розділ 2
характеристика ОБ'ЄКТів і МЕТОДів ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Мономери для синтезу мономерних четвертинних амонієвих солей
2.1.1. Галогенопохідні. Використовували бензил хлористий (ММ=127; r=1,103
г/см3; =1,5270; Ткип.=179,40С), етиленхлоргідрін (ММ=81; r=1,202 г/см3;
=1,4419; Ткип.=129,00С), бутил бромистий (ММ=137; r=1,299 г/см3; =1,4398;
Ткип.=101,60С), аліл бромистий (ММ=121; r=1,398 г/см3; =1,4655; Ткип.=71,30С).
2.1.2. Третинні аміни. Використовували сполуки на основі морфоліну, які
синтезовані за реакцією морфоліну з галогенопохідними. Морфолін випускається
вітчизняною промисловістю (ММ=87; r=0,999 г/см3; =1,4545; Ткип.=128,90С).
Методика одержання
Морфолін і галогенопохідний при температурі 200С змішували в еквімолекулярному
співвідношенні. Синтез проводили при температурі 50–600С протягом 6–8 годин.
У процесі реакції утворювалася двофазна система. До ТА додавали 40%-ний
насичений розчин гідроксиду натрію; висушували твердим їдким натром. Очищали
перегонкою під вакуумом за зазначеним режимом.
2.2. Мономери для синтезу полімерних четвертинних амонієвих солей
2.2.1. Дигалогеніди. Використовували 1,3-дихлорпропанол-2 (ММ=129; r=1,351
г/см3; =1,483; Ткип.=174,30С), бісхлоропохідні діепоксидної смоли,
дигліцидилового етеру диетиленгліколю, дигліцидилового етеру триетиленгліколю,
які одержані у результаті реакції взаємодії епоксисполук із хлороводнем
аналогічно до методики наведеної у роботі [267]. В якості діепоксидів у роботі
використовували наступні оксиранові сполуки, що випускаються вітчизняною
промисловістю: ЕД-20 (ММ=457; r=1,660 г/см3), ДЕГ-1 (ММ=218; r=1,165 г/см3;
=1,475; Ткип.=277,20С), ТЕГ-1 (ММ=262; r=1,157 г/см3; =1,474; Ткип.=321,70С).
Методика одержання
До бісепоксидної сполуки (1 моль) додавали ізопропанол (1 моль). При
перемішуванні суміш підігрівали на водяній бані для одержання однорідної
суспензії. Після охолодження додавали розрахунковий об’єм концентрованої НСl (2
моль) та перемішували при кімнатній температурі протягом 2–3 годин.
Властивості одержаних ДГ наведені у табл. 2.1.
2.2.2. Третинні діаміни. Використовували сполуки на основі морфоліну,
властивості якого описані вище.
Методика одержання
Для одержання ТДА до морфоліну (2 моль) при температурі 200С додавали ДГ (1
моль). Синтез проводили при температурі 50–600С протягом 6–8 годин.
У процесі реакції утворювалася двофазна система. До ТДА додавали 40%-ний
насичений розчин гідроксиду натрію; висушували твердим їдким натром. Очищали
перегонкою під вакуумом за зазначеним режимом.
Характеристики одержаних ТА та ТДА наведені у табл. 2.2.
Ступінь чистоти вихідних мономерів оцінювали за коефіцієнтом переломлення на
рефрактометрі ИРФ-453.
2.3. Розчинники
У роботі використовували розчинники: ізопропіловий спирт, ацетон,
метиленхлорид, метанол, бутанол. Очищення та контроль якості цих розчинників
виконували згідно з методиками, що наведені у [268].
2.4. Методика синтезу мономерних і полімерних четвертинних амонієвих солей
У тригорлу колбу з мішалкою і термометром при температурі 200С завантажували
галогенопохідний (1 моль) та ТА (ТДА) (1 моль). Синтез проводили при
температурі 60±20С протягом 10–16 годин. При помутнінні розчину вводили
дистильовану воду до відновлення прозорості. Отриману після закінчення синтезу
масу фільтрували, промивали ацетоном та сушили у вакуумній шафі при 50–600С до
постійної маси.
Одержані таким чином МЧАС являють собою дрібнодисперсні порошки білого
(біло-бежевого) кольору або в’язкі однорідні рідини янтарного кольору, розчинні
у воді. А ПЧАС являють собою в’язкі, сильно гігроскопічні маси коричневого
(світло-коричневого) кольору.
Таблиця 2.1
Характеристика дигалогенидів
Шифр
Формула
ММ
r, г/см3
Ткип., 0С
Вміст хлору, %
Вихід, %
ДГ-ЕД-20
n=0,414
530
0,941
97,10
ДГ-ДЕГ-1
291
1,259
382,29
96,90
ДГ-ТЕГ-1
335
1,238
417,55
96,73
Таблиця 2.2
Властивості третинних амінів і діамінів на основі морфоліну
Шифр
Формула
ММ
r, г/см3
Вміст азоту, %
Вихід, %
ТА-М-БХ
177
1,062
75,0
ТА-М-ЕХГ
131
1,060
95,4
ТА-М-ББ
143
0,899
99,0
ТА-М-АБ
127
0,923
98,8
Продовження табл. 2.2
Шифр
Формула
ММ
r, г/см3
Вміст азоту, %
Вихід, %
ТДА-М-ДХП
203
1,122
97,4
ТДА-М-ДГ-ЕД-20
n=0,414
631
0,946
38,3
Продовж. табл. 2.2
Шифр
Формула
ММ
r, г/см3
Вміст азоту, %
Вихід, %
ТДА-М-ДГ-ДЕГ-1
393
1,162
50,2
ТДА-М-ДГ-ТЕГ-1
437
1,157
74,0
2.5. Методика синтезу полімерних четвертинних амонієвих солей з різною
концентрацією вихідних мономерів
До ДГ у термостатованому реакторі при температурі 200С додавали ТДА на основі
морфоліну у співвідношенні 1:1; 0,9:1; 0,8:1; 0,7:1 відповідно. Синтез
проводили при температурі 60±20С протягом 10–16 годин. При помутнінні розчину
вводили дистильовану воду до відновлення прозорості. Отриману масу після
закінчення синтезу відфільтровували та сушили у вакуумній шафі при 50–600С до
постійної маси.
Аналіз молекулярної маси одержаних ПЧАС проводили методом потенціометричного
титрування за кінцевими групами, визначали вміст загального та іонного хлору,
аналізували молекулярну масу за кінцевими іонами ковалентного хлору.
2.6. Методика визначення вмісту зв'язаного та іонного хлору у мономерних і
полімерних четвертинних амонієвих солей
Вміст зв'язаного хлору у мономерних і полімерних ЧАС визначали таким чином:
наважку полімеру – 0,05–0,10 г розчиняли у 5–10 мл дистильованої води, до
розчину додавали 2–3 таблетки їдкого калію і кип'ятили