Виходячи з поставленої мети, нами сформульовано такі завдання:

спробувати зменшити вміст води в гелю з метою підвищення вмісту основного продукту, забезпечивши кращі його технічні характеристики;

дослідити процес полімеризації акриламіду в присутності речовин, здатних впливати на взаємодію утворюваного полімера з водним середовищем, зменшивши шкідливий вплив полярних молекул води на гелеутворення та дифузію молекул мономера і забезпечивши таким чином підвищення степені полімеризації та збільшення молекулярної маси макромолекул.

Методи досліджень. В цій розробці використовувались традиційні методи хімічного аналізу, а також фізико – хімічні методи дослідження.

Обґрунтованість та наочність результатів. В процесі виконання роботи дипломантка зробила аналітичний огляд літературних джерел, провела ряд досліджень ПАА, результати яких в достатній мірі узгоджуються з літературними даними. Методики, використовувані для аналізів апробовані у виробничих умовах, частина їх виконувалась у заводській лабораторії.

Наукова новизна роботи полягає у запропонуванні нових підходів до покращення технічних характеристик якості поліакриламіду – гелю. Використано зразки дисперсного кремнезему з частково заміщеними силанольними групами, органічні розчинники, досліджено умови часткового видалення води методом сушки.

Практичне значення результатів та особистий внесок здобувача. Студентка ознайомилася з існуючими проблемами діючого виробництва поліакриламіду і шукала шляхи їх вирішення. В процесі виконання роботи освоїла деякі методики аналізу і синтезу, брала участь в їх проведенні. Оформила звіт по дипломній роботі.

Структура і обсяг роботи включає аналітичний огляд літератури з даної проблеми, теоретичну і експериментальну частину, обговорення результатів, висновки і список використаних літературних джерел.

Техніка безпеки при виконанні роботи. В даній роботі використовуються агресивні, отруйні, легкозаймисті та вибухонебезпечні речовини, робота з якими вимагає особливої обережності в дотриманні правил безпечного поводження та особистої гігієни.

Не допускається безпосередній контакт з НАК, концентрованою сульфатною кислотою, персульфатами і т.п., які спричиняють хімічні опіки. Для захисту органів дихання використовується універсальний протигаз марки БКФ від кислих газів і парів та від органіки.

Роботу слід вести у спецодязі, уникати проливів та загазовок, не допускається використання відкритого вогню.

Всі працюючі в лабораторії повинні знати місце розташування та вміти користуватися первинними засобами пожежегасіння, аптечками першої долікарської допомоги.

Розділ І

ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1. Методи одержання високомолекулярних сполук

Основою різноманітних пластичних мас, які мають велике значення для розвитку народного господарства, нової техніки, виробництва предметів народного споживання, є високомолекулярні сполуки (полімери). Всі високомолекулярні сполуки діляться на полімеризаційні, поліконденсаційні і хімічно модифіковані в залежності від типу реакцій, які використані в основі їх синтезу.

Мономери, в яких є ненасичений характер зв’язку або циклічна структура, полімеризуються і сополімеризуються з утворенням високомолекулярних сполук, що відносяться до полімеризаційного типу [1].

Мономери з двома як мінімум функціональними реакційноздатними групами можуть об’єднуватись за рахунок взаємодії між ними у високомолекулярні сполуки конденсаційного типу. При кожному акті такої взаємодії виділяється молекула побічного продукту (Н2О, НСІ і т.п.).

Фізичні та фізико – механічні властивості полімерів, способи їх одержання в значній мірі визначаються структурою макромолекул.

Не залежно від типу реакції утворення полімерів (полімеризація, поліконденсація) можна одержувати макромолекули різноманітної будови: лінійні, розгалужені, сітчасті. Біфункціональні мономери або їх суміші переважно дають полімери лінійної або розгалуженої будови. Основними факторами, які впливають на властивості таких полімерів, є довжина та гнучкість ланцюга [3]. Гнучкість ланцюга, в свою чергу, визначається будовою макромолекул, інтенсивністю міжмолекулярної дії молекул, надмолекулярною структурою полімера.

В залежності від молекулярної маси полімери одного і того ж хімічного складу мають різні характеристики. При збільшенні молекулярної маси густина зростає, так як зростає міжмолекулярна взаємодія, величина якої після досягнення деякого визначеного значення, перестає збільшуватись після чого зупиняється і зростання міцності .

Промислове виробництво поліакриламіду на початок 2000-х років досягло 400 тис.тонн і протягом останніх років інтенсивно розвивалось на якісному і кількісному рівнях. Світове виробництво поліакриламідних реагентів на сучасному етапі продовжує рости, проте темпи росту далеко недостатні для задоволення зростаючих потреб. Поліакриламідні реагенти випускаються у вигляді розчинів, дисперсій, гранул або порошка з широким діапазоном властивостей – в залежності від призначення можуть одержуватись розчинними, обмежено – набухаючими, каучокоподібними гелями і нерозчинними.

Основними типами полімеризаційних процесів для одержання даного типу полімерів є ланцюгова і ступінчата полімеризація. В якості вихідного продукту для одержання полімерів використовується низькомолекулярні речовини (мономери),які містять реакційноздатні групи (подвійний зв’язок, активні атоми водню, нестійкі цикли).

Теоретичні основи процесів одержання більшості промислово використовуваних полімерів добре відпрацьовані [4].

Завдяки тривалої праці заводами – виробниками разом з галузевими науково – дослідними і проектними організаціями вдосконалено технологічне і апаратурне оформлення полімеризаційних процесів блочної технології, суспензійних, емульсійних і полімеризації в розчині. Розроблено і впроваджено досконалі засоби контролю виробничих процесів і методи аналізу сировини та готових продуктів [5].

Роботи по вдосконаленню технології полімеризації передовими країнами ведуться постійно з метою покращення якості продуктів, підвищення економічності виробництва і його екологічної чистоти [16].

1.2.Характеристика ланцюгової полімеризації

Одним із найбільш поширених методів одержання полімерів є ланцюгова полімеризація [4]. По ланцюговому механізму можуть полімеризуватись сполуки, які містять в молекулі один, два і більше кратних зв’язків.

Молекулярна маса полімерів, одержаних при ланцюговій полімеризації, переважно дуже велика і може досягати величини порядку 105 – 106 . Полімеризація протікає з розривом одних зв’язків і утворенням інших. В залежності від умов реакції (характеру дії) та природи мономера може відбуватись гетеролітичний і гомолітичний розрив р – зв’язків. В результаті гетеролітичного розриву утворюються іони, в результаті гомолітичного – вільні радикали.

При радикальній полімеризації активним центром є вільний радикал, утворений тим чи іншим способом: