实验8_苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应

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1、高分子化学实验报告10高二苯乙烯顺丁烯二酸酐共聚反应实验八危平福1014122030丁胜10141220072013/6/24苯乙烯-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。一、实验目的：1.本实验要求掌握共聚合的基本基本原理和操作手段，了解基本的影响因素。2.初步掌握高聚物中官能团的测定方法。二、实验原理：苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应及其组成测定苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应是用甲苯为溶剂，偶氮二

2、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。其反应方程如下：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，因而具有正电性，而苯乙烯具有共扼体系的结构，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。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

3、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，如双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。通过共聚物在计量的碱中水溶液中溶解，剩余的碱用标准酸滴定，共聚物的组成。三、仪器和药品搅拌器三口瓶球形冷凝管温度计布氏漏斗吸滤瓶烧杯滴液漏斗。苯乙烯顺丁烯二酸酐甲苯AIBN(重结晶)实验装置图：实验注意事项：1、混合液滴入时不能太快，要慢一点。2、甲苯、苯乙烯等药品有毒，不能用鼻子直接嗅闻。并且在使用后，应该及时的把瓶盖盖上，防止挥发或打

4、翻。三、实验步骤及现象分析：1．在250m1的三口烧瓶上装上温度计、搅拌器、球形冷凝管及氮气导管2．将25.75g(29.5m1,0.25mol)苯乙烯及2.95g(0.03m01)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。现象：苯乙烯为无色透明液体，顺丁烯二酸酐为白色颗粒状固体。一开始无明显现象，但是随着温度的逐渐升高，顺丁烯二酸酐逐渐溶解。得到无色透明溶液。分析：俩者都为有机物，在加热的情况下可以相互溶解3．将苯乙烯3.2g（3.7ml）(0.03

5、mo1)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。现象：AIBN为白色针状晶体，与甲苯混合后，经搅拌会逐渐溶解。完全溶解后，将混合液体滴入原来溶液中，溶液并未立即发生显著变化，依旧是无色透明状。分析：AIBN是油溶性的有机引发剂，能在极性较小的有机溶剂中很好的溶解，但不溶于水。并且在此处假如甲苯是因为首先甲苯作为是溶剂，能够逐渐的将AIBN添加到反应体系当中，缓

6、慢的引发苯乙烯和顺丁烯二酸酐的共聚，使得体系较为稳定。甲苯加入到反应体系当中后，还能够有效的降低体系的粘度。并且反应时间较短，因此我们把温度升到80度可以减小半衰期，加快分解，从而提高引发剂的利用效率。4．在反应物渐渐变稠，搅拌困难时停止加热。冷却至室温，用布氏漏斗过滤。现象：随着反应的进行，溶液逐渐开始变为乳白色，并且粘度开始逐渐增大，1.5小时后，溶液变的十分粘稠，并伴有部分白色沉淀生成，沉淀颗粒比较小，并且有些许附着在容器壁上。分析：三口瓶中，苯乙烯和顺丁烯二酸酐单体开始反应，生成了共聚物

7、，使得体系粘度变高。但是俩者反应除了生成嵌段共聚物以外还生成了大量交替共聚物，并且生成的共聚物在苯乙烯当中的溶解性较差，因此产生了些许沉淀。同时实验中得到了大量的白色颗粒固体，这主要是由于用的引发剂含量较大，转速过快，引发剂在溶剂中混合不均匀等因素使得引发剂首先引发苯乙烯反应形成单体自由基的几率下降，从而使得刚开始形成的有较小聚合度的链自由基由于强极性的酸酐的含量较高而不溶于溶剂，最终沉淀下来，沉淀下来的分子在搅拌的情况下，由于强的极性而黏在一起形成了颗粒。5．得到的白色粉末状团体产物，用用60

8、℃热水再洗3次，产品置于真空烘箱中40℃下干燥至恒重。现象：最终得到白色颗粒状固体。如下图：五、思考与讨论1、本实验是溶液聚合，那么通常在溶液聚合中如何选择溶剂？答：溶液聚合中选择溶剂主要考虑：①溶剂的毒性、链转移常数以及价格等；②溶剂是否会对过氧化物引发剂有诱导分解的作用，是否会使引发剂的引发效率降低；③溶剂是否对凝胶效应有影响，是否会使反应自动加速加剧；总之我们需要从对单体和聚合产物的溶解性考虑；从溶剂的链转移反应常数考虑，链转移反应常数越大，聚合度越低；从溶剂对引发剂的诱导分解作用考虑，诱