упаковочных материалов

Лабораторная работа №2

Изучение вяскозиметрического способа определения молекулярной массы полимерных

упаковочных материалов.

Цель работы: освоить методику определения молекулярной массы полимеров вяскозиметрическим методом.

Оборудование: вискозиметр капиллярный, штатив, стеклянный сосуд.

Методические указания

Молекулярная масса М определяется из соотношения:

,

,

где – предельное число вязкости, η – вязкость раствора, η ₀ – вязкость чистого растворителя; с – концентрация раствора, г/см³, М – молекулярная масса полимера, К_m и α – константы, величина которых зависит от физических свойств полимера и растворителя. Значения этих констант для некоторых полимеров приведены в таблице 1.

Таблица 1

Описание лабораторных приборов и установок

Работа проводится с использованием капиллярного вискозиметра рис. 1, состоящего из баллона 1, капилляра 2, широкой трубки 3, через которую заливается исследуемый раствор в баллон изогнутой трубки 4, двух резервуаров 5 и 6 на концах капилляра. Верхний резервуар снабжен двумя отметками: верхней А и нижней В. Вискозиметр должен обязательно термостатироваться в стеклянном сосуде с мешалкой.

Вязкость раствора и растворителя определяют с помощью характеристики вискозиметра:

,

где τ – время истечения жидкости через капилляр, которое определяется как время прохождения мениска между верхней А и нижней В отметкой.

Рис. 1 Капиллярный вискозиметр

Порядок выполнения работы.

1. В лаборатории на рабочем месте ознакомиться с конструкцией приборов и методикой работы по определению вязкости.

2. Все операции, описанные в п.3 проводятся с чистым растворителем, затем, после промывки и просушки вискозиметра, с исследуемым раствором. В баллон заливается раствор наиболее высокой концентрации, затем добавляется расчетное количество растворителя для получения заданной концентрации и т.д.

3. Ознакомится с рецептурой и способом приготовления исследуемого раствора.

4. Приготовить растворы с различной концентрацией. Обычно 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,8; 1%.

5. Поместить вискозиметр в термостатирующий сосуд, и расположить его таким образом, чтобы уровень термостатирующей жидкости был выше на несколько сантиметров верхнего резервуара 6.

6. Залить 10 см3 исследуемой жидкости в нижний баллон 1.

7. Выдержать вискозиметр в термостате в течении 10 минут.

8. Передавить резиновой грушей через капилляр в верхний резервуар исследуемую жидкость.

9. Затем снять давление, и жидкость по капилляру перетекает в нижний баллон. Одновременно с помощью секундомера определяется время истечения жидкости τ от верхней отметки А до нижней отметки В резервуара 6, как среднее 3-4 измерений и вычисляется вязкость жидкости.

10. Провести измерение вязкости раствора и определить величину молекулярной массы образца полимера не подвергнутого переработки и образца полимера прошедшего переработку (дробление, УФ - излучение).

11. Навеску полимера нагревают до температуры плавления в пресс-форме на лабораторном электрическом прессе. Затем полученную отливку охлаждают, измельчают на ножевом измельчителе до получения порошка. По описанной выше методике проводят определение молекулярной массы полимера, полученного после измельчения.

12. Кроме механической переработки возможно исследование процесса старения полимера под действием ультрафиолета. Для этого в кварцевую пробирку наливают 8 мл исходного раствора полимера и облучают ультрафиолетовым светом, источником которого является ртутно-кварцевая лампа. Время облучения задается преподавателем (10-30 мин). Определяют характеристическую вязкость полимера в облученном растворе.

13. Результаты измерений сводятся в таблицу 2.

14. Для экстраполяции к бесконечно малому разбавленному раствору по данным измерений строят график η = f(c) (рис. 2) и, предполагая линейную зависимость на оси ординат получают величину . По результатам измерений и принятым величинам констант К_m и α определяют величину средней молекулярной массы фракции или исследуемого полимера.

15. Сравнивают во сколько раз изменилась молекулярная масса полимера после вторичной переработки.

Таблица 2

№ п/п	Растворитель	Концентрация раствора с,%	Время истечения, τ, с	Константа вискозиметра
Величина молекулярной масса, М

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Краткие сведения об исследуемом полимере.

2. Схема вискозиметра.

3. Таблицы опытных данных.

4. График изменения вязкости от концентрации, выполненный на миллиметровой бумаге.

5. Методика определение молекулярной массы М и результаты сравнения.

6. Выводы.

Контрольные вопросы.

1.Сырьевые ресурсы производства.

2. Характеристики видов сырья.

3. Определение качества сырья.