己二酸乙二醇缩合聚合实验报告

【实验数据处理及分析】

称取药品的质量：

己二酸：48.703g ； 乙二醇：18.62mL ； 对甲苯磺酸0.063g 。

以酸值计算结果：

1、计算酸值: )(/)1000056.0()/(g c V g mgKOH 样品质量样品酸值⨯⨯⨯=

2、反应程度：0

0a a a P t

-=

3、平均聚合度：P

X n -=

11 以第二组实验数据为例：

390

.1)2805.01/(1)1/(12805.046.541/)59.38946.541(/)(59

.389722.0/560971.073.5146

.541662.0/560971.092.65000=-=-==-=-==⨯⨯==⨯⨯=P X a a a P a a n t t

根据上述计算方法得出下表：

取样次数 反应时间/min 样品重量/g 消耗的KOH 溶液的体积/mL

酸值/(mgKOH/g 样品) 反应程度 平均聚合度 1 0 0.662 65.92 541.46 0.0000 0.000 2 8 0.722 51.73 389.59 0.2805 1.390 3 14 0.900 45.52 275.02 0.4921 1.969 4 29 0.438 11.81 146.62 0.7292 3.693 5 43 0.587 14.95 138.49 0.7442 3.910 6 53 0.617 14.85 130.87 0.7583 4.137 7 68 0.594 12.79 117.08 0.7838 4.625 8 83 0.832 16.22 106.01 0.8042 5.108 9

108

0.511

7.70

81.94

0.8487

6.608

在实验过程中测量第三组实验数据时由于操作不当导致所加KOH 溶液过量，因此所得的酸值比实际的高，由此计算所得的反应程度P 和平均聚合度Xn 都偏高，在作图过程中此点舍去不予以考虑。

根据上图曲线分析，在反应初期即低反应程度时，由于反应初期酸和醇反应生成酯降低了体系的极性，导致了反应速率常数或反应级数的变化等各种原因造成了动力学的偏移。一般来说当反应程度高于80%时才满足二级动力学反应方程式及Xn与t 成线性关系。

以出水量计算结果：

1、反应程度：，理，O H t O H V V P 22/=

当反应物（1/3mol ）完全反应生成聚合物时理论出水量为2/3mol 即12mL

2、平均聚合度：P

X n -=11 以第二组实验数据为例：

127

.1)113.01/(1)1/(1113.012/35.1/22=-=-====P X V V P n O H t O H ，理，

取样次数 反应时间/min 出水量/mL 出水总量/mL 反应程度 平均聚合度

1 1

2 1.35 1.35 0.11

3 1.127 2 13 1.30 2.65 0.221 1.283 3 15 1.35 4.00 0.333 1.500

4 17 0.70 4.70 0.392 1.644

5 19 1.00 5.70 0.475 1.905

6 22 0.80 6.50 0.542 2.182

7 25 0.60 7.10 0.592 2.449

8 27 0.50 7.60 0.633 2.727

9 32 0.60 8.20 0.683 3.158 10 54 1.00 9.20 0.767 4.286 11 109 0.90 10.10 0.842 6.316

由于反应体系中残留有少量的水，以及在抽气减压过程中由抽气带出部分水，因此由出水量计算所得的反应程度P和平均聚合度Xn相较于酸值计算所得偏低，尤其是最后两组数据。

【误差分析】

（1）在实验过程中由于搅拌棒掉落，重新更换搅拌棒，在更换的过程中由于体系还未搅拌均匀，由此反应物并不是按照1:1的比例减少的，在剩余的反应物中有其中一种反应物过量，因此导致反应程度降低。

（2）在实验过程中对于温度的控制存在误差。

（3）在酸度值测定时，由于由三人进行滴定，存在一定的人为误差。

（4）在称量过程中由于精度等原因，存在着一定的误差。

【思考题】

1、说明本缩聚反应实验装置有几种功能？并结合P-t和Xn-t图分析熔融缩聚反应的几个时段分别起到了哪些作用？

分水器：脱除分离水，促进平衡向生成高聚物的方向移动；

搅拌棒：充分搅拌，有利于反应进行；

干燥管及真空系统：减压，更利于小分子水的脱除；

锅式电炉：缩聚反应反应热小，锅式电炉可以均匀加热以达到反应所需的温度；

温度计：控制反应温度。

熔融缩聚反应分为三个反应时期：

①搅拌熔融：将反应物搅拌均匀，酸与醇反应生产酯，为后续的缩聚反应做好准备，至反应物呈现无色透明状时此阶段完成。

②（160℃）低聚合度物料缩聚（预缩聚）：生成预聚物，产生小分子水，在升温阶段，反应速率有所上升，反应程度P和平均聚合度Xn上升速率有所增加；在恒温阶段后期体系黏度逐渐升高，反应速率有所下降。

③（200℃）减压，升温缩聚：减压、升温等方法降低了体系的黏度，增加了除水效率使反应向生成高聚物的方向移动。

2、与聚酯反应程度和分子量大小有关的因素是什么？在反应后期黏度增大后影响聚合的不利因素有哪些？怎样克服不利因素是反应顺利进行？

反应单体的配料比、反应温度、反应时间、去水程度都会影响聚酯的反应程度和分子量大小。

在反应后期黏度增大，分子链的运动受到限制并且降低了水的排除效率，从而导致了随着反应程度的增大，反应速率下降。

克服体系黏度增大的方法：

①减压，脱除更多的小分子水；

②提高反应温度，从而降低体系的黏度；

③加快搅拌速率，降低体系黏度，加大小分子水的扩散速率。

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