А. А. Айдарбекова магистр, аға оқытушы, Н. А. Сәндібаева п.ғ. к., доцент м а



Pdf көрінісі
бет45/90
Дата15.12.2023
өлшемі4,01 Mb.
#138042
түріСабақ
1   ...   41   42   43   44   45   46   47   48   ...   90
Х И М И Я 
 
 
ӘОЖ 541.(64+127):547.952 
АКРИЛАМИДПЕН АКРИЛОНИТРИЛ СОПОЛИМЕРІ НЕГІЗІНДЕГІ 
ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТТЕР 
 
Ж.Б.Досымова– магистрант, Б.Н.Бурисова– магистрант,
Е.Ж.Меңліғазиев– х.ғ.д., профессор (Алматы қ., Қазмемқызпу) 
Аннотация:
бұл мақалада акриламид пен акрилонитрил сополимерлерінің гидролизі 
қарастырылған. 
Түйін сӛздер:
акриламид, акрилонитрил, гидролиз, сополимер, модификация. 
Бүгінгі таңда, ғалымдар суда жақсы еритін полимерлер буындар құрамында кӛптеген 
функционал топтары бар полиэлектролиттер алу жолдарына және оларды ӛндірісте 
пайдалануына кӛңіл бӛлуде. Оларды кӛбіне полимерді модификациялау әдісімен алады.
Осыған орай осы мақаланың мақсаты акриламидтің акрилонитрил сополимерінің 
85-15 мас% сілті ерітіндісіндегі гидролизденуін зерттеу. Ол үшін сополимердің
гидролиздену дәрежесіне сілті концентрациясы, жүйе температурасы және гидролиздену 
уақыт қарастырылды. Бұдан гидролиздену сілтінің 2,0 моль/л қатынасында 43 пайыздық 
мӛлшерде, 70ºС және процесс бір сағат аралығында ӛтетіні анықталды. 
Тәжірибе үшін алынған: акрил қышқылының нитрилі d-0,811 г/см
3
, қайнау 
температурасы 77,3°С, калий гидроксиді ТУ6-09-2540-87, дистилденген су, ГОСТ 6709-72, 
динитрил азо-бис-изомай қышқылы. 
Сополимерлену процесін жарты литрлік, үш тесікті (трехгорлая колба) бірінші 
температураны, екіншісі айналдырғышы, үшіншісі сырттан құйғышы сонымен қатар, 
полимерлену жүйесіне инертті газ бергіш бар ыдыста ӛткізілді.
Полимерлену процесінен бӛлшектеліп алынған заттар сонымен қатар, жалпы 
түзілген бұйымды спиртте жуып полимерлер мен иницаторлардан тазартады, кептіріледі. 
Полимерлену процесінің басталуын, жүйе температурасы тұрақталған соң, оған енгізген 
мономерге немесе мономерлер ерітіндісіне қажетті есептелген инициатор енгізілген 
уақытымен ӛлшенеді [1-2]. 
Полимердің және сополимердің гидролизденуін жүйеге есептелген мӛлшердегі, сілті 
мӛлшерінің ерітіндінің рН немесе амид топтардың гидролиздену дәрежесін универсиалды 
иономердің ЭВ-74-тің кӛмегімен анықталды. 
Алынған полимер немесе сополимер құрылымын JASCO-A-32 маркалы инфрақызыл 
аппаратында KRS әйнегіне жабыстырылған қабыршық (пленка) сәуле ӛткізу арқылы 
анықталды. Функционал топтардың сандық мӛлшерінін табу үшін тексерілетін ерітіндіге 
(полимердің 1-2%) калийдың стандартты роданиды енгізіледі.
Аппаратта түсірілген инфрақызыл спектрлерін белгілі, стандартты функционал 
топтардың спектрімен салыстыру арқылы анықталды [3-5]. 
Гидролизденген полимер микроқұрамындағы функционал топтарды ЯМР 
13
С бұл 
үшін TESLA BS-567 A аппаратының қызметтік жұмыс жиілігі 25,142 МГц қолданып, 
оның ішкі салыстырмалы стандартына гексаметилдисилоксан пайдаланылды. Спектр 
жазылуы 60°С аралығында ӛткізілді, ал сызықтар (спектрлер) идентификациялауы мына 
нұсқауларға сүйенілді [6]. 
Бүгінгі күнде, акриламид полимерлерін жер бұрғылау үшін қолданылатын ерітінді 
ретінде пайдаланатыны бірақ оның кӛмір қышқылына және күкіртті органикалық 
қосылыстарға тӛзбейтіні белгілі [7]. Осы кемшілігін жою мақсаты үшін Ресейде 
акриламидтің акрилонитрил сополимерінің гидролизі тексерілді [8].


Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы №1(43), 2013
103
Аталған жұмыстардан белгілі бір дұрыс, мағұлмат алу мүмкін болмағандықтан, осы 
еңбектің мақсаты акриламидпен акрилонитрил сополимерінің, белгілі құрылымы, 85:15 
массалық қатынас алынып, осы сополимердің гидролиздену процесін тексеру. 
Сополимердің гидролиздену дәрежесіне қажетті калий гидроксидінің мӛлшері 
зерттеліп, одан сілті мӛлшерінің ұлғаюы, жүйеде гидролиздену процесінің жылдамдығын 
және гидролиздену дәрежесінің артатынын кӛрсетті. Сонымен қатар, гидролиздену 
процесі алғашқы 30 минут аралығында 48 %-дың дәрежесімен ӛтетіні және анықталды. 
1-сурет. Акриламидтің акрилонитрилмен 85:15 массалық қатынасы сополимерінің 
гидролиздену дәрежесіне сілті концентрациясының моль/л 1-0,1; 2-0,5; 3-0,2 0(9) 4,0 (-0-) 
және уақыттың әсері 
Акриламид және нитрил топтарының гидролиздену процесіне температураның 
әсерін зерттегенде реакция 70-75°С аралығында 48-49%-дық дәрежеде функционал топтар 
карбоксил тобына айналатыны дәлелденді. Сол үшін бұл процесс ықтимал температурада 
(70-75°С) 35-45 минут аралығында ӛтетіні дәлелденді. 
2-сурет. Акриламидтің акрилонитрил сополимерлерінің гидролиздену дәрежесіне 
жүйе температурасының әсері, t-2 сағат; КОН-1,0 моль/л. 
Полимер тізбек буындағы функционал топтардың химиялық активтілігі 
(реагенттерге, ортаға, қысымға, температураға) сол функционал топтарының реагенттерге 
кездесу функциясына тура пропорционал екендігі белгілі. Осылай болса, алынған 
сополимердің (акриламид акрилонитрил 85:15 мас%) сілті ерітіндісіндегі гидролизденуіне 
олардың ерітіндідегі жүйедегі концентрациясына тәуелділігі айтпасада түсінікті. Бұл 
зерттеу жұмысынан сополимердің жүйедегі концентрациясы неғұрлым аз болса, ондағы 
функционал топтардың гидролиздеуші агенттерге жету мүмкіншіліктері жоғары 
болатыны кӛрсетілді. 


104 Вестник Казахского государственного женского педагогического университета №1(43), 2013 
3-сурет. Акриламидтің акрилонитрил сополимерінің (85:15 мас% -70°С, КОН-0,8 
моль/л) гидролиздену дәрежесіне жүйедегі сополимерлер мӛлшеріне (%) байланыстығы
1-2,0; 2-6,0; 3-10,0; 4-13,0 
Жоғарыда кӛрсетілген зерттеулерден сополимерлердің гидролиздену дәрежесінің 
50% аспайтыны, біздің ойымызша, жүйедегі нитрил топтарының сілті молекулаларының 
әсерінен амид топтарға, температураның әсерінен циклді қосылыстардың пайда болу 
мүмкіншіліктерін шегеруге болмайтындықтан. 
Сонымен, акриламидтің акрилонитрилмен (85:15 мас%) сополимері сілтілік 
гидролиздену кезінде полимер тізбек буынында акриламид, нитрил және карбоксил 
топтары болатын жаңа сополимер алынды. Ондағы функционал топтардың (-СООН; -
CONH
2
, -C≡N) концентрациясы гидролиздену процесінің толық жүру-жүрмеуіне 
байланысты. Сол себепті олардың тізбектерінің буынында аталған топтардың мӛлшерін 
ЯМР 
13
С(^Н) аппаратымен тексерілді. 
Тізбек буынындағы нитрил топтардың блокты орналасуы циклді қосылыс беретіні, 
жүйедегі температураға байланысты ал сілтінің әсерінен амидті және карбоксил топқа 
айналуы тӛмендегі механизм бойынша ӛтетіні белгілі 
Осылай болса, біздің жағдайда, акриламидтің акрилонитрилді (85:15 мас%) 
сополимерінің сілтілік гидролиздену нәтижесінде түзілген сополимерлер тізбек 
құрамында амидті нитрилді және карбоксилді топтардың бар жоқтығы, оларды алу 
кезінде гидролиздену процесі алынған мынандай толқын жиіліктері (МГц) табылды.


Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы №1(43), 2013
105
4-сурет. Гидролизденуге дейінгі сополимер (а) микроқұрамында акриламидтің СО 
(190м.д) –СН (40м.д) –СН
2
- (34м.д) акрилонитрилдің -С≡N (~120м.д) –СН (35м.д) –
СН
2
(25м.д). ал гидролиздену кезінде (б,в) және соңындағы (в) сополимер толқын 
жиіліктерінен (м.д) акриламидтің -СО, ≡СН, =СН
2
; акрилонитрилдің ≡СН,-СН
2
; акрил 
қышқылының ≡СН-, -СН
2
- бар екенін кӛруге болады. 
Нитрил (-С≡N) тобына тән толқын жиілігінің (б-гидролиздену кезінде (120м.д) 
гидролизденуге дейінгі-а) 120м.д гидролизденуден кейін (в) жоғалғанын кӛруге болады. 
Бұл гидролиздену кезінде сополимер тізбек буынында нитрил тобының жоқтығын 
кӛрсетеді. Ол топтың жоғарыда кӛрсетілгендей амидке одан карбоксил тобына 
айналатыны дәлелденді. 
Синтезделген сополимер ең соңғы тізбек буындарында, «кӛрші эффектісі» әсерінен, 
блокты амидті және карбоксилді сополимер алу мүмкіншілігі осы гидролиздену процесі 
арқылы ғана алу мүмкіншіліктеріне жетуге болатыны дәлелденді. 
Алынған сополимер арқылы химиялық модификацияға түсіру арқылы сополимердің 
жаңа түрлерін алуға болады. 
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 
1. Рекламный проспект фирмы Kem-Tron Inc. (Техас, США) / Межд. Выставка 
«Нефть и газ, Миодж 97», Москва, 1997. 
2. O.K.Швецов Синтез-анионных полимерных ПАВ и получение бутадиен-
нитрильных каучуков с их использованием. / Диссертация докрахим. наук. г. Ярославль, 
1990. 
3. Металловедение и технология металлов: Учебник для вузов; Под ред. 
Ю.П.Солнцева М.: Металлургия, 1988. - 512 с. 
4. Новая закалочная среда на основе полимера ПК-2 / Анненкова В.З., 
Л.Н.Жданкович, В.М.Анненкова и др. // Металловедение и термическая обработка 
металлов, 1986, №10, с.3-6. 
5. Термопас-34 новый универсальный регулятор фильтрации буровых растворов / 
O.K.Швецов, В.А.Алаичев, Е.В.Зотов, Е.Я.Оксенойд // Нефтяное хозяйство, 1997, №5, с. 
10-13. 
7. E.H.Зильберман, A.A.Старков, Э.Г.Померанцева Исследование гидролиза 
полиакрилонитрила при высоких температурах / Высокомолекулярные соединения, 1977, 
т. (А) 19, №12, с.2714-2718. 
8. Ж.Матье, Р.Панико Курс теоретичексих основ органической, химии. М.: Мир, 
1975. - 556 с. 
9. Превращения полиакрилонитрила и сополимера акрилонитрила с изобутиленом в 
присутствии 
серной 
кислоты 
/E.H.Зильберман, 
Н.Б.Воронцова, 
Н.Б.Новикова, 
Э.Г.Померанцева, Р.Я.Староверова // Высокомолекулярные соединения, 1973, т. (А) 15, 
№7, с.1648-1653. 


106 Вестник Казахского государственного женского педагогического университета №1(43), 2013 
РЕЗЮМЕ 
В статье синтезированы сополимеры акриламида и акрилонитрила и изучена и 
гидролиза. Изучена структура сополимеров методом ИК-и ЯМР
13
С спектроскопии. 
SUMMARY 
The article deals with the synthesized copolymers of acrylamide and acrylonitrile, and 
studied and hydrolysis. The structure of copolymers by IR and NMR spectroscopy is studied. 
ӘОЖ 534.22.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   41   42   43   44   45   46   47   48   ...   90




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет