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目录

实验一苯乙烯的悬浮聚合 (1)

实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (4)

实验三乙酸乙烯酯的溶液聚合 (6)

实验四醋酸乙烯酯的溶液聚合与聚乙烯醇的制备 (7)

实验五醋酸乙烯酯的乳液聚合 (10)

实验六聚己二酸乙二醇酯的制备 (13)

实验七甲基丙烯酸甲酯－苯乙烯悬浮共聚 (16)

实验八阳离子交换树脂的制备 (19)

实验九酚醛树脂制备 (21)

实验十单体、引发剂和溶剂的精制

实验一苯乙烯的悬浮聚合

1.1 目的要求

(1) 学习悬浮聚合原理和实验技术．

(2) 掌握苯乙烯的悬浮聚合的实验操作

1.2 实验原理

悬浮聚合是依靠激烈的机械搅拌使含有引发剂的单体分散到与单体互不相溶的介质中实现的，由于大多数烯类单体只微溶于或几乎不溶于水，悬浮聚合通常都以水为介质。在进行水溶性单体如丙烯酰族的悬浮聚合时，则应当以憎水性的有机溶剂如烷烃等作分散介质，这种悬浮聚合过程被称为反相悬浮聚合。

在悬浮聚合中，单体以小油珠的形式分散在介质中，每个小油珠都是一个微型聚合场所，油珠周围的介质连续相则是这些微型反应器的热传导体。因此，尽管每个油珠中单体的聚合与本体聚合无异，但整个聚合体系的温度控制还是比较容易实现的。

悬浮体系是不稳定的，尽管加入悬浮稳定剂可以帮助稳定单体颗粒在介质中的分散，稳定的高速搅拌与悬浮聚合的成功关系极大。搅拌速度还决定着产品聚合物颗粒的大小，一般说来，搅速越高则产品颗粒越细。产品的最终用途决定着搅拌速度的大小，因为用于不同场合的树脂颗粒应当有不同的颗粒度，用作离子交换树脂和泡沫塑料的聚合物颗粒应当比1mm还大一些，而用作牙科材料的树脂颗粒的粒径则应小于0.1mm，直径为0.2一0.5mm 的树脂颗粒则比较适于模塑工艺。

悬浮聚合体系中的单体颗粒存在着相互结合形成较大颗粒的倾向，特别是随着单体向聚合物的转化，颗粒的粘度增大，颗粒间的粘连便越容易，这个问题的解决在大规模工业生产中有决定性的意义，因为分散颗粒的粘连结块不仅可以导致散热困难和爆聚，还可能因使管道堵塞而造成反应体系的高压力，只有当分散颗粒中单体转化率足够高、颗粒硬度足够大时，粘连结块的危险才消失。因此，悬浮聚合条件的选择和控制是十分重要的。

工业上常用的悬浮聚合稳定剂有明胶、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等，这类亲水性的聚合物又都被称为保护胶体。另一大类常用的悬浮稳定剂是不溶于水的无机物粉末，如硫酸钡、磷酸钙、氢氧化铝、钛白粉、氧化锌等等，其中工业生产聚苯乙烯时采用的一个重要的无机稳定剂是二羟基六磷酸十钙(Ca10(PO4)6(OH)2)。

本实验进行苯乙烯的悬浮聚合，若在体系中加入部分二乙烯基苯，产物具有交联结构并有较高的强度和耐溶剂性等，可用作制备离子交换树脂的原料。

1.3 仪器及药品

三口烧瓶、回流冷凝管、搅拌器、固定夹及铁架、加热器、温度计、量筒、烧杯。

苯乙烯单体45g、聚乙烯醇1.0g、过氧化二苯甲酰(BPO)0.45g、蒸馏水。

1.4 实验装置

1.5 实验步骤

(1) 取250m1三口烧瓶置于铁架上，装上搅拌设备、温度计、回流冷凝管及加热器。如图

1.1所示。

(2) 取105ml蒸馏水，加入1.0 g聚乙烯醇，开动搅拌并升温至900C，保温2小时，使聚乙

烯醇完全溶解。

(3) 称取45g苯乙烯单体，加入0.45g过氧化二苯甲酰，室温完全溶解后，倒入三口瓶内并

缓慢加热升温至90℃。

(4) 保持此温度并以适当的搅拌速度搅拌4—5小时，待无回流现象时，停止反应。

(5) 反应完毕后，冷印至室温。将粒状物用砂芯滤斗过滤，用水洗涤3—4次，抽干后．放

入60℃烘箱中烘干。可得直径0.5—1.0mm的珍珠粒状物，称重，并计算产率。

注意事项

[1] 由于苯乙烯单体中常加有阻聚剂和含有杂质，使用之前需先蒸馏除去阻聚剂及杂质。

[2] 是否得到珠状聚合物与搅拌速度关系密切，产品的最终用途决定着搅拌速度的快慢。思考题

[1] 影响粒径大小的因素有哪些？如何控制悬浮聚合产物粒径大小？

[2] 添加食盐后，对粒径大小有何影响？其作用如何？

[3] 搅拌速度大小，对粒径有何影响？

[4] 用悬浮聚合法聚合单体的缺点是什么？

参考资料

[1] 张举贤主编.高分子科学实验.河南大学出版社，1997年2月

[2] 北京大学化学系高分子教研室编.高分子实验与专论.北京大学出版社，1990年7月

实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合

2.1 目的要求

（1）认识烯类单体本体聚合的特点和困难。

（2）加深对自由基链式聚合中自动加速效应的理解。

（3）熟悉有机玻璃的制备方法。

2.2 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。

本体聚合根据聚合产物是否溶于单体可分为两类：①聚合物溶于单体的均相聚合，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯等的聚合；②聚合物不溶于单体的非均相聚合，如乙烯、氯乙烯等的聚合。

本体聚合的体系组成和反应设备是最简单的，但聚合反应却是最难控制的，这是由于本体聚合不加任何分散介质，聚合反应到一定阶段后，体系黏度大，易产生自动加速现象，聚合反应热也难以导出，因而反应温度难控制，易局部过热，导致反应不均匀，是产物分子量分布变宽。

目前用本体聚合法合成的最常见的聚合物有聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和低密度聚乙烯。其中聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯由于有较大的侧基存在，为无定形固体，其最突出的性能是具有高度的透明性，它的密度小，故其制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。有机玻璃表面光滑，在一定的弯曲限度内，光线可在其内部传导而不逸出，故外科手术中利用它把光线输送到口腔喉部作照明。聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良，是很好的绝缘材料。

2.3 仪器及药品

甲基丙烯酸甲酯、过氧化二苯甲酰、恒温水浴、试管、试管夹

2.4 实验步骤

在40mL的试管中加入10mLMMA及单体质量0.1%的BPO，瓶口用胶塞盖上，用试管夹夹住试管在85～90℃的水浴中不断摇动，反应0.5h～1h，注意观察体系的黏度变化。注意事项

[1] 由于甲基丙烯酸甲酯单体中常加有阻聚剂和含有杂质，使用之前需先蒸馏除去阻聚剂及杂质。

[2] 胶塞必须用聚四氟乙烯膜或铝箔包裹，以防止在聚合反映过程中MMA蒸气将胶塞中的添加物溶出，影响聚合反应；塞子只需要轻轻盖上，以防因温度升高时，塞子爆冲。

思考题