реакции олигомер высаживают трехкратным избытком гептана, отделяют от растворителей и вакуумируют. Определяют содержание эпоксидных групп в олигомере и его молекулярную массу. Диоксан – легко воспламеняющаяся жидкость! Работу проводить обязательно в вытяжном шкафу в отсутствие огня! ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ Степень завершенности реакции определяют по формуле, %  ,где V0 – объем 0,05 н раствора КОН, израсходованного на титрование первой пробы реакционной смеси, взятой сразу же после добавления катализатора, см3; V – объем 0,05 н раствора KOH, израсходованного на титрование пробы в момент времени τ, см3. Далее определяют растворимость олигомера при комнатной температуре, содержание эпоксидных групп и молекулярную массу олигомера. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭПОКСИДНЫХ ГРУПП Метод определения эпоксидных групп основан на способности эпоксидной группы полимера присоединять хлорид водорода с образованием хлоргидрина:  По разности между количеством введенной и непрореагированной кислоты, определяемой титрованием щелочью, рассчитывают содержание эпоксидных групп. Для проведения реакции гидрохлорирования используют различные растворители: ацетон, пиридин, смесь хлороформа с пиридином, диоксан, сложные эфиры. Растворители тщательно высушивают, так как в присутствии воды могут протекать нежелательные побочные реакции. Очень часто определяют не процентное содержание эпоксидных групп, а «эпоксидный эквивалент» или «эпоксидное число». Эпоксидный эквивалент – это масса одного грамм-эквивалента, выраженная в граммах. Если предположить, что полимер имеет линейное строение и на каждом конце цепи содержится по одной эпоксидной группе, тогда эпоксидный эквивалент будет равен 1/2 средней молекулярной массы диэпоксидного олигомера, 1/3 средней молекулярной массы триэпоксидного олигомера и т. д. Эпоксидное число – это число эпоксидных групп, содержащихся в 100 г олигомера. Делением эпоксидного числа на 100 получают значение эпоксидного эквивалента. ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ Навеску испытуемого олигомера (0,2–0,6 г) взвешивают с точностью 0,0002 г, помещают в коническую колбу и добавляют пипеткой 30 см3 0,2 н раствор HCl в ацетоне. Колбу закрывают пробкой, выдерживают 2,5 ч и вносят 10 см3ацетона (для предотвращения помутнения раствора при титровании). После перемешивания избыток HCI оттитровывают 0,1 н раствором NаОН в присутствии фенолфталеина. Анализируют две пробы, из полученных результатов принимают среднее значение. Параллельно ставят нейтральный опыт. Содержание эпоксидных групп X рассчитывают по формуле, %  ,Где V1 – объем 0,1 н раствора NаОН, израсходованного на титрование контрольной пробы, cм3; V2 – объем 0,1 н раствора NаОН, израсходованного на титрование анализируемой пробы, см3; F – поправочный коэффициент 0,1 н раствора NаОН; 0,0043 – количество эпоксидных групп, соответствующее 1 см3 точно 0,1 н раствора NаОН, г; g – навеска, г. ПРИМЕЧАНИЕ Для приготовления 0,2 н раствора HCl в ацетоне к 1000 см3сухого перегнанного ацетона добавляют 17 см3концентрированной HCI (d=1,18–1,19 г/cм3). Перед анализом следует определить кислотность или основность анализируемого продукта (титрованием 0,1 н раствора щелочи или кислоты) и внести при расчете соответствующую поправку. Выполнение работы: Готовим раствор HCl в ацетоне, где 100 мл ацетона и 1,7 мл HCl. Берем навеску смолы: m(пустой колбы)=64,83 г m(смолы)=0,58 г *Смола из большой банки V2(титранта)=32,7 мл V1=64,8 мл  |