отримання полістиролу

Отриману прозору рідину - стирол - знову перетворимо в полістирол. Для полімеризації знадобляться нагрівання і каталізатор. У промисловості в якості каталізатора застосовують перекис бензоїлу в кількості 0,1-0,5% від маси мономера і проводять полімеризацію при 80-100 ° С. (Обережно! Суха перекис бензоїлу - вибухова речовина. Тому її зазвичай використовують в зволоженому стані.) Якщо вдасться дістати перекис бензоїлу, то проведемо досвід наступним чином. О шостій пробірок наллємо рівні кількості стиролу - по 5-10 г в кожну пробірку - і потім додамо каталізатор в зростаючих кількостях-0; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 і 1% (мас.), Вміст пробірок потрібно перемішати і витримати їх в сушильній шафі при 80 ° С протягом 24-62 годин.

Якщо ж перекису бензоїлу немає, то можна провести досвід інакше. У колбу на 100 мл вставимо зворотний холодильник (можна використовувати посуд на шліфах або вставити холодильник в пробку, обмотану алюмінієвою фольгою) і нагріємо в ній 30 г стиролу і 10 мл 30% -ного розчину пероксиду (перекису) водню. При необхідності можна пізніше додати через холодильник ще трохи пероксиду водню. Колбу потрібно гріти пальником через асбестірованную сітку або на пісочної бані протягом декількох годин. Маса поступово ставатиме все більш вузький і, нарешті, при охолодженні затвердіє. Щоб витягти її з колби, доведеться або знову її розплавити і вилити в чашку, або екстрагувати її бензолом, або розбити колбу.

Визначимо температуру розм'якшення і щільність отриманого полістиролу, досліджуємо його розчинність і поведінку по відношенню до різних хімічних реактивів. Полістирол розчиняється в ацетоні, ефірі, тетрахлорметане (чотирихлористий вуглець), бензолі і метилбензол (толуолу). Він нестійкий по відношенню до концентрованої сірчаної кислоти, з іншими ж кислотами, а також з лугами не реагує. Шматки полістиролу легко можна міцно склеїти. Для цього змочивши склеюються поверхні бензолом або іншими розчинниками, щільно стиснемо і витримаємо під невеликим тиском.

Отже, ми познайомилися з основними властивостями полістиролу. Залишається ще розібратися в тому, як власне відбувається полімеризація стиролу. Процес складається з трьох стадій. Спочатку в деяких з багатьох молекул, що містяться в реакційному посудині, завдяки підвищеній температурі і присутності каталізатора розщеплюються подвійні зв'язку. Іншими словами, ці молекули активуються (перша стадія полімеризації):

Потім активні частинки активують наступні молекули стиролу II з'єднуються з ними, утворюючи ланцюг (наступна стадія):

Зростання ланцюга припиняється, якщо з'єднуються дві зростаючі ланцюга або якщо до зростаючої ланцюга приєднується інший залишок, наприклад фрагмент каталізатора. Ця стадія називається обривом ланцюга:

Спрощена формула полістиролу має вигляд:

Зрозуміло, ми не зможемо зобразити всі отримані ланцюгові молекули. Але в цьому і немає необхідності. Достатньо лише вказати основна ланка ланцюга і ступінь полімеризації п. Змінюючи умови полімеризації, ми можемо регулювати величину га. При високих температурах полімеризація відбувається дуже високою швидкістю і утворюються коротких ланцюгів, і полімер виходить крихким. У промисловості потрібна висока ступінь полімеризації.