实验3丙烯酰胺的水溶液聚合

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。

3、掌握丙烯酰胺溶液聚合的方法。

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：

O^-NHn O=C-NH.

链引发：

引发剂活性集团的形成：K2S2q — 2Ksq

带电引发离子与丙烯酰胺作用生成活性中心：

O H

KSO4 + H2C—CHC——- O3SO CH r C

OC—NH2

O H

II 〜，丄

OH+ H2C—CH C NF2 一HO CH2 C

OC—NH2

0--C —NH 2 O c —NH 2

6SO —C&-C

O 二

C

三、实验药品及仪器N

药品：丙烯酰胺、甲醇2过硫酸钾（或过硫酸铵2

仪器：三口瓶、球形冷凝管、温度计、搅拌器、烧杯、一次性杯子、玻璃棒 实验装置如下

图：

四、实验步骤及现象及其解释

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。

链增长:

QSO-CF2—C +

O C Nf

▼ Ch"2— C

n

Cf- C

O c Nf O C NF! 链终止:

OSQ

CH? —

C O C

2 O 3SO —CH ? —C CH 2 C

五、实验产品: 在三颈瓶中为无色均相溶液，滴加到25ml乙醇中，振动, 得到棉絮状白色物质。

六、思考题

1、进行溶液聚合时，选择溶剂应注意哪些问题？

2、工业上在什么情况下采用溶液聚合？

3、为什么先加单体，再加引发剂，且要将引发剂溶于水中再加入?

4、如何选择引发剂，选择引发剂需考虑哪些因素？