Высокомолекулярные соединения. Шестаков А.С. - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

35
Обработка результатов измерения
1. Расчет V
макс
(в см
3
), максимально возможного (теоретиче-
ского) объема воды , который мог бы выделиться при исчерпываю -
щем протекании полиэтерефикации, т.е. при Р = 1 и
=
Х
. С доста -
точной для расчетов точностью можно принять, что в соответствии с
уравнением химической реакции эквивалентные количества мономе-
ров при взаимодействии должны выделять двойной эквивалент воды .
Отсюда количество воды , выделяющейся при реакции из определен -
ного количества адипиновой кислоты (g
ак
навеска (г)), можно рас-
считать стехиометрически следующим образом:
146,14 г адипиновой кислоты
(1 моль) -------36,03 см
3
Н
2
О (2 моль)
14,146
03,36
=
ак
макс
g
V
см
3
g
ак
-------V
макс
, см
3
Н
2
О
2. Определение конверсии мономеров ( Р, доли ) за время τ, с:
макс
oi
V
VV
Р
=
;
По полученным данным строят график, показывающий изменение
важнейшей характеристики поликонденсации во времени :
)(
τ
fP
=
.
3. Вычисление
- средней степени поликонденсации поли -
эфира, проводят по уравнению Карозерса:
Р
Х
=
1
1
4. Построение графика
)( τfХ =
и определение тангенса угла
наклона полученной прямой АС (см . рис.6). Эту величину с большей
точностью можно рассчитать по методу наименьших квадратов .
5. Вычисление K (лмоль
-1
с
-1
) : K = tg α/C
o
= tg α/2 M
o
, С
о
=
2М
о
, где М
о
начальная концентрация мономера (например, адипи -
новой кислоты ). Из-за трудностей определения объемной концентра-
ции (моль л
-1
) реагентов в смеси , ее в первом приближении можно
заменить близким по величине содержанием мономера (моль/1000 г
реакционной смеси ).
N
ак
----------- g
сум
М
о
----------- 1000
сум
ак
o
g
N
M
1000
=
,
где N
ак
количество адипиновой кислоты в смеси , моль; g
сум
сум-
марная масса поликонденсационной смеси , г:
g
сум
= g
ак
+ g
дэг
+ g
кат
+ g
растворителя .
6. Определение К (кг
2
моль
-2
с
-1
) : К [Кат ] = К ; К = К /[Кат ].
сум
кат
g
N
Кат
1000
][
= , где N
кат
количество катализатора в смеси , моль.
7. Оценка энергии активации процесса поликонденсации про-
водится обощением результатов двух (и более) экспериментов , про-
                                           35
      О бр абот ка р е зуль т ат ов                        изм е р е ния
                                    3
        1. Расч ет V м акс (в см ), макси мально в оз мож ного (теорети ч е-
ского) об ъ ема в оды , которы й мог б ы в ы дели ться при и сч ерпы в аю -
щем протекани и поли этереф и каци и , т.е. при Р = 1 и Х = ∞ . С доста-
точ ной для расч етов точ ностью мож но при ня ть, ч то в соотв етств и и с
у рав нени ем хи ми ч еской реакци и экв и в алентны е коли ч еств а мономе-
ров при в з аи модейств и и долж ны в ы деля ть дв ойной экв и в алент в оды .
О тсю да коли ч еств о в оды , в ы деля ю щейся при реакци и и з определен-
ного коли ч еств а ади пи нов ой ки слоты (g ак – нав еска (г)), мож но рас-
сч и тать стехи ометри ч ески следу ю щи м об раз ом:
146,14 г ади пи нов ой ки слоты
                                                           g ⋅ 36,03
(1 моль) -------36,03 см 3 Н 2 О (2 моль)          Vм акс = ак           см 3
                                                             146,14
        gак-------Vм акс , см Н 2 О
                             3

        2. О пределени е конв ерси и мономеров ( Р, доли ) з а в ремя τ, с:
                                            V − Vo
                                        Р= i         ;
                                              Vм акс
По полу ч енны м данны м строя т граф и к, показ ы в аю щи й и з менени е
в аж нейш ей характери сти ки поли конденсаци и в о в ремени : P = f (τ ) .
        3. В ы ч и слени е X - средней степени поли конденсаци и поли -
                                                             1
эф и ра, пров одя т по у рав нени ю К ароз ерса: Х =
                                                           1− Р
        4. Построени е граф и ка Х = f (τ ) и определени е тангенса у гла
наклона полу ч енной пря мой А С (см.ри с.6). Э ту в ели ч и ну с б ольш ей
точ ностью мож но рассч и тать по методу наи меньш и х кв адратов .
        5. В ы ч и слени е K′ (л⋅моль-1 ⋅с-1 ) : K′ = tg α/C o = tg α/2 M o , С о=
2М о, где М о – нач альная концентраци я мономера (напри мер, ади пи -
нов ой ки слоты ). И з -з а тру дностей определени я об ъ емной концентра-
ци и (моль⋅л-1 ) реагентов в смеси , ее в перв ом при б ли ж ени и мож но
з амени ть б ли з ки м по в ели ч и не содерж ани ем мономера (моль/1000 г
реакци онной смеси ).
        N ак ----------- gсум
                                                                         N ⋅ 1000
        М о ----------- 1000                                     M o = ак         ,
                                                                           g сум
где N ак – коли ч еств о ади пи нов ой ки слоты в смеси , моль; gсум – су м-
марная масса поли конденсаци онной смеси , г:
                       g сум = gак + g дэг + g кат + g р аст в ор ит е ля .
       6. О пределени е К (кг2 ⋅моль-2 ⋅с-1 ) : К ⋅[К ат ] = К ′; К = К ′/[К ат ].
             N кат ⋅ 1000
[ К ат ] =                , где N кат – коли ч еств о катали з атора в смеси , моль.
                 g сум
        7. О ценка энерги и акти в аци и процесса поли конденсаци и про-
в оди тся об ощени ем рез у льтатов дв у х (и б олее) экспери ментов , про-