实验四醋酸乙烯酯的乳液聚合讲解.docx

《高 分 子 化 学 实 验》指 导 河西学院化学化工学院 金淑萍 博士 教授 2010.03.01 PAGE PAGE 10 目 录 实验一 单体、引发剂的纯化… 3 实验二 甲基丙酸烯甲酯的本体聚合— —有机玻璃的制备… 3 实验三 悬浮聚合— —甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合… 5 实验四 醋酸乙烯酯的乳液聚合— —白乳胶的制备… 7 实验五 聚乙烯醇缩甲醛胶水的制备… 9 实验六 酚醛树脂的合成… 11 附录一 高分子化学实验须知… 13 附录二 高分子实验室安全制度… 13 附录三 常用仪器操作规定… 14 实验一 单体、引发剂的纯化 一、目的要求： 了解单体、引发剂的纯化目的，学会并掌握甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯及常用引发剂的纯化方法。 二、实验原理：略三、实验内容： BPO 重结晶：将 10g BPO 在室温下溶于 20mL CHCl ，过滤除去不溶性杂质，滤 3 液滴入等体积的甲醇中结晶，过滤，晶体用冷甲醇洗涤，室温下真空干燥．贮于冰箱中待用。 AIBN 重结晶：称取 5g 化学纯的 AIBN，迅速加入沸腾的 200 mL 乙醇/蒸馏水（体积比 7/3）的混合溶液中，搅拌使其溶解，热过滤除去不溶性杂质，自然冷却结晶，过滤，晶体用冷蒸馏水洗涤，室温下真空干燥。贮存于冰箱中待用。 减压蒸馏 MMA（沸点 101oC）。在 500ml 分液漏斗中加 250ml 甲基丙烯酸甲酯， 用 50ml 5％的 NaOH 水溶液洗涤至无色。然后用去离子水（每次 50-80ml）洗至中性， 分尽水层后加入单体量 5％的无水硫酸钠，充分摇动，放置干燥 24h 以上，再加入对苯二酚减压蒸馏搜集 50 oC（16.5KPa）的馏分，得到的纯品放置棕色瓶中冷藏储存。 减压蒸馏醋酸乙烯酯（沸点 72）。在 500ml 分液漏斗中加 250ml 醋酸乙烯酯， 用 50mL 饱和亚硫酸氢钠洗涤，再用 50mL 饱和碳酸氢钠洗涤，然后用去离子水洗至中性，再无水硫酸钠干燥，静置过夜。然后加入对苯二酚常压蒸馏收集71.8-72.5 oC 的馏 分。 实验二 甲基丙酸烯甲酯的本体聚合 有机玻璃的制备 一、目的和要求 通过实验了解本体聚合基本原理和特点 ,并着重了解聚合温度对产品质量的影响。 掌握有机玻璃制备的操作技术。二、聚合原理 反应式：  CH3  BPO CH3 CH -C n CH2=C 80-90 oC COOCH3 2 n COOCH3 本体聚合是指单体在少量引发剂下或者直接在热、光和辐射作用下进行的聚合反应，因此本体聚合具有产品纯度高、无需后处理等特点。本体聚合常常用于实验室研究， 如聚合动力学的研究和竞聚率的测定等。工业上多用于制造板材和型材，所用设备也比较简单。本体聚合的缺点是散热困难，易发生凝胶效应，工业上常采用分段聚合的方式。 有机玻璃板就是甲基丙烯酸甲酯（ MMA）通过本体聚合方法制成，聚合热为56.5kJ/mol。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优良的光学性能、密度小、机械性能、耐候 性好。在航空、光学仪器，电器工业、日用品方面有着广泛用途。MMA 在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”，即在聚合过程中，当转化率达10%-20%时，聚合速率突 然加快。物料的粘度骤然上升，以致发生局部过热现象。其原因是由于随着聚合反应的进行，物料的粘度增大，活性增长链移动困难，致使其相互碰撞而产生的链终止反应速率常数下降；相反，单体分子扩散作用不受影响，因此活性链与单体分子结合进行链增长的速率不变，总的结果是聚合总速率增加，以致发生爆发性聚合。由于本体聚合没有稀释剂存在，聚合热的排散比较困难，“凝胶效应”放出大量反应热，使产品含有气泡影响其光学性能。因此在生产中要通过严格控制聚合温度来控制聚合反应速率，以保证有机玻璃产品的质量。 甲基丙烯酸甲酯本体聚合制备有机玻璃常常采用分段聚合方式，先在聚合釜内进行预聚合，后将预聚合物浇注到制品型模内，再开始缓慢后聚合反应聚合成型。预聚合有几个好处，一是缩短聚合反应的诱导期并使“凝胶效应”提前到来，以便在灌模前移出较多的聚合热，以利于保证产品质量；二是可以减少聚合时的体积收缩，因MMA 由单体变成聚合体体积要缩小 20％-22％，通过预聚合可使收缩率小于 12%，另外浆液粘度大，可减少灌模的渗透损失。 三、仪器和试剂 仪器: 100 mL 三角烧瓶（标准口）、回流冷凝管、磁力搅拌恒温水浴锅、玻璃漏斗、试管或其它形状的玻璃模具。 试剂: 甲基丙烯酸甲酯(MMA. 20g 约 21ml) 、过氧化二苯甲酰(BPO 引发剂, 0.05g)。四、实验步骤 制浆(预聚) 在洁净、干燥的 100ml 三角烧杯中加入甲基丙烯酸甲酯 20g，再称量BPO 重 0.02g