实验四：丙烯酰胺水溶液的聚合

高

分

子

化

学

实

验

报

告

实验四：丙烯酰胺水溶液聚合

一、实验目的

1）、掌握溶液聚合的方法及原理

2）、学习如何正确的选择溶剂

二、实验药品、仪器及装置

药品：丙烯酰胺，甲醇，过硫酸钾(或过硫酸铵)

仪器：三口瓶，球形冷凝管，温度计

装置图：

三、实验原理

与本体聚合相比，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，如涂料、胶粘剂、浸渍剂、合成纤维纺丝液等，使用溶液聚合才最为有利。

选择溶剂时要注意其对引发剂分解的影响、链转移作用、对

聚合物的溶解性能的影响。

丙烯酰胺为水溶性单体，其聚合物也溶于水，本实验采用水为溶剂进行溶液聚合。与以有机物作溶剂的溶液聚合相比，具有价廉、无毒、链转移常数小、对单体和聚合物的溶解性能好的优点。

聚丙烯酰胺是一种优良的絮凝剂，水溶性好，广泛应用于石油开采、选矿、化学工业及污水处理等方面。

合成聚丙烯酰胺的化学反应简式如下：

四、实验步骤及现象

1、250ml三口瓶，中间安装搅

拌器，两侧安装温度计、冷凝

管

2、将10g丙烯酰胺+80ml蒸馏

水加入三口瓶中，搅拌，水浴

加热至30℃，单体溶解！

溶解后溶液呈澄清，油状

3、将溶解在10ml蒸馏水中的

0.05g过硫酸钾从冷凝管上方加

入三口瓶中，并用10ml水冲洗

冷凝管

过硫酸钾溶液澄清

4、逐步升温到90℃，反应2-3小时

随反应进行，aq中气泡逐渐↑，粘度逐渐↑；本组几乎没

有爬杆现象；最后气泡消失，aq又变澄清

5、反应完，将产物倒入150ml 甲醇中，边到边搅拌，聚丙烯酰胺便沉淀下来

沉淀出团状的绵软白色聚合物（倒时搅拌不及时，聚合物未分离）

6、向烧杯中加入少量甲醇，

观察是否还有沉淀生成，若有，

则再加入少量甲醇（5-15ml），

使沉淀完全！

沉淀完全

7、用布氏漏斗抽滤，少量甲醇洗涤三次，产物转移到一次性杯子中，30℃烘干，称重！

最后烘干得到较软，较透明的硬胶状聚合物

五、实验结果

称重为16.16g，附上结果图如下：

六、实验分析

1）、进行溶液聚合时，选择溶剂应注意哪些问题?

答：进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，对反应要产生各种影响，选择溶剂时要注意其对引发剂分解的影响、链转移作用、对聚合物的溶解性能的影响。

2）、工业上在什么情况下采用溶液聚合?

答：只有在直接使用聚合物溶液的场合，如涂料、胶粘剂、浸渍剂、合成纤维纺丝液等，使用溶液聚合才最为有利，工业上才会大多选择溶液聚合！

3）、什么是絮凝剂？

答：絮凝剂主要是带有正电（负）性的基团中和一些水中带有负（正）电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些分散的颗粒集中而形成絮凝物，并通过物理或者化学方法分离出来，一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。

絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。