1、精品文档整理2011 年 9 月 21 号本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐目录实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 1实验二甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合 3实验三丙烯酰胺水溶液聚合 5实验四聚丙烯酰胺分子量的测定 7实验五 聚丙烯酰胺残余单体测定 10实验六 聚丙烯酰胺交联反应 13本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐实验七丙烯酰胺的反相悬浮聚合 15实验八醋酸乙烯酯的乳液聚合 17实验九聚乙烯醇的制备及其缩醛化反应 20实验十高吸水性树脂的合成与吸水性能的测定 23实验十一苯乙烯与马来酸
2、酐的交替共聚合 26实验十二酚醛树脂的合成 28实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1. 了解自由基聚合的基本原理和体系中各组分的作用；2.掌握甲基丙烯酸甲酯本体聚合的实施方法。二、实验原理 本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质的情况下由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。由于聚合体系中的其他添加物少（除引发剂外逗号有时会加入少量必要的链转移剂、颜料、增塑剂、防老剂等）逗号因而所得聚合产物纯度高逗号特别适合于制备一些对透明性和电性能要求高的产品。 本体聚合的体系组成和反应设备是最简单的逗号但聚合反应却是最难控制的逗号这是由于本体聚合不加分散介质逗号聚合反应到一定阶段后
3、逗号体系粘度大逗号易产生自动加本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐速现象逗号聚合反应热也难以导出逗号因而反应温度难控制逗号易局部过热逗号导致反应不均匀逗号使产物分子量分布变宽。这在一定程度上限制了本体聚合在工业上的应用。为克服以上缺点逗号常采用分阶段聚合法逗号即工业上常称的预聚合和后聚合。除产物纯度高外逗号本体聚合的另一大优点是可进行浇铸聚合逗号即将预聚合产物浇入模具中进行后聚合逗号反应完成后即可获得产品。三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套 试管夹 1 个 试管 2 支 锥形瓶（50 mL） 1 个 2. 试剂甲基丙烯酸甲酯（MMA
4、） 20 mL 过氧化苯甲酰（BPO）四、实验步骤 1. 预聚合 在 50mL 锥形瓶中加入 20 mL MMA 及单体质量 0.1%的 BPO 逗号瓶口用胶塞塞上逗号用试管夹夹住瓶颈在 8590的水浴中不断摇动逗号进行预聚合约 0.5h 逗号注意观察体系的粘度变化逗号当体系粘度变大逗号但仍能顺利流动时逗号结束预聚合。2. 浇铸灌模 将以上制备的预聚液小心地分别灌入预先干燥的两支试管中逗号浇灌时注意防止锥形瓶外的水珠滴入。 3. 后聚合 将灌好预聚液的试管口塞上棉花团逗号放入 4550的水浴中反应约 20h 逗号注意控制温度不能太高逗号否则易使产物内部产生气泡。然后再升温至 100105反应
5、23h 逗号使单体转化完全逗号完成聚合。4. 取出所得有机玻璃棒逗号观察其透明性逗号是否有气泡。 四、思考题 1. 进行本体浇铸聚合时逗号如果预聚阶段单体转化率偏低会产生什么后果？2. 为什么要严格控制不同阶段的反应温度？五、注意事项本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐1.塞锥形瓶的胶塞必须用聚四氟乙烯膜或铝箔包裹逗号以防止在聚合反应过程中 MMA蒸汽将胶塞中的添加物（如防老剂等）溶出逗号影响聚合反应。2. 塞子只需轻轻盖上逗号不要塞紧逗号以防止温度升高时逗号塞子爆冲。实验二甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合一、实验目的 1. 了解自由基聚合的基本
6、原理和配方中各组分的作用；2.了解分散剂、升温速度、搅拌速度对悬浮聚合的影响；3. 掌握甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的实施方法。二、 实验原理 悬 浮 聚 合 是 将 溶 有 引 发 剂 的 单 体 在 强 烈 搅 拌 和 分 散 剂 的 作 用 下 逗 号 以 液 滴 状 悬 浮 在 水 中而 进 行 的 聚 合 反 应 方 法 。 悬 浮 聚 合 的 体 系 组 成 主 要 包 括 难 溶 于 水 的 单 体 、 油 溶 性 引 发 剂 、 水和 分 散 剂 四 个 基 本 成 分 。 聚 合 反 应 在 单 体 液 滴 中 进 行 逗 号 从 单 个 的 单 体 液 滴 来 看 逗 号 其 组
7、 成及 聚 合 机 理 与 本 体 聚 合 相 同 逗 号 因 此 又 常 称 小 珠 本 体 聚 合 。 若 所 生 成 的 聚 合 物 溶 于 单 体 逗 号则 得 到 的 产 物 通 常 为 透 明 、 圆 滑 的 小 圆 珠 ； 若 所 生 成 的 聚 合 物 不 溶 于 单 体 逗 号 则 通 常 得 到 的是 不 透 明 、 不 规 整 的 小 粒 子 。 悬浮聚合反应的优点是由于有水作为分散介质逗号因而导热容易逗号聚合反应易控制本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐逗号单体小液滴在聚合反应后转变为固体小珠逗号产物易分离处理逗号
8、不需要额外的造粒工艺逗号缺点是聚合物包含的少量分散剂难以除去逗号可能影响到聚合物的透明性、老化性能等逗号此外逗号聚合反应用水的后处理也是必须考虑的问题。悬浮聚合控制的关键包括良好的搅拌、合适的分散剂类型及用量逗号适宜的油水比（单体与水的体积比） 。三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套 电动搅拌器 1 套 冷凝管 1 支温度计（0100） 1 支三口烧瓶（250 mL）1 个量筒（10 mL、100mL） 各 1 支 抽滤装置 1 套2. 试剂甲基丙烯酸甲酯（MMA） 10 mL 过氧化苯甲酰（BPO） 0.07g蒸馏水 60mL1%聚乙烯醇水溶液 2mL图 1 聚合装置图本文档由 维维大豆
9、 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐1.搅拌器；2 聚四氟乙烯密封塞；3.温度计；4.温度计套管；5 冷凝管；6 三口烧瓶四、实验步骤在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶中（见图 1）依次加入 2mL1%的聚乙烯醇水溶液、40mL 蒸馏水逗号搅拌加热（注意温度不要超过 70）逗号加入预先已溶解引发剂的甲基丙烯酸甲酯 10mL 逗号再用剩余的 20mL 水分两次洗涤盛单体的容器逗号并倒入三口烧瓶内逗号加料完毕后升温至 70逗号小心调节搅拌速度逗号观察单体液滴大小逗号调至合适液滴大小后逗号保持搅拌速度恒定逗号将反应温度升至 782逗号反应约 1.5h 后逗号
10、用滴管吸取少量珠状物逗号冷却后观察是否变硬逗号若变硬逗号可减慢或停止搅拌逗号若珠状物全部沉积逗号可在缓慢搅拌下升温至 85继续反应 1 h 逗号以使单体反应完全。停止反应逗号将产物抽滤逗号聚合物珠粒用水反复洗涤几次后逗号置于表面皿中自然风干逗号观察聚合物珠粒形状逗号称重逗号计算产率。五、数据处理计算产率六、思考题1.悬浮聚合反应中影响分子量及分子量分布的主要因素是什么？2. 在悬浮聚合反应中期易出现珠粒粘结逗号这是什么原因引起的？应如何避免？实验三丙烯酰胺水溶液聚合一、实验目的1.了解自由基聚合的基本原理；2.掌握丙烯酰胺水溶液聚合的原理和方法。二、实验原理溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶
11、剂中逗号在溶液状态下进行的聚合反应。与本体聚合相比逗号溶液聚合体系粘度小逗号传质和传热容易逗号聚合反应温度容易控制逗号不易发生自动加速现象。而且由于高分子浓度低逗号不易发生向高分子的链转移反应逗号因而支化产物少逗号产物分子量分布较窄；缺点是单体被稀释逗号聚合反应速率慢逗号产物分子量较低逗号而且如果产物不能直接以溶液形式应用逗号还需增加溶剂分离与回收后处理工序逗号加之溶液聚合的设备庞大逗号利用率低逗号成本较高。 溶液聚合在工业上常用于合成可直接以溶液形式应用的聚合物产品逗号如胶粘剂、涂本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐料、油墨等逗号而较少
12、用于合成颗粒状或粉状产物。聚丙烯酰胺(PAM)外观是白色固体逗号易吸附水分和保留水分逗号可以任意比例溶于水逗号不溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烃和芳香烃。聚丙烯酰胺水溶液粘度随浓度的增加而急剧上升逗号浓度超过 10%时就形成凝胶体。聚丙烯酰胺是一种水溶性高分子材料逗号目前广泛应用于造纸、选矿、油田开发、污水处理等。本实验是采用丙烯酰胺在过硫酸铵的引发下合成聚丙烯酰胺逗号反应方程如下： CH2=CONH2 CH2CHON2(NH4)2SO8 nn随着反应的进行逗号分子链增长逗号当分子链增长到一定程度逗号即可通过分子间的相互交替形成网络结构逗号使溶液的粘度明显增加。三、仪器与试剂1. 仪器恒温水
13、浴 1 套 电动搅拌器 1 套 量筒（10mL） 1 支分析天平 1 台烧杯（50mL、100mL）各 1 个2. 试剂丙烯酰胺 10.0g过硫酸铵 0.050g四、实验步骤1.在 100mL 烧杯中加入 10.0g 丙烯酰胺和 80mL 蒸馏水逗号搅拌溶解。2. 再把烧杯置于恒温水浴中逗号慢慢搅拌升温至 60逗号准确称取 0.0500.001g 过硫酸铵逗号用 10mL 蒸馏水溶解逗号然后倒入 100mL 烧杯中逗号反应 0.51h 逗号冷却逗号出料逗号观察所得产品的外观。产品留待实验四使用。五、思考题1. 溶液聚合反应的溶剂应如何选择？2. 在反应过程中逗号溶液的粘度是否会发生变化？为什么
14、？本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐实验四聚丙烯酰胺分子量的测定一、实验目的1.熟悉乌氏粘度计的使用方法；2. 掌握粘度法测定高分子溶液相对分子量的基本原理；3.掌握用 Mark-Houwink 公式计算聚合物的粘均分子量。二、基本原理粘 度 法 是 测 定 聚 合 物 分 子 量 的 相 对 方 法 逗 号 此 法 设 备 简 单 逗 号 操 作 方 便 逗 号 且 具 有 较 好的 精 确 度 逗 号 因 而 在 聚 合 物 的 生 产 和 研 究 中 得 到 十 分 广 泛 的 应 用 。 粘 度 法 测 定 聚 合 物 分 子
15、量的 依 据 是 特 性 粘 度 与 分 子 量 的 关 系 。 与 低 分 子 不 同 逗 号 聚 合 物 溶 液 逗 号 甚 至 在 极 稀 的 情况 下 逗 号 仍 具 有 较 大 的 粘 度 。 粘 度 是 分 子 运 动 时 内 摩 擦 力 的 量 度 逗 号 因 而 溶 液 浓 度 增 加 逗 号分 子 间 相 互 作 用 力 增 加 逗 号 运 动 时 阻 力 就 增 大 。 高 分 子 溶 液 的 粘 度 大 小 与 聚 合 物 分 子 的 大 小 、形 状 、 溶 液 浓 度 、 溶 剂 性 质 、 体 系 温 度 等 因 素 有 关 逗 号 测 定 聚 合 物 溶 液 的
16、粘 均 分 子 量 的 计 算依 据 是 MarkHouwink 方 程 ：本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐 spC(g/10mL)（1）MK式中：M 聚合物的粘均分子量；特性粘度逗号反映了高分子与溶剂分子之间的内摩檫；K 逗号 与聚合物、溶剂及溶液温度等有关的常数逗号它们可以从手册中查到。这是一个经验方程逗号只有在相同溶剂逗号相同温度逗号相同分子形状的情况下才可以用来比较聚合物分子量的大小。对于大多数聚合物来说逗号 值一般在 0.51.0 之间逗号在良溶剂中 值较大逗号接近 0.8。溶剂能力减弱时逗号 值降低。若特性粘度逗号常数 K
17、 及 值已知逗号便可利用上式求出聚合物的粘均分子量M。根据 kramer 公式： （2）lnrC或 Huggins 公式： （3）2SPC式中： SP、 r分别叫做增比粘度和相对粘度； C聚合物溶液浓度；g/100mL 或 g/mL；K、常数。由 Huggins 公式或 kramer 公式可知： （4）00lnlimirSPccC（2）式中 r称为相对粘度逗号即为在同温度下溶液的绝对粘度 与溶剂的绝对粘度 0之比： r = / 0（5）（ 3） 式 中 sp称 为 增 比 粘 度 逗 号 它 定 义 为 加 入 高 聚 物 溶 质 后 引 起 溶 剂 粘 度 增 加 的 百 分 数 逗号 即
18、： sp =（ 0）/ 0 = r 1 （6）根据经验逗号如果纯溶剂在毛细管中流出时间100s 逗号当在同温度下某稀溶液和纯溶剂分别流经同一毛细管的同一高度时逗号若所需时间分别为 t 和 t0逗号则 r= t/t0（7）这样逗号只需测定不同浓度的溶液流经同一毛细管的同一高度时所需的时间 t 及纯溶剂的流经时间 t0逗号便可求得各浓度所对应的 r值逗号进而求得各 sp、 及 值逗号以SPClnr对 C 或以 对 C 作图并将其直线外推至SPlr本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐C=0 处逗号其截距均为逗号所以被定义为溶液浓度趋近于零时的比
19、浓粘图 2 特性粘度的求法度或比浓对数粘度逗号这种方法称为外推法。下表为聚丙烯酰胺的 K、 值。表 1 聚丙烯酰胺的 K、 值测定温度 溶剂种类 K 值 值 溶液浓度单位25 蒸馏水 4.910-4 0.88 g/mL30 蒸馏水 6.8110-2 0.66 g/mL30 1mol/L 硝酸钠 3.7310-4 0.66 g/100mL三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套电动搅拌器 1 套温度计（0100）1 支乌式粘度计 1 支秒表 1 个吸耳球 1 个玻璃砂芯漏斗 1 个容量瓶（100 mL） 2 个移液管（10 mL）1 支烧杯（100 mL）2 个分析天平 1 台乳胶管2. 试剂聚
20、丙烯酰胺胶体溶液(10% ) 10.0g 硝酸钠 (固体) 8.50g硝酸钠（溶液）1mol/L四、实验步骤1.温度的调节仪器安装并检查无误后逗号接通电源逗号加热水浴逗号使其温度控制在 30.000.05。2. 1%的聚丙烯酰胺 1mol/L 硝酸钠溶液的配制称取浓度为 10%聚丙烯酰胺溶液 10.00 0.01g 和 8.500.01g 的硝酸钠逗号置于 100mL烧杯中逗号加入少量的蒸馏水并轻微加热逗号使之完全溶解后倒入 100mL 容量瓶中逗号用少量蒸馏水洗涤烧杯 23 次逗号洗液全部倒入容量瓶中逗号然后将容量瓶放在 30.00 0.05的恒温水浴里恒温半小时逗号再用温度为 30.00
21、0.05的蒸馏水定容至 100mL 逗号即可配制出浓度为1%的聚丙烯酰胺 1mol/L 硝酸钠溶液。3. 溶剂流出时间 t0 的测定将 洗 净 烘 干 的 乌 氏 粘 度 计 （ 见 图 3） 的 B、 C 管 分 别 套 上 清洁 的 乳 胶 管 逗 号 垂 直 夹 持 于 恒 温 槽 中 逗 号 使 G 球 完 全 浸 没 在 水 面下 逗 号 用 移 液 管 精 确 量 取 30.00 0.05 已 过 滤 恒 温 的 1mol/L 硝酸 钠 溶 液 10mL 于 粘 度 计 的 F 球 内 逗 号 恒 温 10 分 钟 。 夹 紧 C 端本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染
22、料 请致电 0317-7723188 刘雨桐的 胶 管 逗 号 由 B 端 用 吸 耳 球 将 液 体 吸 入 到 G 球 的 一 半 逗 号 取 下 吸 耳 球 逗 号 开 启 C 管 逗 号使 空 气 进 入 D 球 逗 号 此 时 液 面 逐 渐 下 降 逗 号 待 降 到 a 标 准 线 处 开 始 用 秒 表 记 下 流 经 a、 b段 的 时 间 逗 号 记 为 t0 逗 号 重 复 三 次 以 上 逗 号 直 到 每 次 测 定 的 误 差 不 超 过 0.1s 为 止 逗 号 取 平均 值 为 溶 剂 的 流 出 时 间 t0 逗 号 倒 图 3 乌式粘度计掉 溶 剂 。4.不
23、同浓度聚合物溶液流出时间 t 的测定在测定了 t0 后逗号用移液管精确量取 30.00 0.05已过滤恒温的浓度为 1%的聚丙烯酰胺 1mol/L 硝酸钠溶液 5mL 于粘度计的 F 球内（F 球内已有 5mL1mol/L 硝酸钠溶液）逗号充分混合均匀逗号然后测定溶液流经 a、b 段的时间逗号记为 t1（其操作方法同测定 t0 逗号此时溶液浓度为 C/2）逗号直到每次测定结果相差不超过 0.1s 为止逗号重复三次取其平均时间。测定完 t1 后逗号在 F 球内加入 1mol/L 硝酸钠溶液 5mL 逗号充分混匀逗号测定 t2（此时溶液浓度为 C/3） ；以后累加 1mol/L 硝酸钠 5mL、5
24、mL、5mL、5mL 逗号分别测定t3、t 4、t 5、t 6。注意每次加溶剂后逗号必须将溶液摇动均匀逗号并抽上 G 球 23 次逗号使其浓度均匀逗号才进行测定。抽的时候一定要很慢逗号更不能有气泡抽上去。 五、据处理1. sp、r、 SP/C、ln r/C 的计算；根据所测的 t 和 t0 数据计算出 r、 sp 逗号再计算 SP/C、ln r/C。2. 用作图法（即外推法）求出；3. 由公式 30 =3.7310-4 0.66 计算出聚丙烯酰胺的分子量。硝 酸 钠_M六、思考题1.与其它测定分子量的方法比较逗号粘度法有什么优点? 2.使用乌氏稀释粘度计时要注意什么问题？3. 在本实验中影响数
25、据正确性的关键是什么?实验五聚丙烯酰胺残余单体测定一、实验目的1. 了解烯类单体残余单体的测定原理；2. 掌握测定聚丙烯酰胺残余单体的方法。二、实验原理烯类单体残余单体的测定方法有很多逗号常采用“溴酸钾-溴化钾法” 。本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐“溴酸钾-溴化钾” 法是利用标准浓度的溴酸钾 -溴化钾之间发生氧化还原反应产生已知量（过量）的溴水逗号一部分溴水与烯类单体发生加成反应逗号其余的溴水与过量的 KI 作用置换出 I2 逗号用标准的硫代硫酸钠溶液滴定生产的 I2 逗号从而计算出烯类单体的含量。其化学反应方程式为：1KBrO 3
26、 与 KBr 在酸性溶液中立即反应生成 Br2：KBrO3 +5KBr +3H2SO4 3Br2+3 H2O +3K2SO42一部分 Br2与残余单体反应：Br2+ CH2=CHCONH2 CH2BrCHBrON23其余 Br2 与过量的 KI 作用置换出 I2：2 2KBr+I2Br2+ KI4I 2的测定： 2 I2Na2SO3+ Na2S4O6+2NaI三、仪器与试剂1. 仪器碘瓶（250mL） 4 个棕色容量瓶（1000mL） 2 个移液管（25mL、50mL）各 1 支棕色试剂瓶 2 个量筒（100mL） 2 个磁力搅拌器 2 台酸式滴定管（25mL） 1 支2. 试剂KBrO3KB
27、r 标准溶液（0.1000 mol/L）500mL本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐硫酸（6mol/L）100mLKI 溶液 (20%) 100mLNa2S2O3 标准溶液 (0.50 mol/L)500mL丙酮 50mL淀粉溶液(1%) 50mL四、实验步骤1. 聚丙烯酰胺样品溶液的配制：在 100mL 容量瓶中配制出浓度为 1.000.01%的聚丙烯酰胺丙酮溶液（提前一天配制好） 。2. 准确称取聚丙烯酰胺样品溶液 50.0000 0.0001g 于碘瓶中逗号加丙酮 50mL 逗号用移液管移取 0.1000 mol/L KBrO3-
28、KBr 标准溶液 25mL（准确称取 KBrO31.6700g0.0001g 逗号然后称取 KBr6.0000g0.0001g 逗号溶解在 100mL 容量瓶中即可）逗号再加入 6 mol/L 硫酸5mL 逗号用黑布遮严碘瓶（或放在暗处）逗号然后用磁力搅拌器搅拌 1 小时。1 小时后取出碘瓶逗号边搅拌边加入 20%KI15mL 逗号再搅拌 5 分钟。3. 用 0.50 mol/L 的 Na2S2O3 标准溶液滴定碘瓶中的溶液至浅黄色时逗号加入 1%的淀粉溶液 1mL 逗号然后继续滴定至蓝色消失逗号记下所消耗的 Na2S2O3 标准溶液的体积 V。4. 空白实验：用移液管称取 0.1000 mo
29、l/L KBrO3-KBr 标准溶液 25mL 于碘瓶中逗号加水 100mL 逗号 6mol/L 硫酸 5mL 逗号用黑布遮严碘瓶（或放在暗处）逗号然后用磁力搅拌器搅拌 10 分钟后取出碘瓶逗号边搅拌边加入 20%KI15mL 逗号再搅拌 5 分钟；用 0.50 mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定碘瓶中的溶液至浅黄色时逗号加入 1%的淀粉溶液 1mL 逗号然后继续滴定至蓝色消失逗号记下所消耗的 Na2S2O3 标准溶液的体积 V0。五、数据处理聚丙烯酰胺样品中残余单体的含量按下式计算： 0().354%10VCXm式中：X聚丙烯酰胺样品中残余单体的含量； %CNa2S2O3 的摩尔浓度逗
30、号 mol/L；0.03554与 1.00mL 的硫代硫酸钠标准溶液（c=1.00mol/L ）相当于丙烯酰胺的克数逗号 g；m聚丙烯酰胺固体样品的质量逗号 g；本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐V消耗的 Na2S2O3 标准溶液的体积逗号 mL；V0空白实验消耗的 Na2S2O3 标准溶液的体积逗号 mL。六、思考题1. Na2S2O3 溶液用什么基准试剂来进行标定？能否不标定就可确定其浓度？2. 实验过程中为什么要避光？实验六聚丙烯酰胺交联反应一、实验目的1. 了解聚丙烯酰胺冻胶的性质和用途；2. 了解聚丙烯酰胺交联的机理；3. 掌
31、握聚丙烯酰胺交联的实验方法。二、实验原理本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐线性高分子聚合物通过与交联剂进行反应逗号在线型分子之间产生化学键,使线型分子相互连在一起,形成网状结构,从而大大提高体系的粘度、热稳定性、耐介质性逗号耐候耐老化性等。聚丙烯酰胺(PAM)作为合成聚合物的典型代表在石油工业中得到了广泛的应用。水溶液中的聚丙烯酰胺与高价金属离子发生交联后逗号整个体系失去流动性而形成冻胶逗号这种冻胶在堵水、调剖和压裂等采油工艺中起着重要的作用。本实验选用甲醛作为聚丙烯酰胺的交联剂逗号在加热和 pH 3 的条件下将线性聚丙烯酰胺交联成体型
32、高分子聚丙烯酰胺冻胶逗号交联反应式如下： CONa+CH2CHONCH2CH2CHCH2 CH2OHn三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套 电动搅拌器 1 套 量筒（20 mL） 1 支三口烧瓶（250mL） 1 个分析天平 1 台2. 试剂聚丙烯酰胺溶液（5%）50g盐酸（1mol/L） 甲醛（36%） 15mL四、实验步骤1. 称取 5%聚丙烯酰胺溶液 50g（提前一天配制好）置于 100mL 烧杯中逗号以 1mol/L盐酸溶液调节溶液的 pH3 逗号然后加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶（图1）中逗号开动搅拌逗号水浴加热到 60。2.加入 15mL36%的甲醛溶液逗号反应 3
33、-6 小时后得到粘稠状的弹性体。3. 测定交联产物在热水中的溶解性能。五、思考题本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐1.甲醛在本实验中起什么作用？反应前后体系有何变化？2. 交联前后聚合物的溶解性有何变化？实验七丙烯酰胺的反相悬浮聚合一、实验目的1. 了解反相悬浮聚合的特点、体系组成及作用；2.掌握烯类单体的反相悬浮聚合的基本原理；3. 掌握反相悬浮聚合的基本实验操作方法。二、实验原理本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐丙烯酰胺为一种水溶性单体逗号本实验采用 K2S2O8NaHSO3
34、 氧化还原引发体系进行丙烯酰胺的自由基聚合逗号主要反应式为： S2O82-+SO32- SO42-+ SO4SO3-+R .+CH2=CHONH2 CONH2.+ CH2=CHONH2RCH2. RCH2 .CONH2CONH2+ RCH=RCH2 .CONH22 RCH22CONH2本实验采用反相悬浮聚合。对于像丙烯酰胺这样的水溶性单体逗号则不宜再用水做分散介质逗号而要选用与水溶性单体互不相溶的油溶性溶剂做分散介质。相应地逗号引发剂也应选用水溶性的逗号以保证在水溶性单体小液滴内引发剂与单体进行均相聚合反应。与实验二中常规的悬浮聚合体系相对应逗号将上述聚合方法称为反相悬浮聚合。除体系组成的不同
35、外逗号在悬浮剂的选择上也有一定的差别。对于正常的悬浮聚合体系逗号一般选择非离子型的水溶性高分子化合物逗号如聚乙烯醇、明胶等逗号或非水溶性无机粉末为悬浮剂。对于油包水的反相悬浮聚合体系逗号上述悬浮剂对水溶性液滴的保护要弱得多。因此逗号反相悬浮聚合多采用复合型悬浮剂逗号即加入一些保护作用更强的 HLB 值为 3-6 的油包水型乳化剂组成复合型悬浮剂或只用上述乳化剂做悬浮剂。三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套 电动搅拌器 1 套 量筒（20 mL） 1 支三口烧瓶（250mL） 1 个温度计（0100） 1 支锥形瓶（50 mL） 1 个2. 试剂本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及
36、染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐丙烯酰胺 10.0gK2S2O8NaHSO3Span-60 0.60g正己烷 50 mL四、实验步骤1. 按图 1（见实验二）装好聚合反应装置。2. 准确称取 0.60g Span-60 放入三口烧瓶中逗号加入 20mL 正己烷逗号通冷凝水逗号开动搅拌逗号升温至 40逗号直到 Span-60 完全溶解。3. 准确称取 10.0g 丙烯酰胺于 50mL 锥形瓶中逗号再加入 K2S2O80.080g 逗号NaHSO30.020g 逗号轻轻摇动逗号再用 30mL 正己烷冲洗 锥形瓶后将正己烷溶液倒入三口烧瓶中。4.通冷凝水逗号搅拌升温至 45逗号反应开始
37、。反应 3 小时后逗号升温至 55继续反应 0.5h 逗号结束反应。 （整个反应过程中维持搅拌速度恒定）5. 维持搅拌速度不变逗号停止加热逗号冷却至室温后停止搅拌。6.产品用布什漏斗滤干逗号再用正己烷洗涤数次逗号洗去颗粒表面的分散剂逗号在通风情况下干燥逗号称重并计算产率。五、数据处理计算产率六、思考题1.本实验的反应为什么可以在 45下进行？为什么还要升温至 55继续反应 0.5h?2.反相悬浮聚合法与反相乳液聚合法有何异同？实验八醋酸乙烯酯的乳液聚合一、实验目的1.了解乳液聚合的特点、体系组成及各组分的作用；2.掌握醋酸乙烯酯的乳液聚合的基本实验操作方法；3.根据实验现象对乳液聚合各过程的特
38、点进行对比逗号认证。本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐二、实验原理乳液聚合是指将不溶或微溶于水的单体在强烈的机械搅拌及乳化剂的作用下与水形成乳状液逗号在水溶性引发剂的引发下进行的聚合反应。聚合反应发生在增溶胶束内形成M/P（单体 /聚合物）乳胶粒逗号每一个 M/P 乳胶粒仅含一个自由基逗号因而聚合反应速率主要取决于 M/P 乳胶粒的数目逗号亦即取决于乳化剂的浓度。乳液聚合能在高聚合速率下获得高分子量的聚合产物逗号且聚合反应温度通常都较低逗号特别是使用氧化还原引发体系时逗号聚合反应可在室温下进行。乳液聚合即使在聚合反应后期体系粘度通常仍很
39、低逗号可用于合成粘性大的聚合物逗号如橡胶等。醋酸乙烯酯胶乳广泛应用于建筑纺织涂料等领域逗号主要作为胶粘剂、涂料使用逗号既要具有较好的粘接性逗号而且要求粘度低逗号固含量高逗号乳液稳定。醋酸乙烯酯可进行本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合逗号作为涂料或胶粘剂多采用乳液聚合。醋酸乙烯酯的乳液聚合是以聚乙烯醇和 OP-10 为乳化剂逗号过硫酸钾为引发剂逗号进行自由基聚合逗号经过链的引发、增长、终止等基元反应逗号生成聚醋酸乙烯酯乳胶粒逗号最终得到外观是乳白色的乳液。主要的聚合反应式如下：三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套 电动搅拌器 1 套 温度计（0100） 1 支冷凝管 1 支四口烧瓶（25
40、0mL） 1 个滴液漏斗 1 个本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐量筒 （10mL、50mL） 各 1 支烧杯 （50mL、100mL） 各 1 个2. 试剂醋酸乙烯酯 40.00g聚乙烯醇（1799）4.00gOP-101.50g过硫酸钾（KPS）0.30g碳酸氢钠溶液（10%）图 4 乳液聚合装置1. 四口瓶；2. 球形冷凝管；3. 温度计；4. 漏斗；5. 搅拌杆四、实验步骤1实验装置如图 4 所示逗号四口烧瓶中装好搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计并固定在恒温水浴里。首先加入 4.000.01g 聚乙烯醇和 70mL 蒸馏水逗
41、号开动搅拌逗号加热水浴逗号使温度升至 90逗号将聚乙烯醇完全溶解。2降温至 6870逗号依次加入 1.500.01g OP-10 逗号 10.000.01g 醋酸乙烯酯搅拌20 分钟逗号然后准确称取 0.300.01g 过硫酸钾逗号用 10ml 蒸馏水溶解于 50 mL 烧杯中逗号并将一半的溶液倒入四口烧瓶中。3反应 30 分钟后逗号用滴液漏斗加入 20.000.01g 醋酸乙烯酯（控制滴加速度在0.5g/min 左右）逗号 40 分钟左右加完后将剩下的过硫酸钾水溶液倒入四口烧瓶中逗号再称取 10.00 0.01g 醋酸乙烯酯置于滴液漏斗中进行滴加（滴加速度控制在 0.5g/min 左右）逗号
42、本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐滴加时注意控制反应温度不变。4单体滴加完后逗号保持温度继续反应到无回流时逗号逐步将反应温度升到 9095逗号继续反应至无回流时撤去水浴。在反应过程中逗号要随时测定体系的 pH 值逗号保证pH 值在 46。如果体系的 pH 值降低了逗号可以加入 10%的碳酸氢钠溶液进行调节。5.将反应混合物冷却至约 50逗号加入 10%的 NaHCO3 水溶液调节体系的 pH 值为78 逗号经充分搅拌后逗号冷却至室温逗号出料逗号观察乳液外观。6. 固含量的测定先将干燥洁净的蒸发皿在 1052烘箱内烘 30 分钟逗号取出放
43、入干燥器中逗号冷却至室温后逗号称重逗号记为 m0。称取 1.502.00g 试样逗号使试样均匀流布于已称重的蒸发皿的底部逗号然后放于 1202的烘箱内烘一段时间后逗号取出放入干燥器中冷却至室温逗号称重逗号然后再放入烘箱内烘 30 分钟逗号取出放入干燥器中冷却至室温逗号称重逗号至前后两次称重的重量差不大于 0.01 克为止逗号记为 m2。平行测定两个试样逗号按下列公式计算： 01%X式中： X固体含量；m2烘后蒸发皿和试样的质量 /g；m0蒸发皿的质量/g；m1 烘前试样质量/g。五、数据处理1. 计算产率2. 计算乳液的固含量六、思考题1.乳化剂主要有那些类型？乳化剂浓度对聚合反应速率有何影响
44、？2.为什么体系的 pH 值会下降？3.为什么要严格控制单体滴加速度和聚合反应温度？实验九聚乙烯醇的制备及其缩醛化反应一、实验目的1. 掌握高分子反应的基本原理；2. 掌握聚乙烯醇及其缩醛化的实施方法；本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐3. 了解聚乙烯醇及其缩醛化产物的用途。二、实验原理 由于“乙烯醇”极不稳定逗号极易生成乙醛或环氧乙烷逗号不存在乙烯醇单体逗号因而聚乙烯醇（PVA ）不能直接由单体聚合而成逗号通常是通过由聚醋酸乙烯酯（PVAc ）醇解（或水解）后得到聚乙烯醇。在酸性或碱性条件下逗号 PVAc 均可发生醇解反应。酸性醇解时
45、逗号由于残留的酸液很难从产物中出去逗号而残留的酸可加速 PVA 的脱水作用逗号使产物变黄或不溶于水逗号目前工业上一般都采用在碱性条件下进行 PVAc 的醇解。实验中用甲醇作为醇解剂逗号 NaOH为催化剂逗号其反应方程式为：一般来说逗号聚合物的化学反应都难以完全进行逗号聚醋酸乙烯酯的醇解反应也不例外逗号通常用醇解度来表示聚醋酸乙烯酯中乙酰氧基转化为羟基的百分数。当聚醋酸乙烯酯开始醇解时逗号生成的聚乙烯醇先是附着在反应容器的壁上逗号当有约 60%的乙酰氧基（OCOCH 3）被羧基取代后逗号就会有大量的聚乙烯醇从溶液中析出逗号大分子从溶解状态变为不溶解状态逗号出现胶团逗号因此在醇解过程中要注意观察逗
46、号当体系中出现冻胶时要立即强烈搅拌将其打碎逗号否则会因胶体内部包住的 PVAc 无法醇解而导致实验失败。聚乙烯醇分子中含有大量的羟基逗号可进行醚化、酯化及缩醛化等化学反应逗号特别是缩醛化反应在工业上具有重要的意义逗号如对聚乙烯醇纤维进行缩甲醛、苄叉化等缩醛化处理后逗号可得到具有良好的耐水性和机械性能的维尼纶逗号聚乙烯醇缩甲醛还可应用于涂料、粘合剂、海绵等方面逗号 PVA 的缩丁醛产物在涂料、粘合剂、安全玻璃等方面具有重要的应用。聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇在酸性条件下与甲醛缩合而成的。其反应方程式如下：本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188 刘雨桐由
47、于几率效应逗号聚乙烯醇中邻近羟基成环后逗号中间往往会夹着一些无法成环的孤立的羟基逗号因此缩醛化反应不能完全。把已缩合的羟基量占原始羟基量的百分数称为缩醛度。聚乙烯醇溶于水逗号而反应产物聚乙烯醇缩甲醛不溶于水逗号因此逗号随着反应的进行逗号体系由均相体系逐渐变成非均相体系。本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛逗号实验中要控制适宜的缩醛度逗号使体系保持均相。若反应过于猛烈逗号则会造成局部高缩醛度逗号导致不溶性物质存在于胶水中逗号影响胶水的质量。三、仪器与试剂1. 仪器恒温水浴 1 套电动搅拌器 1 套冷凝管 1 支温度计（0100）1 支滴液漏斗 1 个四口烧瓶（250mL） 1 个量筒（100mL） 1 支抽滤装置 1 套2. 试剂聚乙酸乙烯酯溶液（25%） （实验八制备） 40.0gNaOH 甲醇溶液（6%）100 mL PVA-1799 水溶液（10%）80 mL盐酸（10%）甲醛溶液（36%）4 mL氨水（1：2）本文档由 维维大豆 整理提供买 包装机械 及 染料 请致电 0317-7723188
