实验一苯乙烯-马来酸酐共聚合详解.doc

实验一 苯乙烯-马来酸酐共聚合 一、实验目的 通过聚苯乙烯-马来酸酐树脂的合成，了解共聚合的原理及其特点。 二、实验原理 本实验制备的聚苯-丁树脂是采用苯乙烯与顺丁烯二酸酐（马来酸酐），在甲苯(或乙苯)溶剂中以过氧化二苯甲酰为引发剂进行溶液聚合，因为生成的苯-丁共聚物不溶于溶剂因而又称为沉淀聚合。顺丁烯二酸酐自身很难聚合，但与苯乙烯很容易进行共聚，而且总是形成1∶1 的交替共聚物其反应如下： 三、实验仪器与试剂 四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗 马来酸酐，苯乙烯，过氧化二苯甲酰，二甲苯 四、实验步骤 1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和滴液漏斗的250mL 四口瓶中加入12g 马来酸酐和100 mL 二甲苯，加热至80 ℃使其全部溶解。 2. 将13 g 苯乙烯，0.25~0.35g 过氧化二苯甲酰和50 mL 二甲苯混合摇匀后自滴液漏斗加入反应瓶中，温度不超过90℃，约30~40 min 滴完。 3. 从出现白色沉淀聚合物时算起，在100~105 ℃下，反应2 h 左右，即可停止反应。 4. 将产物冷至室温，过滤(回收二甲苯)，用石油醚洗涤、干燥，即得白色粉末状聚苯乙烯-马来酸酐树脂。 五、思考题 顺丁烯二酸酐自身很难聚合，但与苯乙烯共聚很容易，为什么?其共聚物结构如何? 参考文献 潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003 年. 实验二 醋酸乙烯酯的乳液聚合-白乳胶的制备 一、实验目的 1. 熟悉乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用。 2. 掌握制备聚醋酸乙烯胶乳的方法。 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。乳液聚合体系主要包括单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂。乳液聚合的机理不同于一般的自由基聚合，可以同时提高聚合速度和分子量。而在本体、溶液和悬浮聚合中，使聚合速率提高的一些因素，往往使分子量降低。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，凡是多孔性表面均可使用。 醋酸乙烯酯（VAc）的乳液聚合采用水溶性的过硫酸盐为引发剂，为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入。本实验采用PVA 和OP-10 两种乳化剂混合使用，乳化效果和稳定性比单独使用一种好。 三、实验仪器及试剂 四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，温度计，恒温水浴 醋酸乙烯酯，过硫酸铵，聚乙烯醇，OP-10，邻苯二甲酸二丁酯，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 四口瓶中，加入聚乙烯醇水溶液（10%wt）60 mL，去离子水30mL、OP-10 1g，搅拌均匀后加入醋酸乙烯10g，用水浴加热至65～70℃。 2. 称取0.3g过硫酸铵，用10mLH2O配成溶液，加5 mL于反应瓶中，控温65~70℃，反应一段时间（出现蓝色荧光，温度慢慢升至70℃）后，在70±1℃下滴加50g 醋酸乙烯，约2～2.5h滴加完毕，滴加单体过程中补加剩余引发剂溶液。 3.单体滴加完毕后，缓慢升温至80℃以上，如在70～72℃保温10 分钟，缓慢升温到75℃，保持10 分钟，再缓慢升温至78℃，保持10 分钟，再缓慢升温至80℃，保持10分钟。 4.撤掉水浴，自然冷却到40℃，用NaHCO3 水溶液调节pH=4~6，加入3 g 邻苯二甲酸二丁酯，充分混合后停止搅拌，出料，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. 比较乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合和本体聚合的特点及其优缺点。 2. 在乳液聚合过程中，乳化剂的作用是什么？ 3. 本实验操作应注意哪些问题？ 参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003 年. 2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）,, 北京：化学工业出版社，1997 年. 3. 复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996 年 实验三 苯乙烯的悬浮聚合 一、实验目的 1. 了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。 2. 了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。 二、实验原理 悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。 苯乙烯（St）通过聚合反应生成如下聚合物。反应式如下： 本实验