丙烯酰胺的水溶液聚合
丙烯酰胺在聚乙二醇水溶液中聚合产品的微观形态
称取 一 定 量 的 Ａ Ｐ Ｇ、 离 子 水 加 到 ５ ０ Ｍ、 Ｅ 去 ０ ｍ Ｌ的夹 套反 应釜 中 ， 搅 拌 边 通保 护 气 体 ， 温 边 升 至指 定 温 度 ； 加入 引 发 剂 ， 开始 计 时 ， 在恒 定 转 速 下恒 温反 应 １ ． １给 出 了标 准 配方 、０ 、 ０ｈ 表 ３ ℃ 反
问题 ， 克服 了反 相乳 液 、 浮 聚合 及 分散 聚合 中 也 悬 的有机 溶剂 污染 与 产 品再 分 离 问题 ， 有 广 阔 的 具 应 用前 景和环 保价 值 ， 水相 聚合 是制 备 Ｐ Ｍ 的 双 Ａ
好 方法 ．
１ 实 验 部分
１ １ 实 验 原 料 ．
聚 乙二 醇 （ Ｅ 重 均 分 子量 ２×１ 、 烯 Ｐ Ｇ， ０）丙 酰胺 、 聚丙 烯 酰 胺 （ Ａ 重 均 分 子 量 ５ Ｐ Ｍ， ０×１ ， ０ ）
搅 拌速率 、 引发 剂 以及 稳定 剂浓 度 对 最 终 聚合 物
液 滴滴径 的影 响 ．
本 文在 ３ ５ ． ℃ 温度 下 ， 用偶 氮 类水 溶 Ｏ～ ２ ５ 采 性 引发 剂 Ｖ ０ ４引发 Ａ 在 Ｐ Ｇ水 溶 液 双水 相 Ａ４ Ｍ Ｅ
１ ３ 表 征 ．
聚合 ， 到 了“ 包 水 ” 得 水 的乳 状 多分 散 体 系 ； 察 考 了聚乙二 醇 、 发剂 、 引 单体 浓度 与 聚合温度 对 最终
滴 径呈 多峰 分 布 ； 着 Ｐ Ｇ 浓 度 的增 加 ， 合 物 液 滴 趋 于 球 状 ． 随 Ｅ 聚 关 键 词 双 水 相 聚合 ， 乙二 醇 ，聚丙 烯 酰 胺 ， 滴 形 态 聚 液
Ｐ Ｍ 是一 种 重要 的 水溶 性 聚合 物 ． Ｍ 双水 Ａ Ａ
相聚合 克服 了水 溶液 聚合 中高黏所 致 的搅拌 传热
阳离子聚丙烯酰胺的合成方法
阳离子聚丙烯酰胺的合成方法丙烯酰胺通过自由基聚合反应制备得到的共聚物或者均聚物即为聚丙烯酰胺及其衍生物。
根据反应介质中单体的分散状态，合成方法可以分为溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合；根据聚合物和单体在反应介质中的溶解状态，又可以分成非均相聚合和均相聚合，下面着重介绍三种常用的阳离子聚丙烯酰胺合成方法。
1、水溶液聚合法在CPAM 的生产过程中，水溶液聚合法是研究时间最早、工业化生产最成熟的聚合方法，也是目前聚丙烯酰胺类的生产厂家主要采用的聚合方法。
它是将引发剂、丙烯酰胺和阳离子单体溶于水中形成均相体系后，在引发剂的诱导作用下进行的聚合反应。
诸多研究人员围绕水溶液聚合的反应温度、引发体系及单体浓度等影响因素开展了一系列科学研究。
以DMDAAC和AM作反应单体，以K2S2O8/ NaHSO3为复合引发剂，通过水溶液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺P（AM-DMDAAC）。
对产物结构进行了红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征，证明聚合物的成功合成。
通过考察各单因素对聚合产物分子量的影响，从而确定了最佳反应条件为：引发剂用量0.05%，单体浓度30%，W DMDAAC:W AM=0.5:1，W K2S2O8:W NaHSO3=1:0.7，聚合温度5℃，聚合时间60min。
用偶氮引发剂和氧化还原引发剂共同组成复合引发体系，通过水溶液聚合引发AM 和DMC 反应，成功制得了特性粘度10.59dL/g，溶解时间20min 的阳离子型聚丙烯酰胺。
将AM，DMDAAC和丙烯酸丁酯（BA）作为反应单体，通过自由基聚合制备得到了一种疏水缔合型的阳离子聚(丙烯酰胺-co-二甲基二烯丙基氯化铵-co-丙烯酸丁酯) [P(AM-DMDAAC-BA)]，核磁共振氢谱表征结果证明合成的为疏水缔合阳离子共聚物，热重分析(TG)结果表明该共聚物具有良好的热稳定性。
以AM和DMC为共聚单体，以氧化还原引发剂( NH4) 2S2O8/ NaHSO3和偶氮类引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)组成复合引发体系，通过水溶液聚合法制备CPAM，系统探究了反应条件对聚合产物的影响，得到制备较高分子量CPAM 的最佳工艺参数为单体总质量分数35%，氧化还原引发剂用量0.06%，偶氮引发剂用量0.09%，尿素用量1.5%，EDTA-2Na用量1.5%。
实验4_丙烯酰胺的水溶液聚合
实验4_丙烯酰胺的水溶液聚合
丙烯酰胺是一种功能性单元，用于合成各种多功能的材料。
其在生物材料，药物载体，新能源，高分子材料和能源存储材料等方面有着广泛应用。
丙烯酰胺的水溶液聚合是一种在水中发生聚合反应的反应方式。
它是将两个或多个丙
烯酰胺单体分子结合起来，形成多聚物的绿色合成方法。
原位分子聚合反应可以在水溶液
中进行，也可以在乙醇中进行，用途比较广泛。
实验4：丙烯酰胺的水溶液聚合实验，主要用于揭示丙烯酰胺的水溶液中聚合反应的
机理。
该实验首先准备了酸性的己二酸酐溶液，再将丙烯酰胺单体加入溶液中，调整pH值
7.0至8.0，恒定温度。
当反应完成时，检测两个加料量比，采用氢原子吸收测定其聚合率。
通过试验，发现丙烯酰胺的水溶液聚合反应的聚合率和加料量比、pH值和反应温度的变化等因素有关。
当溶液温度增加时，聚合反应的反应程度会加快，但高温比较高时反应终止；当pH
值下降时，聚合反应的速率也会增加，而大量的氢离子可以促进物质的聚合；另外，加料
量比也是影响反应速率的原因，若加料量比偏小，聚合反应会比较缓慢，而加料量比偏大时，反应会有加速作用。
通过该实验，可知丙烯酰胺水溶液聚合反应的反应过程是十分复杂的，而且受温度、pH值及加料量比的影响很大。
理解其聚合机理，有利于改进丙烯酰胺工艺，提高生产产品的质量，提高生产效率。
实验二 溶液聚合——聚丙烯酰胺的制备
实验二溶液聚合——聚丙烯酰胺的制备—、目的1. 学习溶液聚合的原理和特点；2. 掌握聚丙烯酰胺水溶液聚合的制备方法。
二、原理将单体溶解在溶剂中进行聚合的方法称为溶液聚合。
以生成的聚合物能溶于溶剂者叫做均相溶液聚合，不溶并析出者叫异相溶液聚合（亦为沉淀聚合的一种）。
例如，丙烯酰胺的水溶液聚合是均相的，丙烯腈的水溶液聚合是异相的。
在溶液聚合中，由于聚合物是处在良溶剂环境中，聚合物是处于比较伸展状态，包裹程度浅，链段扩散容易，只有在高转化率时，才出现自动加速现象。
若单体粘度不高，则有可能消除自动加速效应，使反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。
因而溶液聚合是实验室中研究聚合机理及聚合动力学等常用的方法之一。
溶液聚合的优点是：有溶剂为传热介质，聚合温度容易控制；反应后物料易输送处理，低分子量物质易除去；而在制造涂料、粘合剂及纺丝浆的情况下，聚合后的溶剂不需要除去就能直接使用。
溶液聚合的缺点是由于单体被溶剂稀释，浓度较小，聚合速度慢；溶剂占用反应器容积，生产效率低，增加回收、纯化的工序，使生产成本升高，聚合物平均分子量较低。
与本体聚合相比，溶液聚合体系具有粘度低、混合及传热比较容易，不易产生局部过热，温度容易控制等优点，但由于大多数单体及聚合物不易溶于水，用有机溶剂费用高，回收困难等原因，使得溶液聚合在工业上很少应用，只有在直接使用聚合物的情况，如涂料、胶粘剂、浸渍剂、和合成纤维纺丝液等采用溶液聚合的方法。
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，其优点是：价廉、无毒、产物可直接使用。
聚丙烯酰胺是一种优良的絮凝剂，水溶性好，被广泛应用于污水处理，另外也常用于石油开采、选矿、化学工业及食品工业的添加剂等方面。
三、仪器和试剂四口瓶、球型冷凝管、温度计、搅拌器、恒温水浴、丙烯酰胺、过硫酸铵、甲醇四、实验步骤1. 组装仪器：将四口瓶置于恒温水浴上，并装上温度计、搅拌器和冷凝管。
2. 投料：在四口瓶中加入5 g丙烯酰胺和90 mL蒸馏水，搅拌，升温至30℃使单体溶解后，用移液管加入2.5 mL 1%的（NH4）2S2O8溶液。
丙烯酰胺水溶液聚合
丙烯酰胺水溶液聚合
1. 什么是聚丙烯酰胺水溶液聚合？
聚丙烯酰胺水溶液聚合是一种利用聚丙烯酰胺（又被称为聚胺酯）和水作为基体进行聚合反应的技术。
它可以制备出高分子量的高分子材料，用于制造高质量的各种仪器、工具和家具等。
2. 聚丙烯酰胺水溶液聚合的特点
1. 电子产品、机械件的表面保护
由于聚丙烯酰胺水溶液能够制备出高分子材料，可用于电子产品、机械件所需的表面抛光处理，从而提升其外观和耐磨性，从而起到保护作用。
2. 建筑材料的制备
聚丙烯酰胺水溶液可以制备出耐磨抗老化的建筑材料，可以在耐候、高温和高湿环境中长时间使用，并且具有优异的热阻、电绝缘性能，可大大延长建筑寿命。
3. 包装材料的制备
聚丙烯酰胺水溶液的主要成分具有良好的耐溶剂性和耐水力学性能，更适合应用于制备各类包装材料，如膜、纸、塑料件等，以便进行食品、化工等各类品牌产品的包装。
1. 使用前必须清洁工作台及工具，防止有污染物污染聚合液，防止产生二次污染。
2. 必须采用高品质的原料，使用质量保证级t工业聚丙烯酰胺及其赋能剂，这
样能够保证聚合水溶液的质量。
3. 聚合过程必须有专人操作，并且应定期监测反应温度和湿度。
4. 聚丙烯酰胺水溶液具有很高的可燃性，聚合过程必须注意防火安全，及时处理失控反应，以防发生火灾事故。
丙 烯 酰 胺 的 水 溶 液 聚 合
丙烯酰胺的水溶液聚合一、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，使用溶液聚合才最有利。
进行溶液聚合时，由于溶液并非完全是惰性的，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，丙烯酰胺为水溶性单体，其聚合物也溶于水，在本实验采用水为溶剂进行溶液聚合，与有机物作溶剂的溶液聚合相比，只有廉价、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。
过硫酸铵是一种白色晶体，常作强氧化剂使用，也可以作单体聚合引发剂。
它几乎不吸潮，由于能达很高的纯度而具有特别好的稳定性，便于储存。
另外，它还具有使用方便、安全等优点。
三、实验仪器和试剂：三口瓶、球形冷凝管、温度计、丙烯酰胺（5g）、甲醇（25ml）、过硫酸铵（0.05g）四、注意事项：1、使用水浴锅时，水浴锅的外壳不能碰到谁，防止短路，破坏仪器；水浴锅底部不可与三口瓶接触；2、甲醇为有毒的易挥发液体，在使用时注意尽量避免吸入鼻子中，使用后要进行回收处理。
3、沉淀剂的选择符合：①沉淀剂与聚合物完全不溶；②沉淀剂与溶剂要完全互溶；③沉淀剂一般为溶剂的4~5倍。
五、实验步骤、现象及其解释实验步骤现象现象解释在250ml的三口瓶中，中间口安装搅拌器，另外两口分别装上一个温度计，一个冷凝管。
将5g丙烯酰胺和80ml蒸馏水加入反应瓶中，开动搅拌器，用水浴加热至30℃，使单体溶解；然后把溶解在10ml蒸馏水中0.05g过硫酸铵加入反应瓶中，并用10ml蒸馏水冲洗，逐步升温到90℃，在90℃反应2~3h丙烯酰胺为白色晶体物质，加入溶解中，在搅拌下逐渐溶解，过硫酸铵很快溶解在溶剂中，随着反应的进行，搅拌速度逐渐降低，即反应液的粘度逐渐变大，甚至可能出现“爬杆现象”。
n羟乙基丙烯酰胺交联机理
n羟乙基丙烯酰胺交联机理
N-羟乙基丙烯酰胺（N-hydroxyethyl acrylamide，NHAM）是一种常用的交联剂，其交联机理如下：
1. 丙烯酰胺（ACM）和N-羟乙基丙烯酰胺（NHAM）在水溶液中经过光照或酶的作用下，发生自由基聚合反应。
2. 生成的聚合物分子链上的丙烯酰胺（ACM）单元，可以在紫外光的照射下发生光交联反应，形成网状结构。
3. N-羟乙基丙烯酰胺（NHAM）的分子链上的N-羟乙基基团，可以与丙烯酰胺（ACM）单元发生反应，形成支链或桥接结构，进一步增强交联后的聚合物网络结构。
4. 当聚合物分子链上的丙烯酰胺（ACM）单元和N-羟乙基丙烯酰胺（NHAM）的N-羟乙基基团均发生交联反应时，可以形成更为复杂的网状结构，从而进一步提高聚合物的机械性能和化学稳定性。
需要注意的是，N-羟乙基丙烯酰胺（NHAM）的交联反应需要一定的条件，如光照、温度、pH值等，同时交联反应的速度和产物的性能也受到反应物浓度、反应温度、催化剂等因素的影响。
在实际应用中，需要根据具体需求和条件进行优化和控制交联反应的条件和成分。
丙烯酰胺水溶液聚合
丙烯酰胺水溶液聚合1. 引言丙烯酰胺（Acrylamide，简称AM）是一种重要的化工原料，广泛应用于水处理、纺织、造纸等工业领域。
丙烯酰胺的水溶液聚合是一种重要的合成方法，可以得到高分子量的聚合物。
本文将介绍丙烯酰胺水溶液聚合的基本原理、反应机理、操作条件以及聚合产物的性质。
2. 基本原理丙烯酰胺水溶液聚合是一种自由基聚合反应。
丙烯酰胺分子在反应中通过共轭双键开环聚合形成线性聚合物。
该反应通常在水溶液中进行，需要添加引发剂和交联剂来控制聚合反应的速度和分子量。
3. 反应机理丙烯酰胺水溶液聚合的反应机理分为引发阶段和生长阶段。
在引发阶段，引发剂首先被加入反应体系中，产生自由基。
自由基与丙烯酰胺分子发生反应，生成活性中间体，进而与其他丙烯酰胺分子发生反应，形成聚合链的生长。
4. 操作条件丙烯酰胺水溶液聚合的操作条件主要包括反应温度、反应时间、引发剂和交联剂的浓度。
适当的反应温度和反应时间能够控制聚合反应的速率和分子量。
引发剂和交联剂的浓度则会影响聚合反应的起始速率和聚合链的交联程度。
5. 聚合产物的性质丙烯酰胺水溶液聚合得到的聚合物具有一系列优良的性质。
首先，聚合物具有优良的水溶性，在水中能够很好地分散和溶解。
其次，聚合物具有良好的稳定性和流动性，可通过调整聚合反应的条件来得到不同分子量的聚合物。
此外，丙烯酰胺聚合物还具有一定的生物相容性和生物降解性。
6. 应用前景丙烯酰胺水溶液聚合的产物广泛应用于水处理、油田开发、纺织和造纸等领域。
聚合物可以作为沉淀剂、过滤剂、吸附剂等用于水处理中的固液分离和重金属去除。
此外，聚合物还可以用于增强油田采油效果、纺纱助剂和造纸助剂等方面。
7. 结论丙烯酰胺水溶液聚合是一种重要的合成方法，能够得到高分子量的聚合物。
丙烯酰胺聚合物具有优良的水溶性、稳定性和流动性，具有广泛的应用前景。
通过对反应机理和操作条件的研究，可以进一步优化聚合反应的效果和聚合产物的性能。
以上就是关于丙烯酰胺水溶液聚合的简要介绍，希望对你有所帮助。
聚丙烯酰胺的合成方法
聚丙烯酰胺的合成方法（实用版4篇）《聚丙烯酰胺的合成方法》篇1聚丙烯酰胺(Polyacrylamide) 是一种高分子聚合物，通常用于水处理、石油开采、造纸、纺织、医药等领域。
下面是聚丙烯酰胺的合成方法：1. 均相聚合法均相聚合法是制备聚丙烯酰胺最为常见的方法。
该方法使用丙烯酰胺单体和水溶液，在引发剂的作用下进行聚合反应。
常用的引发剂包括过硫酸铵、过氧化氢、偶氮二异丙腈等。
在聚合过程中，需要控制反应温度、pH 值、反应时间等因素，以获得合适的聚合度和分子量。
2. 异相聚合法异相聚合法是指在聚合过程中，使用悬浮剂或乳化剂将丙烯酰胺单体和水溶液分离，以形成聚合物颗粒。
该方法可以制备高分子量的聚丙烯酰胺，但需要复杂的分离和洗涤步骤。
3. 辐射聚合法辐射聚合法是指在聚合过程中，使用放射线(如紫外线、γ射线等) 引发聚合反应。
该方法可以制备高质量、高分子量的聚丙烯酰胺，但需要特殊的设备和操作技术。
4. 化学聚合法化学聚合法是指在聚合过程中，使用化学反应将丙烯酰胺单体合成为聚丙烯酰胺。
该方法可以制备具有特殊功能团的聚丙烯酰胺，但需要复杂的合成步骤和专业知识。
《聚丙烯酰胺的合成方法》篇2聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM) 是一种高分子聚合物，常用于水处理、石油开采、造纸、纺织等领域。
聚丙烯酰胺的合成方法主要有以下几种：1. 自由基聚合法自由基聚合法是聚丙烯酰胺合成的主要方法之一。
该方法使用丙烯酰胺单体和自由基引发剂，在适当的温度和压力下进行聚合反应。
常用的自由基引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化钠、硫酸铵等。
该方法的优点是反应速度快，聚合度高，但缺点是容易产生分支结构，影响聚合物的性能。
2. 离子聚合法离子聚合法是另一种聚丙烯酰胺的合成方法。
该方法使用丙烯酰胺单体和离子引发剂，在适当的温度和压力下进行聚合反应。
常用的离子引发剂包括硫酸铵、氯化铁等。
该方法的优点是聚合度高，分支结构少，但缺点是反应速度慢，需要较长的反应时间。
丙烯酰胺水溶液聚合的几种氧化还原引发体系的研究.
4种重要氧化还原引发体系进行了研究。从引发机理出发,通过实验探讨了引发剂种类、引发剂浓度对聚丙烯酰胺分子量的影响。
关键词:丙烯酰胺 聚丙烯酰胺 引发剂 聚合 分子量
丙烯酰胺(AM单体在水溶液中聚合时,其聚合物分子量的大小与引发剂种类及浓度、引发温度、体系pH值、单体浓度及单体质量等诸多因素都有密切的关系。通过使用不同的引发体系,可以合成不同分子量的聚丙烯酰胺(PAM。不同分子量的PAM在不同的领域有不同的应用。研究引发体系与分子量的关系,以便合成不同分子量的PAM产品,以满足不同领域的需要具有重要意义。迄今为止,国内外大量报道了有关不同分子量PAM的合成方法,分子量范围从几万到上千万。目前国内的研究热点主要集中在高分子量PAM的研制。本文主要对AM水溶液聚合的四
R・+
CH 2
CH 2
H 2+R N H 2R
2
H
2H
2. 2有机过氧化物体系
有机过氧化物较多,但水溶性的较少。目前水溶性有机过氧化物引发剂的研制已成热点。本实验选用过氧化氢叔丁基,亚硫酸钠为助还原剂,考察AM的聚合情况。该体系的主要引发机理为:过氧化氢叔丁基和亚铁盐反应生成自由基,反应如下:
ROOH+Fe 2+
-×10-4m o l L , [N aH SO 3]09. 61～25. 6×10
4
m o l L ,单体浓度在4. 69o l L左右。
1分子量的影响
4 S 28]0 3011. 717. 529. 2
-4mo l・L -3. 209. 6116. 025. 638. 464. 0
-4-0. 1320. 2650. 5301. 062. 655. 3010. 621. 252. 9
丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺的化学反应过程
丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺的化学反应过程摘要：一、丙烯酰胺聚合简介1.丙烯酰胺单体2.聚丙烯酰胺的优点二、丙烯酰胺聚合反应过程1.反应原理2.反应条件3.反应类型三、聚丙烯酰胺的应用领域1.水处理2.造纸工业3.石油开采四、聚丙烯酰胺的发展趋势1.绿色化生产2.产品改性3.应用领域的拓展正文：一、丙烯酰胺聚合简介丙烯酰胺（Acrylamide，AM）是一种白色晶体，具有酰胺基团和双键，是一种重要的有机化工原料。
丙烯酰胺单体可由丙烯腈、氨和氢气在催化剂的作用下生成。
丙烯酰胺具有良好的水溶性、高热稳定性和化学稳定性，广泛应用于化工、石油、医药、环保等领域。
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）是丙烯酰胺通过聚合反应形成的高分子聚合物。
聚丙烯酰胺具有许多优点，例如高分子结构、优异的絮凝性能、广泛的适用范围等。
在众多领域中，聚丙烯酰胺发挥着重要作用，为人们的生产生活带来诸多便利。
二、丙烯酰胺聚合反应过程丙烯酰胺聚合反应是指将丙烯酰胺单体通过化学反应聚合成聚丙烯酰胺的过程。
该反应过程可以分为以下几个步骤：1.反应原理丙烯酰胺聚合反应通常采用溶液聚合方法。
在溶液聚合过程中，丙烯酰胺单体、引发剂和链增长剂在溶剂中进行反应，生成聚丙烯酰胺高分子链。
反应过程中，单体、溶剂、引发剂和链增长剂之间需要保持适当的浓度比例，以保证聚合反应的顺利进行。
2.反应条件丙烯酰胺聚合反应通常需要在一定温度、压力和溶剂条件下进行。
一般情况下，反应温度越高、反应时间越长，聚合物的分子量和性能就越好。
此外，反应过程中的溶剂、引发剂和链增长剂的浓度及配比也是影响聚合反应效果的重要因素。
3.反应类型丙烯酰胺聚合反应主要分为自由基聚合和离子聚合两种类型。
自由基聚合反应速度快、反应条件温和，但聚合物的性能相对较差；离子聚合反应速度较慢、反应条件较苛刻，但聚合物的性能优异。
根据实际应用需求，可以选择合适的聚合反应类型。
三、聚丙烯酰胺的应用领域聚丙烯酰胺具有优异的絮凝性能，广泛应用于以下领域：1.水处理聚丙烯酰胺在水处理领域中具有广泛应用，可用于饮用水处理、废水处理、污泥脱水等。
实验五_丙烯酰胺的水溶液聚合
实验五丙烯酰胺水溶液聚合一、实验目的1．掌握溶液聚合的方法和原理2．学习如何选择溶液3．掌握聚合物的处理方法二、实验原理将单体溶于溶剂中而进行聚合的方法叫做溶液聚合。
生成聚合物有的溶解，有的不溶，前一种情况称为均相聚合，后者则称为沉淀聚合。
自由基聚合离子型聚合和缩聚均可用溶液聚合的方法。
在沉淀聚合中，由于聚合物处在非良溶剂中，聚合物链处于卷曲状态，端基被包裹，聚合一开始就出现自动加速现象，不存在稳态阶段。
随着转化率的提高，包裹程度加深，自动加速效应也相应增强，沉淀聚合的动力学行为与均相聚合有明显不同。
均相聚合时，依双基终止机理，聚合速率与引发剂浓度的平方根成正比。
而沉淀聚合一开始就是非稳态，随包裹程度的加深，其只能单基终止，故聚合速率将与引发剂的浓度的一次方成正比。
在均相溶液聚合中，由于聚合物是处在良溶剂环境中，聚合物处于比较伸展状态，包裹程度浅，链扩散容易，活性端基容易相互靠近而发生双基终止。
只有在高转化率时才开始出现自动加速现象，若单体浓度不高，则有可能消除自动加速效应使反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。
因而溶液聚合是实验室中研究聚合机理及聚合动力学等常用的方法之一。
进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，其对反应会产生各种影响，选择溶剂时应考虑以下几个问题：1. 对引发剂分解的影响：偶氮类引发剂（偶氮二异丁腈）的分解速率受溶剂的影响很小，但溶剂对有机过氧化物引发剂有较大的诱导分解作用。
这种作用按下列顺序依次增大：芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类，诱导分解的结果使引发剂的引发效率降低。
2. 溶剂的链转移作用：自由基是一个非常活泼的反应中心，它不仅能引发单体分子，而且还能与溶剂反应夺取溶剂分子的一个原子，如氢或氯，以满足它的不饱和原子价。
溶剂分子提供这种原子的能力越强链转移作用就越强。
链转移的结果使聚合物分子量降低。
若反应生成自由基活性降低，则聚合速度也将减小。
3. 对聚合物的溶解性能：溶剂溶解聚合物的性能控制着活性链的形态（卷曲或舒展）及其粘度，它们决定了链终止速度与分子量的分布。
丙烯酰胺水溶液聚合
丙烯酰胺水溶液聚合
丙烯酰胺水溶液聚合是化学工程中应用较广的一种聚合方法，本文主要介绍丙烯酰胺水溶液聚合的原理，及其在有机合成中的应用。
一、丙烯酰胺水溶液聚合的原理
丙烯酰胺水溶液聚合是一种聚合反应，反应方程式为：丙烯酰胺（R-COOH）+水（H2O）→（R-COOH）2+ H2O，具体来说，丙烯酰胺水溶液聚合发生在水溶液中，反应原理是在水溶液中，丙烯酰胺是弱酸，而水为强碱，两者反应形成一种双分子聚合物，即经过聚合的丙烯酰胺。
二、丙烯酰胺水溶液聚合的应用
丙烯酰胺水溶液聚合在有机合成中有广泛的应用，主要包括以下几种：
1、应用于有机分子结构改造：丙烯酰胺水溶液聚合可以用来改造有机分子结构，例如将烷基化合物（例如甲基丙烯酸酯（MMA））转换成更高级别的聚苯乙烯（PS）。
2、用于改性油品：丙烯酰胺水溶液聚合可以用来改性油品，例如可以将油品和丙烯酰胺反应，制得甘油硬脂酸。
3、用于制备水性涂料：丙烯酰胺水溶液聚合可以用于制备水性涂料，这种涂料是由聚合物材料（如丙烯酰胺聚合物）和溶剂（如水）组成的，可以用来涂覆各种表面，以改善和保护表面。
总之，丙烯酰胺水溶液聚合是一种应用广泛的聚合方法，在有
机合成中可以用来改造有机分子结构，改性油品以及制备水性涂料。
聚合反应需要适当的条件，并受到外界因素的影响，大多数操作步骤是固定的，但个别步骤有调节的空间，有针对性的操作可以更有效地完成聚合反应。
实验4_丙烯酰胺的水溶液聚合
高分子化学实验报告10高二丙烯酰胺水溶液聚合实验四危平福1014122030丁胜10141220072013/5/20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。
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。
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。
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方面。
合成聚丙烯酰胺的化学反应简式如下：三、主要仪器和试剂三口瓶，球形冷凝管，温度计，丙烯酰胺，甲醇，过硫酸钾(或过硫酸铵)，氮气四、实验步骤与分析1.【在250mL 的三口瓶中，中间口安装搅拌器，分别装上一个温度计和一个冷凝管。
】现象与分析：安装搅拌器时，应先保证搅拌桨竖直，并且应该遵循自下而上的安装顺序，然后开启搅拌器，查看是否安装稳定，为了防止温度计打到搅拌桨，也可以暂时不安装温度计，等需要测量时再关闭搅拌器，用温度计测量即可。
2.【将5 g(0.14 mol)丙烯酰胺和40 mL 蒸馏水加入反应瓶中，开动搅拌器，约350到400转每分钟，用水浴加热至30 ℃①，使单体溶解。
然后把溶解在5 mL 蒸馏水中的0.025 g 过硫酸钾加入反应瓶中，逐步升温到90 ℃，这时聚合物便逐渐形成，在90 ℃下反应2~3 h。
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丙烯酰胺的水溶液聚合
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。
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。
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：
三、实验药品及仪器
药品：丙烯酰胺（10g）---、甲醇（150mL）---、过硫酸钾（0.05g）、蒸馏水（80+10+10mL）等；
仪器：恒温水浴锅、搅拌器、三口烧瓶、球型冷凝管、温度计、吸管、天平、量筒等。
四、实验装置图
五、实验步骤与现象分析
步骤（1）：
在250mL 的三口瓶中，中间口安装搅拌器，分别装上一个温度计和一
个冷凝管。
分析：[装搅拌棒时，应先保证搅拌棒竖直，然后可开启搅拌器，调节直到反应装置稳定为止]
步骤（2）：
将10 g(0.14 mol)丙烯酰胺和80 ml 蒸馏水加入反应瓶中，开动搅拌器，用水浴加热至30 ℃，使单体溶解。
把0.05 g 过硫酸钾溶解在10 ml 蒸馏水中，溶解后加入反应三口瓶内，并用10 ml蒸馏水洗涤溶解烧杯。
现象：[把蒸馏水加入到装有丙烯酰胺的三口烧瓶中，大部分丙烯酰胺溶解，有少部分白色不溶物漂浮在液体表面。
把溶解有过硫酸
钾的溶液加入到反应瓶中，溶液中立即出现大量的白色絮状物]分析：[少部分不溶物可能是聚丙烯酰胺，当温度低时，聚丙烯酰胺的溶解度较小，聚合物便以絮状存在溶液中，当升高温度时，聚
丙烯酰胺在水中的溶解度增加，使聚合物溶解。
由于过硫酸钾
时引发剂，当加入过硫酸钾的溶液到反应瓶中时，由于单体少
部分聚合，而聚合物的溶解度较小，聚合物便以絮状存在溶液
中]
步骤（3）：
逐步升温到90 ℃，这时聚合物便逐渐形成，在90 ℃下反应2~3 h。
现象：[加热时，白色絮状物减少，当加热到47℃左右，白色絮状物几分全部溶解，溶液变透明；d.当加热到70℃左右时，黏度剧增
到糨糊装，当加热到83℃时，粘度变得很大，能够拉成十来厘
米长的线]
分析：[白色絮状物是反应产物，随温度的升高，聚合物的溶解度增加，使高分子聚合物溶解；当加热到70℃左右时，反应已经进行到
相当的程度，高分子连也有一定的浓度，故有一定的黏度，当
温度升高到83℃时，黏度变大，这时主要是由于转化率的增加，
高分子连增多，其浓度也增大，随搅拌的进行，高分子连间相
互缠绕，使黏度怎加]
步骤（4）：
反应完毕，将所得到的产物取部分倒入盛有50 ml甲醇的100 ml烧杯中，边倒边搅拌，聚丙烯酰胺便沉淀下来，观察现象。
现象：[刚滴加反应溶液时，没有立刻出现白色沉淀，轻轻摇晃，立刻出现白色絮状沉淀；当一次性滴加较多时白色沉淀呈烂胶棉状，且随时间的推移，溶液慢慢变成白色]
分析：[聚合物不溶于甲醇，甲醇溶于水，从而使聚合物从水溶液中沉淀析出来，已经缠绕在一起的聚合物高分子，不可能很快分散
沉淀析出，而是先析出表面，从而包裹聚合溶液，使之呈白色
烂胶状]
六、实验产物拍照
七、实验思考与讨论分析
（1）什么是溶液聚合，特点是什么？
答：溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中,在溶液状态下进行的聚合反应，是高分子合成过程中一种重要的合成方法。
聚合体系的粘度比本体聚合低，混合和散热比较容易，生产操作和温度都易于控制，还可利用溶剂的蒸发以排除聚合热。
若为自由基聚合，单体浓度低时可不出现自动加速效应，从而避免爆聚并使聚合反应器设计简化。
缺点是对于自由基聚合往往收率较低，聚合度也比其他方法小，使用和回收大量昂贵、可燃、甚至有毒的溶剂，不仅增加生产成本和设备投资、降低设备生产能力,还会造成环境污染。
如要制得固体聚合物,还要配置分离设备，增加洗涤、溶剂回收和精制等工序。
（2）工业上在什么情况下采用溶液聚合?
答：由于溶剂分离回收费用高，除尽聚合物中残留溶剂困难。
因此工业上溶液聚合多用于聚合物直接使用的场合，如涂料、胶粘剂、合成纤维纺丝
液、继续进行化学反应等。
（3）溶液聚合的优点和缺点有哪些？
答：优点:A、粘度低，易混合；B、易传热，可避免局部过热；C、温度易控制；D、减弱甚至消除凝胶效应；E、易于控制分子量分布和产品结构状态；F、产物一般直接使用。
缺点：A、单体浓度较低,致使聚合速率较慢,设备生产能力较低；B、单体浓度低和向溶剂链转移到双重结果,使聚合物分子量降低；C、溶剂分离回收费用高,除净聚合物中残留溶剂困难。
（4）进行溶液聚合时，选择溶剂应注意哪些问题?
答：自由基溶液聚合选择溶剂时，必须注意下列两方面的问题：A、溶液对聚合活性的影响。
初看起来，溶剂并不参加反应。
但溶剂往往并非绝对惰性，对引发剂有诱导作用，链自由基对溶剂有连转移反应。
这两个方面的作用都可能影响聚合速率和分子量。
B、溶剂对聚合物的溶解性能和凝胶效应的影响。
学用良溶剂时，为均相聚合，如果单体的浓度不高，可能不出现凝胶效应，遵循正常的自由基聚合动力学规律。
学用沉淀聚合，凝胶效应显著。
不良溶剂的影响则介于两者之间，影响深度则视溶剂优劣程度和浓度而定。
（5）溶液聚合的产物如何得到和溶剂如何回收?
答：对于沉淀聚合的,只要通过真空泵进行吸滤就可以得到聚合物,而滤液进行蒸馏提纯即可。
而对于均相聚合,可用另外一种溶剂破坏聚合物和原有的体系,使聚合物沉淀下来。
再进行吸滤,滤液进行蒸馏。
（6）单体、聚合物、甲醇在实验中的溶解情况如何？
答:单体中由于有氨基，氨基上的N有孤对电子，可以与水中的氢原子形成氢键，故单体可溶于水，且溶解度随温度的升高而增大；同理聚合物中也有氨基，聚合物也可溶解在水中，但由于烷基过大，溶解度没有单体的大；由于水羟基的极性没有氨的极性强但比醇羟基的极性强，根据相似相容原理，水与水甲醇互容，水与聚合物也有一定的相容性，但甲醇与聚合物不相容。
（7）为什么要在搅拌的情况下把过硫酸钾溶解在水中再加入反应瓶中？答：保证引发剂充分分散在水中，防止引发剂在一起发生笼蔽效应，降低引发剂的引发效率
（8）什么是笼蔽效应？
答：笼蔽效应是用圆球模拟溶液中的分子偶遇而提出的，表达液相中分子运动物理图象的一种模型。
采用一个中间有槽的容器，槽中盛有可滚动的球，稀少的球代表“气相”，密堆积的球代表“液相”。
将球搅动，使它们运动，测定一对带标记球的碰撞次数。
结果发现，在“液相”情况下标记球发生碰撞后，周围形成一个溶剂笼，在彼此分开以前，在笼中要反复碰撞很多次，因此得出液相中存在笼的结论。
由于笼蔽效应的影响，浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中，一部分初级自由基无法与单体分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应，从而使引发剂效率降低。