苯乙烯与顺丁烯二酸酐共聚合

苯乙烯一顺丁烯二酸酐共聚反应

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。

原理：

苯乙烯一顺丁烯二酸酐共聚反应及其组成测定

苯乙烯一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。

其反应方程如下：

HC

2

+

HC CH

C C

O O O

H

C

H2

C

H

C CH

C C

O

O

O n 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。其反应过程如下：

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。

实验方案：

主要实验仪器和试剂:

搅拌器三口瓶球形冷凝管温度计布氏漏斗吸滤瓶锥形瓶滴定管烧杯滴液漏斗。

苯乙烯顺丁烯二酸酐甲苯 AIBN(重结晶) KOH水溶液(0.2mol/L) 标准盐酸溶液（0.2mol/L）酚酞指示剂

参考实验步骤：

共聚物的制备

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。

3．将苯乙烯3.2g(0.03mo1)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。

4. 反应过程中注意观察现象。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。

5. 得到的白色粉末状团体产物，用石油醚洗涤(可用60℃热水再洗3次)，产品置于培养皿巾，在真空烘箱中40℃下干燥至恒重。计算产率。

2

(2) 共聚物组成的测定

酸碱滴定法：

1. 在两只250ml锥形瓶巾，分别加入0.25g共聚物，用滴定管各加入30ml 0.2mol/L 的碱液；

2. 在锥形瓶上装上回流冷凝管，在沸水浴上加热1h左右，待样品全部溶解后停止加热。

3. 样品冷至室温后，加三滴酚酞指示剂，用标准盐酸滴定无色即为终点，

4、平行滴定两只样品后，计算共聚物中顺丁烯二酸酐的重量百分比。

红外光谱法：

1. 挑选特征峰进行定量计算。

2. 利用特征峰峰面积比的方法制作标准曲线。

3. 针对样品的红外谱图，计算相应的工具物组成。

附注

1. 溶液反应中溶剂的选择要考虑其毒性、链转移常数以及价格等。

2. 溶剂对过氧化物引发剂有诱导分解的作用，使引发剂的引发效率降低，选用偶氮二异丁腈是诱导分解作用较小。

3. 沉淀聚合凝胶效应使反应自动加速加剧，在反应过程中控制好温度，避免引起冲料。

思考题

（1）按比例投料计算共聚物中顺丁烯二酸酐的理论重量百分比含量，与你的实际测定值作比较，通常会有较大的误差，请分析原因。

（2）溶液聚合中如何选择溶剂。