Изучение сорбционных свойств полимеров

ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Для 3 образца 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 3, находятся образцы полимеров различной химической природы. Образцы одного и того же полимера имеют одинаковый номер. Отбирают первые три пробирки с номерами 1,2,3. 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 Таблицу

полимер	V воды	Vсоли	Vацетона
Образец №.

Рассчитывают коэффициент влагоудерживания полимером воды по формуле: К=(m_{поглощенной воды} / m_{полимера})´100%, Результаты сводятся в таблицу:

полимер	К, %
Образец №.

Образец набухшего полимера, имеющий самый высокий коэффициент влагоудерживания оставляется для дальнейшего исследования, остальные образцы выкидываются, пробирки тщательно моются. С помощью иголки 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.=pr²H₁

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.=pr²H₂ 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)

Контрольные вопросы и задания

1.В чем сущность процесса набухания.

2.Что может являться причиной ограниченного набухания.

3.Какие сведения о полимере можно почерпнуть из данных по набуханию.

4.Что характеризует константа Хаггинса c и от чего она зависит.

5.От каких факторов зависит набухание и растворение полимеров.

6.Какие бывают гели, чем различаются их свойства.

7.Что представляет собой процесс абсорбции, какие факторы на него влияют.

8.Что представляют собой полиэлетролитные гели.

9.В чем причина суперабсорбционных свойств полиэлетролитных гелей.

10.Что представляет собой эффект коллапса гелей