Получение полиэфирных смол. Определение кислотного числа полиэфира

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

[pic 1]

Инженерная школа природных ресурсов

18.03.01 «Химическая технология»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №2

Получение полиэфирных смол.

Определение кислотного числа полиэфира

по дисциплине:

Введение в химию и физику полимеров

Томск – 2022

Цель работы: провести синтез сложного полиэфира реакцией поликонденсации адипиновой кислоты и этиленгликоля.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Полиэфиры представляют собой полимеры, содержащие в основной цепи сложноэфирную группировку:

[pic 2]

Сложные полиэфиры могут быть получены в результате равновесной (обратимой) поликонденсации ди- или полифункциональных карбоновых кислот с ди- или полифункциональными спиртами:

[pic 3]

В качестве карбоксилсодержащего сырья могут использоваться ангидриды, хлорангидриды дикарбоновых кислот, низкомолекулярные сложные эфиры карбоновых кислот. Если оба мономера бифункциональны, то в результате поликонденсации образуется полиэфир линейного строения. Если хотя бы один из мономеров имеет функциональность выше двух, то образуется полиэфир разветвленного строения, способный в определенных условиях к отверждению с образованием сетчатой структуры.

Зависимость между средней функциональностью мономеров и степенью завершённости процесса поликонденсации определяется выражением:

[pic 4]

где P – степень завершённости процесса;

– средняя функциональность исходного сырья.[pic 5]

Средняя функциональность смеси мономеров равна:

[pic 6]

где: ni – число молей каждого мономера;

fi – число функциональных групп в каждом мономере.

Средняя степень поликонденсации линейных полимеров, полученных из эквимолекулярных количеств компонентов, может быть выражена через степень завершённости реакции поликонденсации:

[pic 7]

При синтезе сложных полиэфиров необходимо стремиться к эквимолярному соотношению реагентов. Избыток любого из мономеров приведет к более быстрому расходованию мономера, взятого в недостатке, что повлечет за собой остановку роста полимерной цепи и, как следствие, снижение молекулярной массы полимера. Кроме того, этот мономер способен участвовать в побочном процессе – деструкции полимера посредством ацидолиза (избыток карбоновой кислоты) или алкоголиза (избыток спирта). Поэтому в синтезе полиэфиров необходимо использовать мономеры высокой степени чистоты и при расчете загрузок учитывать их содержание в исходном сырье. Так как поликонденсация проводится при высоких температурах, возможно протекание процессов термической деструкции, окисления, способствующих разрушению или потемнению полиэфиров. Поэтому для предотвращения этих процессов целесообразно проводить поликонденсацию при пониженном давлении в инертной среде (аргон, азот).