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メタクリル酸メチルの重合禁止剤をのぞく蒸留で窒素気流中で行ったんですが、何で窒素気流中で行ったかわかりません。

A 回答 (1件)

「ラジカル重合」での話でしょうか?


もしそうなら、「ラジカル重合」では「酸素」が「重合禁止剤」となり、「酸素」が、その雰囲気下もしくはモノマー中に存在していることにより重合反応がストップしてしまう為です。
「ラジカル重合」を行なう際には、「酸素」を取り除く為、モノマーを窒素orアルゴン等の不活性なガスでバブリングして「脱酸素(酸素を追い出す)」したり、反応容器内にそのようなガスを通して酸素を追い出したりして、できるだけ、重合を阻害する「酸素」を取り除くことを行います。
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この回答へのお礼

詳しい説明ありがとうございます

お礼日時:2011/04/24 19:04

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質問です。
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保管中に重合してしまうのが、心配で窒素置換しようとしているのでしょうか?
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(AIBNを使用した場合、それをラジカル開裂させるのに紫外線が用いられるようなので・・・)

下記参考URLの一部でも、その意味で「光重合」の呼称が使われているようです。
各段階の反応機構も紹介されていますので、参考になると思います。
(「2.紫外線硬化樹脂の構成成分と反応機構」(3ページ目)を参照して下さい)


なお、ラジカル重合以外では、イオン重合で重合が可能かもしれません。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E9%87%8D%E5%90%88


※「No.1790894」と同様の質問でしたので、双方に回答させていただいています。

参考URL:http://www.threebond.co.jp/ja/technical/technicalnews/pdf/tech10.pdf

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メタクリル酸メチルの塊状重合について聞きたいのですが。
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#1さんがお答えのように、重合初期になかなか反応が開始しない期間のことを「誘導期間」といいます。
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Qミラー指数:面間隔bを求める公式について

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質問:「(1)式を証明せよ」と言われたのですが、どうすれば言いかわかりません。やり方を教えてもらえませんか_| ̄|○

Aベストアンサー

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。すなわち立方晶の(111)面の法線ベクトルは(1,1,1)ですし、(100)面の法線ベクトルは(1,0,0)です。法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。

さて(hkl)面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。一番簡単なものとして
hx + ky + lz=0  (1)
があります。(0,0,0)を通る平面で法線ベクトルは(h,k,l)です。
これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。
hx + ky + lz = a  (2a)
hx + ky + lz = -a  (2b)
のいずれかです。これがすぐ隣の平面である理由(そのまた間に他の平面が存在しない理由)は脚注*2に補足しておきました。
点と直線の距離の公式を使えば、題意の面間隔dは原点(0,0,0)と平面(2a)の間隔としてすぐに
d=a/√(h^2+k^2+l^2)  (3)
と求められます。

点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。
原点Oから法線ベクトル(h,k,l)の方向に進み、平面(2a)とぶつかった点をA(p,q,r)とします。
OAは法線ベクトルに平行ですから、新たなパラメータtを用いて
p=ht, q=kt, r=lt  (4)
の関係があります。
Aは平面(2a)上の点でもありますから、(4)を(2a)に代入すると
t(h^2+k^2+l^2)=a
t=a/(h^2+k^2+l^2)  (5)
を得ます。
ここにOAの長さは√(p^2+q^2+r^2)=|t|√(h^2+k^2+l^2)なので、これを(5)に代入して
|a|/√(h^2+k^2+l^2)  (6)
を得ます。OAの長さは面間隔dにほかならないので、(3)式が得られたことになります。

bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
平面をhx+ky+lz = C (Cはある定数)と置きます。この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。その点を(x0,y0,z0)とします。
h,k,lはミラー指数の定義から整数です。またx0,y0,z0はいずれもaの整数倍である必要があります(∵格子点だから)。すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。
次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp>qと仮定して一般性を失わない。
p, 2p, 3p,...,(q-1)pをqで順に割った際の余りを考えてみる。
pをqで割った際の余りをr[1](整数)とする。同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。
これらの余りの集合{r[n]}(1≦n≦(q-1))からは、どの二つを選んで差をとってもそれはqの倍数とは成り得ない(もし倍数となるのならpとqが互いに素である条件に反する)。よって{r[n]}の要素はすべて異なる数である。ところで{r[n]}は互いに異なる(q-1)個の要素から成りかつ要素は(q-1)以下の正整数という条件があるので、その中に必ず1が含まれる。よって命題は成り立つ。

これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ:
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

参考URL:http://133.1.207.21/education/materdesign/

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベ...続きを読む

QAIBNを用いたときの重合開始機構について屈曲矢印を用いて示すとどうなるか??

ラジカル重合
―メタクリル酸メチルのバルク(塊状)重合―

MMA→AIBN/(△)→PMMA
AIBM(アゾビスイソブチロニトリル)
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AIBNを用いたときの重合開始機構について屈曲矢印を用いて示すと、どのようになりますか??
屈曲矢印ってなんですか?というレベルの自分です。
今、勉強してますが、さっぱりです。
どうか教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

屈曲矢印のうち、先端の矢印が→のものは、二電子(つまり単結合分)が移動した事を表します。
→の半分しか矢印の付いていない(ってテキストベースで説明困難)矢印は電子一つの移動を表します。
http://ja.wikipedia.org/wiki/AIBN
アゾビスイソブチロニトリルの中央の-N=N-がN≡Nと二つのN≡C-CMe2・に分かれる時にN-C間の結合の電子を一つずつNとCの移す時にその半分屈曲矢印を使います。

Qラジカル重合において、高分子量の重合体を得るための条件

高分子化学の分野の質問です。
ラジカル重合において、分子量の高い重合体を得るためにはどのような条件が必要でしょうか?
もしお分かりになる方がいらっしゃいましたら教えていただきたいです。お願いします。

Aベストアンサー

ラジカル重合では、生長反応速度はラジカルとモノマーが反応するのですから、モノマー濃度とラジカル濃度の積に比例します。停止反応はラジカル同士が反応する2分子停止を考えると、ラジカル濃度の2乗に比例します。
分子量を高くしたい場合は、生長速度を速くして、停止速度を遅くしなければなりません。生長反応が100回起こる間に1回の停止反応が起こってしまうよりも1回の停止反応が起こるまでに生長反応が1000回起こる方が、高分子量のポリマーが生じるはずです。
ラジカル濃度を高くすると、停止反応には2乗で効いてしまうので、生長反応も速くなりますが、停止反応の方がより速くなり、分子量は低下します。
よって、高分子量にするためにはモノマー濃度を高くして、ラジカル濃度が低い状態で重合することです。
また、ラジカル重合では、溶媒、モノマー、ポリマーへの連鎖移動反応も生じます。
連鎖移動が起こると、そこで生長が止まってしまうので、分子量は低下します。
意識的に連鎖移動剤は使っていないときには、連鎖移動反応は、生長反応や停止反応に比べ、活性化エネルギーが高いので、低い温度で重合を行うほど、生長反応が優先し、分子量は高くなります。
一方、停止反応は、一般的にポリマーラジカル同士の反応だとすると、系の粘度を高くしてやれば、運動性が低下し衝突頻度が低下します。
モノマーは一般に低分子なので、ポリマーラジカルほど運動性の低下が起こりません。
このような場合、生長反応に比べ、停止反応が阻害されるので、分子量は高くなります。これをゲル効果といいます。
また、反応形態をエマルション重合にすれば、簡単に高分子量物を得ることができます。
エマルション重合は、水層でラジカルを発生させモノマーミセルの中にラジカルが飛び込んだときに重合が開始します。次のラジカルが水層から飛び込んでこない限り、停止反応は起こりません。
界面活性剤などの不純物が混入する。生じるポリマーが球状などの制約はありますが、高分子量物を得るのには最も簡単な方法です。
リビングラジカル重合というだけで、必ずしも高分子量物が得られるとは限りません。むしろ比較的分子量の低いものを作るのに適していると思います。分子量分布の制御にはよいと思います。

ラジカル重合では、生長反応速度はラジカルとモノマーが反応するのですから、モノマー濃度とラジカル濃度の積に比例します。停止反応はラジカル同士が反応する2分子停止を考えると、ラジカル濃度の2乗に比例します。
分子量を高くしたい場合は、生長速度を速くして、停止速度を遅くしなければなりません。生長反応が100回起こる間に1回の停止反応が起こってしまうよりも1回の停止反応が起こるまでに生長反応が1000回起こる方が、高分子量のポリマーが生じるはずです。
ラジカル濃度を高くすると、停止反応には2...続きを読む

Q減圧蒸留について

減圧蒸留の原理について教えてください。簡単に言えば圧力を小さくすることで物質の沸点をさげて蒸留することらしいのですがもっと詳しくしりたいです。実験では減圧蒸留に液体窒素をつかってたんですけどその理由も知りたいです。

Aベストアンサー

まず沸騰とはどのようなものかについて考えます。
ある液体を加熱していくとそれと平衡にある蒸気圧はだんだん増加します。
そして蒸気圧がそのときの外圧よりも大きくなると液体は沸騰し、気体に
相転移します。外圧と蒸気圧が等しくなる温度が沸点です。

よって液体を沸騰させるには2種類の方法があります。
1つは液体を加熱して蒸気圧を増やし、外圧よりも大きくする方法。
もう1つは外圧を減らして、蒸気圧よりも小さくする方法。
前者が常圧蒸留であり、後者の方法が減圧蒸留になります。
言葉を換えると、前者は液体の温度を沸点に達するまで上げる方法で
後者は沸点を液体の温度に達するまで下げる方法です。

実際には前者と後者を同時に行うこともよくあります。
つまりある程度外圧を減らして、加熱するわけです。
これも外圧を減らしているので減圧蒸留です。

減圧蒸留の場合、沸点が下がっているので空冷や水冷では留出物が
液化するとは限りません。そこでドライアイスや液体窒素といった
より低温の冷媒を使って液化させることがあります。

Qマノメーターについて

減圧蒸留について質問があります。

減圧蒸留をするために、装置を組み立て、真空ポンプ
と接続し、間に、マノメーターを接続しますよね。

このマノメーターは、圧力を測定するということですが、コックを開いたり、閉じたりするのには
どういう意味があるのでしょうか?

コックを開くと減圧されるのでしょうか?

リークバルクというのも、良くわからないのですが、
最終的に、このリークバルクは完全に閉めなくては
ならないのでしょうか?

リークバルクを少しずつあけては、マノメーターの
コックをあけていくようですが。

学生実験なので、何の意図で操作を行っているか
良くわからず、いわれるがままにやっているので、
また同じような操作をする際に参考にさせてもらいたいので、時間がありましたら回答おねがいします。

まだ学生実験なので、どういう意図で操作を
しているかわからず

Aベストアンサー

コックを開くとマノメーターと蒸留容器内部の圧力が同じになります。この状態で、読み取れば蒸留容器内の圧力を知ることができます。

仮に、コックを開いたままの状態で、減圧を解除すると、マノメーターの水銀が元の位置(普通は左側の管の上端に水銀がきている状態)に急激に戻ります。水銀は密度の大きい物質ですので、それが勢い良く管の上端にぶつかると、その衝撃で、管が破損することがあります。それを防ぐために、急激な圧力上昇を避ける必要があります。リークバルブはそのためのものでしょう。私は使ったことがありませんが。
なお、圧力を測る時以外は、上述の事故の危険を回避するためと、マノメーター内部の汚染を避けるために、コックを閉じておきます。


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