苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应实验报告

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1、高分子化学实验报告09高分子（1）班实验八苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应一、实验目的（1）了解共聚反应的基本原理和操作手段，了解基本的影响和影响因素；（2）测定苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物的组成。二、实验原理溶液聚合体系具有粘度低，搅拌和传热比较容易，不易产生局部过热，聚合反应容易控制等优点。但由于溶剂的引入，溶剂的回收和提纯使聚合过程复杂化，只有在直接使用聚合物溶液的场合，使用溶液聚合最有利。溶液聚合时，溶剂会对反应产生影响，选择溶剂时要注意其对引发剂分解的影响。本实验以甲苯作为溶剂对过氧化物引发剂有诱导分解的作用，使引发剂的引发效率

2、降低，所以选用偶氮二异丁腈作为引发剂，其诱导分解作用较小。溶液聚合体系特点：项目溶液聚合配方单体主要成分引发剂溶剂聚合场所溶液内聚合机理向溶剂转移，分子量和速率均降低生产特性散热容易，可连续化，不宜制成干燥粉末状或颗粒树脂产物特征一般聚合物溶液直接使用苯乙烯一顺丁烯二酸酐共聚反应是用甲苯为溶剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂进行的溶液聚合，由于生成的聚合物不溶于溶剂而沉淀析出，因而又称沉淀聚合。 顺丁烯二酸酐由于结构对称，极化度低一般不能自聚。但是它能与苯乙烯相好地共聚，这是因为顺丁烯二酸酐上有强吸电子基，使双键上电子云密度降低，

3、因而具有正电性，而苯乙烯具有共轭体系的结构，当带正电性的单体进攻时，双键上显负电性，因而电性相反的两种烯类单体容易交替地进入聚合链生成交替共聚物。其反应过程如下：苯乙烯(M1)和顺丁烯二酸酐(M2)共聚的竞聚率r1＝0.04，r2＝0.015，r1·r2＝0.006若两种单体以1比1(mol)投料，则得到的接近交替共聚的产物。这种聚合物是悬浮聚合的良好外散剂，如加入少量二烯单体并取得低交联的聚合物，可以制备水溶性增稠剂。自由基共聚合中，顺丁烯二酸酐的Q、e值分别为0．23、2．25，为缺电子型单体，通常不易单独进行聚合反应。苯乙烯的

4、Q、e值分别为1.0、一0.8，为供电子型单体，因此二单体之间容易发生共聚，从而产生交替共聚物。其反应机理主要是由于电荷转移的相互作用，使得自由基与单体间容易形成过渡状态的络合物。苯乙烯与顺丁烯二酸酐的共聚物(Styrene·maleicAnhydrzdecop01ymer)，简称SMAn树脂。SMAn树脂具有耐热性及优良的机械性能，但耐冲击性较差，为改善SMAn树脂之耐冲击性能，可在聚合反应中加入橡胶。若将苯乙烯及顺丁烯二酸酐之共聚物皂化、磺化、半酯化或以胺类中和，可合成水湾性之树脂，可应用于颜料分散剂，皮革处理剂，印刷油墨，枯合

5、剂，乳化剂，润滑剂及上浆剂等。其皂化、磁化、胺化及配化反应。三、主要仪器和试剂药品：苯乙烯（0.28mol）---、顺丁烯二酸酐（0.03mol）---、甲苯（25mL）---、AIBN（重结晶）---等；仪器：恒温水浴锅、搅拌器、三口烧瓶、球型冷凝管、温度计、滴液漏斗、布氏漏斗、锥形瓶、烧杯、天平等。四、实验装置图五、实验步骤实验步骤实验现象现象解释⑴在250m1的三口烧瓶上装上温度计、搅拌器、球形冷凝管。⑵将25.75g苯乙烯及2.95g顺丁烯二酸酐加入三口瓶中，水浴加热，体系温度升至50℃后，在搅拌下，顺丁烯二酸酐溶解。苯乙烯

6、为无色透明液体，顺丁烯二酸酐为白色颗粒状。随着加热的进行顺丁烯二酸酐逐渐溶解。顺丁烯二酸酐能溶于醇、乙醚和丙酮，在加热条件下能溶解于苯乙烯。⑶将苯乙烯3.2g及AIBN0.007g(单体重的0．l％)，与25ml甲苯混合后，放入滴液漏斗中。升温至75—77℃，搅拌下，将苯乙烯溶液在30min内滴加完，再在80℃左右反应1h至1.5h。AIBN为白色针状结晶，液体滴入后，溶液并没有发生明显的变化。AIBN不溶于水，溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、石油醚等有机溶剂中。⑷反应过程中注意观察现象。在反应物渐渐变稠，搅拌困难时停止加热。冷却至室温

7、，用布氏漏斗过滤。1.5个小时左右后溶液逐渐变稠，呈乳白色。并伴有白色沉淀生成，有一些附着与容器壁上。苯乙烯和顺丁烯二酸酐单体反应生成了共聚物，体系粘度变高。沉淀生成是因为共聚物在苯乙烯当中的溶解性较差，而壁上有黏附的原因是器壁上原来有残留物。得到的白色粉末状团体产物，用水洗3次。六、实验图片七、实验思考与讨论分析（1）本实验使用的引发剂为AIBN，为何这次不用BPO？谈谈它们各自的特点与差别？答：1.A、AIBN的特点是低温引发，本次实验温度相对较低，比较适合；B、AIBN引发效率虽然稍逊于BPO，但它形成的自由基不会脱氢，不会诱

8、导分解，非常稳定，保证反应后期仍然有引发剂作用；C、本次所用溶剂对过氧化物引发剂有诱导分解的作用，使BPO的引发效率降低，所以也不适合选择BPO；2.A、AIBN一般在45~65℃下使用（在80~90℃会激烈分解），BPO一般在60~