Степень набухания –это количество растворителя в граммах, которое поглощает 1 г полимера на рассматриваемой стадии набухания при определенной температуреОпределяя степень набухания через заданные промежутки времени, можно получить кривые, характеризующие кинетику набухания. Аналитически эти кривые можно представить дифференциальным уравнением:
dV/dt = kнаб. (amax - at) (7) где t – время, amax – степень предельного набухания, at – степень набухания к моменту времени t, kнаб – константа скорости набухания, зависящая от природы полимера, природы растворителя и температуры. После интегрирования уравнения (7) оно принимает вид:
Понятно, что скорость набухания различных ВМС надо сравнивать по наклону касательных, проведенных к кривым из начала координат, а характеризовать способность высокополимера к набуханию по предельной степени набухания.
Нельзя смешивать понятия «степень набухания» и «скорость набухания», так как эти понятия не совпадают (рис.2).
Рис.2.Зависимость степени набухания от времени: 1 – быстро набухающий полимер с малой степенью набухания; 2 – медленно набухающий полимер с большой степенью набухания.
1.1.1.Лабораторная работа «Определение качества растворителя методом набухания» ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ Взвесить образец полимера. Для одного образца полимера провести исследование процесса набухания в двух указанных растворителях. Время эксперимента должно составлять не менее 150 минут. Экспериментальные данные занести в таблицу:
Построить графики зависимости степени набухания от времени. Определить характер кривой набухания (ограниченное или неограниченное набухание) Определить равновесную степень набухания (в том случае, если это возможно). Определить константы набухания по графику зависимости:
Определить константы Хаггинса в том случае, когда это возможно, пользуясь уравнениями 1-3. Сделать вывод о качестве растворителей.
Данные, необходимые для работ: Мтолуола=92 r толуола=0, 87 Мгексана=86 r гексана=0, 66 Мциклогексана=84 r циклогексана=0, 78 МсПБ=10000 МnПБ=120000 r ПБ =0, 92
МсСКИ=12000 МnСКИ=400000 r СКИ =0, 90
МсДВС=9000 МnДВС=250000 r ДВС=0, 88 Вариант 1. Образец для исследования –полибутадиен (ПБ). Растворители –толуол и гексан. Вариант 2. Образец для исследования –наполненный синтетический каучук изопреновый (СКИ). Растворители –циклогексан и толуол. Вариант 3. Образец для исследования –дивинилстирольный сополимер. Растворители –толуол и циклогексан.
|
(8)
от t как тангенс угла наклона, и сделать выводы о скорости набухания сравниваемых образцов полимеров.
