苯乙烯乳液聚合

苯乙烯乳液聚合 实验2-10 苯乙烯乳液聚合 一、 实验目的 1. 通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质量的影响，从而了解乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用，尤其是乳化剂的作用。 2. 掌握制备聚苯乙烯胶乳的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，以及用电解质凝聚胶乳和净化聚合物的方法。 二、实验原理 乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下，分散在介质中加入水溶性引发剂，在机械搅拌或振荡情况 下进行非均相聚合的反应过程。它不同于溶液聚合，又不同于悬浮聚合，它是在乳液的胶束中进行的聚合反应，产品为具有胶体溶液特征的聚合物胶乳。 乳液聚合体系主要包括:单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂，还有调节剂、pH缓冲剂及电解质等其他辅助试剂，它们的比例大致如下: 水(分散介质): 60%~80% (占乳液总质量) 单体: 20%~40% (占乳液总质量) 乳化剂: 0.1%~5%\ (占单体质量) 引发剂: 0.1%~0.5%(占单体质量) 调节剂: 0.1%~1%\ (占单体质量) 其他: 少量 乳化剂是乳液聚合中的主要组分，当乳化剂水溶液超过临界胶束浓度时，开始形成胶束。在一般乳液配方条件下，由于胶束数量极大，胶束内有增溶的单体，所以在聚合早期链引发与链增长绝大部温度、反应地点、单体浓度、引发剂浓度和单位体积内单体-聚合物颗粒数目等有关。而体系中最终有多少单体-聚合物颗粒主要取决于乳化剂和引发剂的种类和用量。当温度、单体浓度、引发剂浓度、乳化剂种类一定时，在一定范围内，乳化剂用量越多、反应速度越快，产物相对分子质量越大。乳化剂的另一作用是减少分散相与分散介质间的界面张力，使单体与单体-聚合物颗粒分散在介质中形成稳定的乳浊液。 乳液聚合的优点是:? 聚合速度快、产物相对分子质量高。 ? 由于使用水作介质，易于散热、温度容易控制、费用也低。 ? 由于聚合形成稳定的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、粘合剂、织物浸渍等。如需要将聚合物分离，除使用高速离心外，亦可将胶乳冷冻，或加入电解质将聚合物凝聚，然后进行分离，经净化干燥后，可得固体状产品。它的缺点是:聚合物中常带有未洗净的乳化剂和电解质等杂质，从而影响成品的透明度、热稳定性、电性能等。尽管如此，乳液聚合仍是工业生产的重要方法，特别是在合成橡胶工业中应用得最多。 在乳液聚合中，单体用量、引发剂用量、水的用量和反应温度一定时，仅改变乳化剂的用量，则的单体-聚合物颗粒的数目也多，那么，它的聚合反应的速度及聚合物相对分子质量也就大(为什么?)。 本实验的目的就是通过改变乳化剂的用量，在一定的聚合时间内，测量它的转化率及聚合物的相对分子质量。通过这些数据，讨论乳化剂用量对聚合反应速度及相对分子质量的影响。 三、 实验仪器及试剂 三口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，量筒，移液管，烧杯，布氏漏斗，抽滤瓶，水泵 苯乙烯，过硫酸钾，油酸钠，三氯化铝，氢氧化钠，乙醇，去离子水 四、实验步骤 本实验分两组进行，第一组乳化剂用量为0.3000 g;第二组乳化剂用量为0.6000 g。乳化剂选用油酸钠。 引发剂的配制:每两组共称取KSO0.3000~0.3500 g，放于干净的50 mL烧杯中，用移液管准确228 加入去离子水(或蒸馏水)，使引发剂的浓度达到10 mg KSO/1 mL HO，使之溶解备用。 2282 在装有温度计、搅拌器、水冷凝管的250 mL三颈瓶中加入50 mL去离子水(或蒸馏水)、乳化剂及1 mL 10% NaOH(用移液管移取)。开始搅拌并水浴加热，当乳化剂溶解后，瓶内温度达80 ?左右时，用移液管准确加入10 mL KSO溶液及10 mL苯乙烯单体，迅速升温至88 ~90 ?，并维持此温度1.5 228 h，而后停止反应。 将乳液倒入150 mL烧杯中，加2 g AlCl，迅速搅拌使乳液凝聚。用布氏漏斗吸滤，吸滤后的聚合3 -物用热水(80?左右)洗涤至用1% AgNO溶液检查无Cl为止。将过滤后的聚合物用25 mL乙醇浸渍1 h，3 再抽滤并用10 mL新鲜乙醇洗涤产品(乙醇液需回收)，最后把产物抽干，放于50~60 ?烘箱中干燥，称重、计算转化率并测定相对分子质量。 五、 思考题 1. 根据乳液聚合机理和动力学解释乳液聚合反应速度快和相对分子质量高的特点。 2. 为了做好条件对比实验，在实验中应特别注意那些问题? 3. 试 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 在后处理中聚合物用热水及乙醇处理的目的是什么? 4. 根据实验结果，讨论乳化剂在乳液聚合中的作用。 5. 试对比本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合的特点。 参 考 文 献 1.潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工业出版社，1986 2.清华大学工化系高分子教研室.高分子化学实验，1978 实验2-11醋酸乙烯的乳液聚合 一、实验目的 1. 通过醋酸乙烯乳液聚合，进一步了解乳液聚合中各组分的作用及乳液聚合的特点。 2. 掌握制备聚醋酸乙烯胶乳的方法。 二、实验原理 醋酸乙烯乳液聚合产物——聚醋酸乙烯胶乳，可用于漆、涂料和胶粘剂。该胶乳做为漆具有水基 漆的特点:粘度小，不用有机溶剂;做为涂料，对于纸张、织物、地板及墙壁等均可涂用;做为胶粘剂，无论木材、纸张及织物，凡是多孔性 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面均可使用。因此，聚醋酸乙烯胶乳是很重要的高分子材料。 实验原理请参看实验2-10苯乙烯乳液聚合。 三、 实验仪器及试剂 三口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，移液管，烧杯 醋酸乙烯酯，聚乙烯醇，氢氧化钠，去离子水 四、实验步骤 1. 在装有搅拌器、球型冷凝管和温度计的250 mL三颈瓶中，加入40 mL去离子水、2.7 g乳化剂聚乙烯醇(PVA)及1 mL 10%的氢氧化钠溶液(用移液管吸取)开始搅拌，并水浴加热，冷凝管通冷却水冷却，水浴温度控制在90?左右，使PVA溶解。 SO)0.4000~0.4500 g，放于干燥洁净的2. 引发剂溶液的配制:每两组称取引发剂过硫酸钾(K228 50 mL烧杯中，用移液管准确吸取去离子水，使引发剂溶液的浓度为10 mg KSO/1 mL HO，使之溶2282解备用。 3. 当乳化剂PVA溶解后，将体系冷却至75~78 ?，加入10 mL单体、15 mL引发剂溶液，回流半小时，保持反应温度为75~78 ?。 4. 每隔15~20 min，加入5 mL单体，直至加入60 mL单体为止。每隔15~20 min记录一次单体的加入量、反应温度和回流情况(视反应的具体情况，加入单体的时间间隔可以变动，但要保证总反应时间在3 h以上)。 5. 当单体加入完毕，且至少再反应10 min后，将体系的温度升高至90 ?，再反应30 min，聚合完毕。 6. 将体系冷至50 ?后加入3 g邻苯二甲酸二丁酯，搅拌5~15 min，充分混合后停止搅拌，出料(pH=4~6)，即得到白色粘稠的、均匀而无明显粒子的聚醋酸乙烯胶乳(即市售的白乳胶)。 五、 思考题 1. 在实验操作中，单体为什么要分批加入? 2. 醋酸乙烯单体为什么要精制?如何精制? 3. 过硫酸钾为什么要精制?如何精制? 参考文献 1. 吉林化学工业公司设计院.聚乙烯醇生产工艺.北京:轻工业出版社，1975 2. 清华大学工化系高分子教研室.高分子化学实验，1979 实验2-12 苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(n-BA)复合乳液聚合 一、 实验目的 1. 通过苯乙烯 (St) 、丙烯酸正丁酯(n-BA)复合乳液聚合，了解复合乳液聚合的特点，比较一般乳液聚合、种子乳液聚合和复合乳液聚合的优缺点。 2. 掌握制备核/壳结构复合聚合物乳液的方法和对聚合物进行改性的方法和途径。 二、 实验原理 合成复合聚合物乳液的方法实际上是种子乳液聚合(或称多阶段乳液聚合)，即首先通过一般乳液聚合制备第一单体的聚合物乳液做为种子乳液(核聚合)，然后在种子乳液存在下，加入第二单体(或几种单体的混合物)继续聚合(壳聚合)，这样就形成了以第一单体的聚合物为核，第二单体的聚合物为壳的核/壳结构的崐复合聚合物乳液——乳胶型互为贯穿聚合物网络，复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种单体， 而后者采用同种单体。 如果以苯乙烯(St) 为主单体， 同时加入少量的丙烯酸 (AA) 单体进行核聚合，而以丙烯酸正丁酯(n-BA)为单体，同时加入少量的丙烯酸 (AA) 单体进行壳聚合，即得到以聚苯乙烯(PS)为核、聚丙烯酸正丁酯(Pn-BA) 为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液。 在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS) 乳胶粒作为种子，再加入第二单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、 引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合时，此时的聚合机理按接枝涂层理论机理进行。即单体n-BA 富集在种子乳胶粒PS的周围，PS乳胶粒成为n-BA 单体聚合的主要场所，所生成的聚合物Pn-BA富集在PS的周围而形成以PS为核，Pn-BA为壳的核/壳结构聚合物，且核壳之间存在着PS-Pn-BA接枝共聚物，理想情况下不生成新的乳胶粒。由于在聚合过程中形成了少量的PS-Pn-BA 接枝共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一种均聚物 PS 或 Pn-BA和 PS-Pn-BA 无规共聚物的性能。如耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。特别是用于外墙涂料的基料，其最低成膜温度(FMT)、玻璃化温度(Tg)低、附着力好、耐水性能好、光泽度高、大大改善了夏季回粘性，从而提高了涂料的性能并延长了施工期。由此可见，制备复合聚合物是对聚合物改性的一种方法。 三、 实验仪器及试剂 三口瓶，回流冷凝管，滴液漏斗，温度计，电动搅拌器，移液管，恒温水浴，量筒，烧杯 苯乙烯，碳酸氢钠，丙烯酸正丁酯，邻苯二甲酸二丁酯，丙烯酸，壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)，过硫酸钾，十二烷基硫酸钠(SDS) 四、 实验步骤 1. 单体预乳化 在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的250 mL三口磨口烧瓶中加入去离子水 45 mL，乳化剂十 二烷基硫酸钠(SDS) 0.2g、壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10) 1.0g。水浴加热至50~60?，搅拌，当乳化剂完全溶解后加入核单体(20 mL苯乙烯和0.8 mL丙烯酸)，使单体乳化30~40 min。倾倒出已预乳化的核单体备用。 在上述装置中加入去离子水15 mL，乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS) 0.06 g、壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)0.2g。水浴加热至50~60?，搅拌，当乳化剂完全溶解后加入壳单体(6.5mL 丙烯酸正丁酯和 0.3mL 丙烯酸)，使单体乳化 30~40 min。 倾倒出已预乳化的壳单体备用。 2.种子乳液聚合(核聚合) 在上述装置中加入引发剂溶液 8 mL (称取0.4g过硫酸钾溶于20 mL去离子水中，配制成2.0%的引发剂溶液，供两组使用)，将已乳化的核单体倒入滴液漏斗中。将体系加热至80?，并保持此温度，在搅拌下以半连续状态滴加已乳化的核单体。当体系中出现兰色荧光时开始计时，1h 后即可停止反应， 此时得到的白色乳状液即种子乳液。 3.复合乳液聚合(壳聚合) 在上述种子乳液中补加引发剂溶液2 mL，将已预乳化的壳单体倒入滴液漏斗中。以半连续状态滴加已乳化的壳单体，并控制反应温度80?，当壳单体滴加完后升温至90?，保温，再反应 1h聚合完毕。加入10%的碳酸氢钠溶液，调节体系的pH值为7~8，再加入2mL增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，再搅拌15 min，降温至40?以下出料，即得以PS为核Pn-BA为壳的核/壳结构复合乳液。 五、 思考题 1. 何谓种子乳液聚合? 何谓复合乳液聚合? 2. 写出以过硫酸钾为引发剂， 苯乙烯为核单体、 丙烯酸正丁酯为壳单体进行复合乳液聚合可能发生的有关聚合反应方程式? 3. 复合乳液聚合得到的复合聚合物在性能上有什么特点? 为什么? 4. 复合乳液用于外墙涂料的基料有些什么优点? 参 考 文 献 1. 潘祖仁主编.高分子化学.北京: 化学工业版社，1986 2. 赵德仁主编.高聚物合成工艺学.北京: 化学工业出版社，1993 3. 王群 等. 乳液聚合的最新发展(上).高分子通讯. 1996(3):141~151 4. 吴自强 等.苯-丙核/壳乳液研究.化学建材.1998(1): 25~27 5. 许振阳 等.核/壳型苯-丙乳胶涂料的研究.涂料工业.1998(1):3~5 实验2-13 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸正丁酯无皂复合乳液聚合 一、 实验目的 1. 通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(n-BA)无皂复合乳液聚合， 进一步了解复合乳液聚合的特点，比较一般乳液聚合、种子乳液聚合和无皂复合乳液聚合的特点。 2. 掌握制备核/壳结构复合聚合物乳液的方法。 二、 实验原理 无皂乳液聚合是指完全不含乳化剂或仅含微量乳化剂的乳液聚合。在无皂乳液聚合中，乳胶的成核机理和乳液的稳定性是无皂乳液聚合的关键问题。 甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(n-BA)无皂复合乳液聚合的场所可以认为是在核聚合时加入了少量的丙烯酸，有聚丙烯酸 (PAA) 形成， 聚丙烯酸是水溶性聚合物其结构式为: [CH-CH ] 2n COOH 分子结构中含有亲水基团和亲油基团，具有乳化剂的功能， 所谓无皂实际上是没有外加乳化剂， 在聚合过程中形成了乳化剂，因而无皂乳液聚合的场所仍然是在乳化剂形成的胶束中。 即无皂乳液聚合和一般乳液聚合在聚合机理上没有本质的差别， 因而其稳定性也就不难理解了。 由于无皂乳液聚合体系中革除了乳化剂， 因而消除了乳化剂对聚合物的不良影响，又由于在聚合过程中形成了少量的 PMMA-Pn-BA 接技共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一种均聚物PMMA或Pn-BA和PMMA-Pn-BA无规共聚物的性能。如耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。特别是用于外墙涂料的基料，其最低成膜温度 (FMT) 低、玻璃化温度 (Tg) 低、附着力好、耐水性能好、光泽度高、大大改善了夏季回粘性，从而提高了涂料的性能并延长了施工期。由此可见， 制备复合聚合物是对聚合物改性的一种方法。 三、 实验仪器及试剂 四口瓶，回流冷凝管，滴液漏斗，温度计，电动搅拌器，移液管，恒温水浴，量筒，烧杯 甲基丙烯酸甲酯，氨水，丙烯酸正丁酯，邻苯二甲酸二丁酯，丙烯酸，过硫酸钾 四、 实验步骤 1. 种子乳液聚合 (核聚合) 在装有密闭搅拌器、 回流冷凝管、 滴液漏斗和温度计的 250 mL 四口瓶中加入去离子水 60 mL， 再加入混合单体 (10 mL MMA和1.0 mL AA混匀)，水浴加热并开动搅拌， 当体系的温度上升到65 ? 左右时，用移液管吸取 3 mL浓度为2.5%的过硫酸钾溶液 (0.5200g过硫酸钾用20 mL水溶解，供两组使用)加入到滴液漏斗中，并以半连续状态慢慢地加入到反应体系中，并通氮气 (在密闭搅拌器上有一氮气入口) 10 min，用磨口塞将冷凝管上口塞住。升温，并控制反应温度72~75?，待反应体系产生蓝色荧光时开始计时，1h后即得到种子乳液。 2. 复合乳液聚合 (壳聚合) 在上述种子乳液中加入混合单体 (15 mL n-BA和0.6 mL AA混匀)，用移液管吸取5 mL浓度为 2.5%的过硫酸钾溶液加入到滴液漏斗中，并以半连续状态*慢慢地加入到反应体系中，并控制反应温度 72~75?，保温3h后加入氨水，调节体系的pH为7~8，再加入2 mL增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，再搅 拌15 min，降温到40?以下出料，即得复合聚合物乳液。 五、思考题 1. 何谓无皂复合乳液聚合? 在无皂复合乳液聚合体系中丙烯酸单体的作用是什么? 其聚合场所在哪里? 2. 写出以过硫酸钾为引发剂，甲基丙烯酸甲酯为核单体、丙烯酸正丁酯为壳单体进行复合乳液聚合可能发生的有关聚合反应方程式? 3. 无皂复合乳液聚合得到的复合聚合物在性能上有什么特点? 为什么? 4. 无皂复合乳液用于外墙涂料的基料有什么优点? 参 考 文 献 1. 潘祖仁主编.高分子化学.北京: 化学工业出版社. 1986 2. 赵德仁主编.高聚物合成工艺学.北京: 化学工业出版社.1993 3. 王群 等.乳液聚合的最新发展(上).高分子通讯.1996(3): 141~151 4. 余钢 等.无皂乳液聚合.高分子通讯.1991(3): 129~134 5. 王香梅 等.丙烯酸酯类无皂复合乳液聚合机理研究.山西化工. 1998(1): 14~17 实验2-14 丙烯腈阴离子聚合 一、实验目的 了解阴离子型聚合反应的特点，掌握低温聚合操作方法。 二、 实验原理 离子型聚合是合成高聚物的方法之一。它与自由基聚合反应不同，它是藉无机引发剂的作用，通过离子反应历程进行的。根据增长活性中心不同，离子型聚合可分为阳离子聚合、阴离子聚合和定向聚合。 离子型聚合对单体结构有更高的选择，具有较强的推电子取代基以及共轭取代基的烯类单体如异丁烯、乙烯基醚类，以及共扼二烯烃有利于进行阳离子聚合。另外，某些环醚类单体如四氢呋喃也可以进行阳离子聚合。而具有较强的吸电子取代基以及共轭取代基的烯类单体如丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等则有利于进行阴离子聚合。不同的聚合反应对单体的选择性不仅取决于反应前单体的结构，而更重的是决定于形成的增长活性中心的结构和稳定性。 离子型聚合，对于聚合反应的条件较为敏感，对于试剂的纯度和干燥要求很严格。为了更好地控制反应，通常都是在低温和溶液中及在氮气保护下进行聚合反应的。 本实验是用石油醚为溶剂，以乙醇钠为引发剂，使丙烯腈进行阴离子聚合。其反应机理如下: 链引发反应 ONa + CH=CH CHCHO-CH-CHNa 3232 CN CN 链增长反应 =CH nCHCHO-CH-CHNa CHO [ CH-CH]CH-CHNa 232 + 32n 2 CN CN CN CN 链终止反应 O [ CH-CH]CH-CH + NaCl CH32n 22 CHO [ CH-CH]CH-CHNa + HCl 32n 2 CN CN CN CN 聚合反应的速率决定于单体浓度、引发剂的浓度及反应的温度。聚合物的相对分子质量决定于单体浓度和引发剂的浓度。 三、实验步骤及试剂 四口瓶，回流冷凝管，锥形瓶， 丙烯腈，甲醇，金属钠，盐酸，酚酞，去离子水 四、实验步骤 1. 引发剂甲醇钠的制备 量取无水甲醇25 mL，倒入带有回流冷凝管的125 mL锥形瓶中，开始用水浴加热，待甲醇回流后， ?称取表面清洁的并用滤纸擦净煤油的金属钠2 g，切成小块，慢慢地从冷凝管上端放入锥形瓶中，加 完后继续回流1 h，停止加热，冷却备用。 2. 甲醇钠溶液的标定 用移液管吸取甲醇钠5 mL，放入锥形瓶中，加入两滴酚酞，用已知浓度的盐酸溶液滴定至红色消 ?。 失。计算甲醇钠溶液的浓度 3. 聚合 在装有搅拌器、球型冷凝器、滴液漏斗和温度计的250 mL四口瓶中，加入20 mL石油醚(bp ?30~60 ?)和10 mL新蒸馏的丙烯腈，开动搅拌器，使瓶内温度冷到-15?。并保持此温度，然后用移液管吸取2 mL甲醇钠溶液于滴液漏斗中滴加，由于反应放热，温度自动上升，此时需设法用冷冻剂控制反应温度， 使体系的温度仍保持在-15 ?，继续反应45 min，加入6M盐酸15 mL，再搅拌15 min，停止反应。将聚合物倒入冰水中，然后过滤聚合物，用水洗，再用少量甲醇洗以除去未反应的单体。再用水洗至中性，最后用少量去离子水洗二次，抽干后，在60 ?烘箱中烘干。 五、 注释 ? 金属钠要用干燥的镊子取出，放在干燥洁净的瓷板上，用干净的小刀切，如表面有黄色物质需切去，动作要快，以免在空气中氧化。 ? 甲醇钠作引发剂使丙烯腈聚合，其引发剂浓度为2 M~5M。 ? 冷冻剂可采用干冰-丙酮或冰-氯化钙，其质量比均为1.5?1。冰块要小些，并需与氯化钙混合均匀。 六、 思考题 1. 有下列单体: =CH CHCH=CH ? ? ? ? =CH 2CH22=CH CH2 OCOCH CR Cl 3CH 3 需采用那种引发剂才能制得高相对分子质量聚合物? 2. 试计算本实验聚丙烯腈理论相对分子质量? 3. 要制备结构比较规整，相对分子质量比较大的聚丙烯腈，应采用何种聚合方法? 参 考 文 献 1. 潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工业出版社.1986 2. 清华大学工化系高分子教研室.高分子化学实验.1979 实验2-15 四氢呋喃阳离子开环聚合 一、 实验目的 1. 通过四氢呋喃阳离子开环聚合，了解阳离子开环聚合反应的机理和反应条件。 2. 制备低相对分子质量的聚四氢呋喃(简称聚醚)，其可作为聚醚型聚氨酯的原料和环氧树酯的改性剂。 二、 实验原理 四氢呋喃 为五元环的环醚类化合物。其环上氧原子具有未共用电子对，为亲电 CH CH22O CH CH 22 中心，可与亲电试剂如lewis酸、含氢酸(如硫酸、高氯酸、醋酸等)发生反应进行阳离子开环聚合。但四氢呋喃为五元环单体，环张力较小，聚合活性较低，反应速率较慢，须在较强的含氢酸引发作用下，才能发生阳离子开环聚合。经试验证明，四氢呋喃在高氯酸引发(醋酸酐存在下)作用下，可合成相对分子质量为1000~3000的聚四氢呋喃。化学反应原理如下: 1. 链引发反应 CH CH CH CH2222O HA + H O A CH CH CH CH 2222 CH CH22CH CH CH CH O 2222O ) HO(CHO 24+ H A CH CH A 22CH CH CH CH 2222 2. 链增长反应 CH CH22 CH CH 22O CH CH 22O H [O(CH)] n 24 n+1O + ) HO(CH24 A CH CH CH CH 2222A CH CH 22 3. 链终止反应 NaOH CH CH22O + HO )]OH + HA H [O(CH224 n+2H [O(CH)] 24 n+1A CH CH 22 HA + NaOH NaA + HO 2 (HA代表高氯酸HClO) 4 由以上聚合反应过程可知主产物是聚四氢呋喃，副产物是高氯酸钠和醋酸钠。 三、实验仪器及试剂 四口瓶，滴液漏斗，蒸馏装置，回流冷凝管，电热套，低温温度计(-50?~50?)，温度计(0?~100?)，分液漏斗 四氢呋喃，醋酸酐，高氯酸，氢氧化钠，甲苯 四、实验步骤 1. 原料用量比 醋酸酐:高氯酸:四氢呋喃:氢氧化钠=1:0.067:5.9:2.92(mol比)=1.02:6.7:430:116.8(质量比) 2. 催化剂制备 在装有搅拌器、温度计(-50~+50?)、滴液漏斗的250 mL四口烧瓶中，加入醋酸酐102 g，冷却至 ?，在低速搅拌下缓慢滴加高氯酸6.7 g，温度控制在2?2 ?，加完高氯酸后再搅拌5~10 min-10?2 ? 即制成催化剂(金黄色)，放入冰箱中备用。 3. 聚四氢呋喃的合成 在装有搅拌器、温度计(-50~+50 ?)、滴液漏斗的500 mL四口瓶中，加入四氢呋喃430 g，并冷却至-10?2?，在搅拌下加入上述催化剂，温度控制在2?2 ?。加完催化剂后再于2?2 ?温度下反应 ?2 h(缓慢搅拌)，再升温至10?2 ?反应2 h，再将体系冷却至5?2 ?，滴加40%的NaOH水溶液，使体系pH值为6~8。 换上蒸馏装置，蒸出未反应的四氢呋喃，收集65~67 ?的馏份(回收)。再换上回流装置，继续加热，使体系温度保持在116~120 ?，强烈搅拌4~5 h，反应完毕。当物料温度降至50 ?以下时出料，将反应物料倒入1000 mL大烧杯中。 4. 聚合物后处理 在反应物料中加入100~150 mL甲苯、100 mL蒸馏水，并用醋酸酐或氢氧化钠水溶液调整体系的pH为7~8。将上层物料倒入1000 mL分液漏斗中，分去下面水层，用蒸馏水洗涤4~5次(每次加蒸馏水50~100 mL)至体系的pH值为7。 再换上蒸馏装置蒸出甲苯一水，收集110.6 ?的馏份(回收)，即得到端羟基聚四氢呋喃。将聚四氢呋喃至真空干燥箱中温度50~60 ?、压力21.3 kPa(160 mmHg)下干燥脱水3 h。最后得到相对分子质量2000~3000的聚四氢呋喃。 五、相对分子质量测定 端羟基聚四氢呋喃相对分子质量的测定方法可参照本书“实验三十五端基 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法测定聚酯的相对分子质量”。 六、 注释 ? 体系的低温控制可采用熔融氯化钙-冰体系，或采用氯化钠-冰体系，根据温度要求二者按一定比例混合，冰块小些，氯化钠多些体系的温度较低。 ? 在滴加40% 的NaOH时，需注意滴加速度，开始时需慢慢滴加，随着终止反应的进行，反应速度减慢，可以加快滴加速度，但注意不要使体系的温度超过40 ?，否则，由于反应剧烈，物料有冲出的危险。 七、 思考题 1. 阳离子聚合时，对单体和催化剂有什么要求? 2. 阳离子聚合时，为什么不能有水?为什么需要在低温下进行? 参 考 文 献 1. 潘祖仁，孙经武主编.高分子化学.北京:化学工业出版社，1981 2. 天津大学化工系编.高分子化学.北京:化学工业出版社，1979 3. 李士学等编.胶粘剂制备及应用.天津:天津科学技术出版社，1984