强碱型阴离子交换树脂的制备及交换量的测定

实验2-5 强碱型阴离子交换树脂的制备及其交换量的测定

一、实验目的

1. 通过苯乙烯和二乙烯苯的共聚物进行氯甲基化反应，进而进行胺化反应，学习制备功能高分子的另一个方法。

2. 学习基准型树脂的制备、含水量的测定及交换容量等参数的测定方法。

3. 学习离子交换树脂的一个实际应用方法——混合床的使用。 二、实验原理

用苯乙烯与二乙烯苯的共聚小球，利用苯环的性质，以ZnCl 2为催化剂进行Fredel-Crafts 反应，得到主要在苯环对位上氯甲基化的共聚物。然后利用氯甲基上的活泼氯与胺进行胺基化反应，就可以得到碱度不同的各种阴离子交换树脂。如果胺化后得到的是伯、仲、叔胺树脂，称为弱碱型阴离子交换树脂，如果胺化后，得到的是季胺树脂，则称为强碱型阴离子交换树脂。强碱型阴离子交换树脂有两种类型，用三甲胺进行胺化得到的是Ⅰ型强碱性阴离子交换树脂。它在应用上由于碱性过强，对OH -离子的亲合力小，用NaOH 再生时，再生效率低。用二甲基乙醇胺进行胺化，得到的是Ⅱ型强碱性阴离子交换树脂。Ⅱ型强碱树脂比Ⅰ型强碱树脂碱性降低，但再生效率提高。本实验用三甲胺进行胺化，得到Ⅰ型强碱性阴离子交换树脂，并进行基准型树脂的制备，交换容量等参数的测定和应用实验。

1. 聚合反应

聚合反应参看实验2-4。 2. 氯甲基化反应

3. 季胺化反应

三、实验仪器和试剂

三口瓶， 电动搅拌器，烧杯，标准筛，回流冷凝管，交换柱，玻璃砂芯漏斗，滴定管，移液管，称量瓶

苯乙烯，二乙烯苯，溶剂汽油，过氧化苯甲酰(BPO)，明胶，氯甲基甲醚，ZnCl 2，三甲胺盐酸盐，NaOH(20%)， 1 M 无水硫酸钠溶液

四、实验步骤 1. 树脂的制备

(1) 苯乙烯-二乙烯基苯（St-DVB ）共聚小球的制备

在500mL 三口瓶中加入170 mL 蒸馏水，0.9g 明胶，数滴0.1%次甲基蓝水溶液，调整搅拌片的位置，使搅拌片上沿与液面平。开动搅拌器并缓慢加热，升温至40 ℃，在小烧杯中依次加入30g 的St ，5 g 的DVB ，35g200#溶剂汽油，0.35gBPO ，待明胶溶液均匀后，停止搅拌，将单体的混合溶液倒入反应瓶中，开动搅拌器调整油珠大小(方法参看实验五)。待油珠大小合格后，按每10 min 升温50 ℃的速

[CH 2 CH ]n + nClCH 2OCH 3

ZnCl 2

[CH 2 CH ]n + nCH 3OH

2Cl

[CH 2 CH ]n + N (CH 3)3

2Cl

[CH 2 CH ]n

2N +(CH 3) Cl -

度升温到78~80 ℃。在此温度使珠粒定型。定型后保温2 h 。升温到90 ℃保持1 h ，用油浴升温到100 ℃煮球3 h 。抽出母液，用热蒸馏水洗4~5次。洗净明胶后进行水蒸气蒸馏(如图2-5-1)，蒸出溶剂汽油一直到馏出物无油珠为止，将树脂倒入尼龙袋内滤掉水份，凉干。筛取直径为0.3~0.6 mm(30~50目)的小球。小球外观为乳白、不透明状，称为白球。

(2) 氯甲基化

在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的250 mL 三口瓶内，加入自制白球20g 、氯甲醚80mL ， 在20~25 ℃下浸泡2 h ②。 开动搅拌器于30 ℃时加入6g ZnCl 2，过0.5 h 后再加入6g ZnCl 2。加完ZnCl 2后，升温到38 ℃，反应10 h ，氯含量可达到近15%左右。停止反应，将母液吸掉③，用酒精洗4~5次

④

，凉干，得氯甲基化共聚物——氯球。称重、检查树脂质量发生了什么变化。 (3) 胺化

在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计的250 mL 四口瓶内，加入氯球20 g 、三甲胺盐酸

盐⑤18 g ，滴加8 g 二氯乙烷，控制温度在30 ℃。缓慢滴加20%NaOH 溶液，用3 h 加入50g ，反应1 h 后再于1 h 内加入25g ，使pH 在12以上。加完碱后于30 ℃再反应1 h ，用大量水洗，用水泵吸去大部分水溶液，在还能搅拌的情况下，用5%盐酸调pH 值在2~3，保持1 h ，转型⑥，用水洗至中性，即得到强碱型阴离子交换树脂。

2. 交换容量的测定 (1) 基准型试样的制备

称取约15g 树脂置于交换柱中，用300 mL 1 M 的盐酸溶液，以10~15mL/min 的流量通过树脂层，然后用蒸馏水洗至用0.1M AgNO 3溶液检查流出液无氯离子时为止。将树脂转入玻璃砂芯漏斗，用水泵抽干(无水滴下后5 min 为止)，立即倒入干燥、洁净的密闭容器中，待测含水量、交换容量。

(2) 含水量的测定

用已恒重的扁型称量瓶称取基准型试样1 g 左右(准确至1 mg)，敞盖放入105±2 ℃的烘箱中烘2 h 后取出，放入干燥器中冷却至室温，取出称重。含水量按下式计算

（2-5-1）

式中 X ——含水量，%；

100

,%1

2

1?-=

m m m

X 图2-5-1 水蒸气蒸馏装置

1——水蒸气发生器； 2——液位计； 3——安全管；4——长颈烧瓶； 5——蒸气导入管；6——蒸气导出管； 7——弹簧夹；8——接受瓶

m 1——试样质量，g ； m 2——失水后试样质量，g 。 (3) 交换容量的测定

称取基准型试样两份，每份1 g 左右(准确至1 mg)将树脂全部转移到交换柱中，使水面超过树脂层，去除树脂层中的空气泡，然后在交换柱中加入70 mL 1M 的Na 2SO 4溶液，控制流速以1~2 mL/min 通过树脂层，流出液用250 mL 锥型瓶接收，加5%铬酸钾指示剂1 mL ，用0.1 MAgNO 3标准溶液滴定至砖红色15 S 不退色为终点，记录消耗AgNO 3标准溶液的mL 数。交换容量按下式计算

（2-5-2）

式中 Q ——交换容量，mol/g ，氯型干树脂；

M ——AgNO 3标准溶液的浓度，mol/L ； V ——耗用AgNO 3标准溶液的体积数，Ml ； m 3——试样质量，g ； X ——含水量，%。 3. 应用实验

单独用阳离子交换树脂处理水，只能除去水中的阳离子，同样，只用阴树脂处理水，只能除去水中的阴离子。让水通过阳树脂柱再通过阴树脂柱就能把水中阳、阴两种离子都去掉。如果把阳、阴两种树脂按一定比例⑦混合均匀装入同一交换柱内，称为混合床⑧，就能同时除去溶液中的阳、阴两种离子。再生时，首先把树脂分开，然后分别用酸碱再生，洗至中性，再混合使用，见图2-5-2。图中的交换柱带有一个支管，将下口与支管用玻璃纤维塞住⑨，把约15 mL 处 理好的阳树脂 (H 型)，用蒸馏水冲下使其装实并刚好在支管处，然后倒入一个小烧杯内。再取处理好的比阳树脂多约50%的阴树脂(OH 型)

⑩

。在小烧杯内与阳树脂混匀后倒入柱内，墩实，用少量的蒸馏水把

粘在壁上的树脂小心冲下，在树脂上压一团玻璃纤维。加蒸馏水排净气泡，保留水层1~2 cm ，加入自来水，使其从下口流出，控制流速为0.5~1 mL/min ，流出液用一干净的锥形瓶接收，用0.1M 的AgNO 3和(NH 4)2C 2O 4同时检测自来水和流出液中Cl -和Ca 2+以做对照。当流出液出现沉淀时停止通水，这时树脂需要再生。

首先将树脂分层，从下口通水——称为反冲，反冲时水压可以适当大些，树脂冲*起后即慢慢通水，随即停止通水。由于两种树脂的比

重不同。很快分为两层，阳树脂在下层，阴树脂在上层。树脂分开后，打开侧管的夹子放掉大部分水，只保留1~2 cm 深的水层，然后从下口缓缓通入20 mL5%的盐酸，严格控制流速并使柱内液面不要上升。然后往交换柱内加入20mL 5%的NaOH 水溶液， 使其缓缓从侧管流出， 用霍夫曼夹控制流速3~5 mL/min 。用同样方法洗树脂至中性，混起来后继续使用。

五、注 释

① 由于加了致孔剂，小球内部存有孔道，所以外观为乳白色不透明状。

② 最好在头天晚上把料加好，浸泡过夜，这样可以节约时间。氯甲醚有剧毒，实验一定要在通风橱内进行。

)

1(30X m V M Q -=

图2-5-2 具支管的交换柱

③母液仍有剧毒，用水泵直接抽至下水槽口并用水冲。

④如果直接进行下步反应，可不必凉干。

⑤三甲胺盐酸盐含量为70%左右。

⑥强碱型离子交换树脂，出厂型为钠型。

⑦两种树脂可按交换容量计算进行混合。

⑧混合床对交换平衡有利，出水质量好。

⑨管口不要塞得太紧，否则溶液不容易通过，也不要塞得太松，否则反冲树脂时把玻璃纤维冲走。

⑩阴离子交换树脂的体积交换量比阳型树脂小，所以要多取一些。

六、思考题

1. 氯甲基化反应结束后，用乙醇或甲醇洗树脂时，虽没有加热，但反应瓶内发生沸腾现象。试解释其原因?

2. 为什么在胺化时，反应体系内要加入一些甲醇或二氯乙烷?

参考文献

1. 钱庭宝.离子交换剂应用技术.北京:科学技术出版社，1984

2. 南开大学化学系高分子教研室.高分子化学实验，1986

3. Kunin R.朱秀昌等译.离子交换树脂.北京:科学出版社，1961

4. 潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工业出版社，2003

5. 王久芬编.高分子化学实验.北京:兵器工业出版社，1998

实验2-6 醋酸乙烯溶液聚合

一、实验目的

通过醋酸乙烯溶液聚合，增强对溶液聚合的感性认识，进一步掌握溶液聚合的反应特点

二、实验基本原理及特点

溶液聚合是单体、引发剂在适当的溶剂进行的聚合反应。根据聚合物在溶剂中溶解与否，溶液聚合又分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合或沉淀聚合。自由基聚合、离子聚合和缩聚反应均可采用溶液聚合。

在均相聚合中，由于聚合物处在良溶剂中，聚合物大分子链处于比较伸展状态，包裹程度较浅，链段扩散容易，活性端基容易靠近而双基终止。只有在高转化率时，才开始出现自动加速现象。如果单体浓度不高，则有可能消除自动加速现象，聚合反应可遵循正常的自由基聚合动力学规律。因此溶液聚合方法是实验室中研究聚合机理、聚合动力学的常用的方法。

在沉淀聚合中，由于聚合物处在劣溶剂中，聚合物大分子链处于卷曲状态，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，自动加速现象严重。沉淀聚合的动力学行为与均相溶液聚合有明显的不同。均相聚合阶段按双基终止机理，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呈非稳态，包裹程度极深，只能单基终止，聚合速率将与引发剂浓度的一次方成正比。

溶液聚合的一个突出特点就是在聚合过程中存在链转移问题。高分子链自由基向溶剂分子的链转移可在不同程度上使产物的分子量降低。聚合温度也很重要，随着温度的升高，反应速度要加快，相对分子质量要降低。当其他条件固定时，随着温度升高，链转移反应速度也要增加，所以选择合适的温度，对保证聚合物的质量是很有意义的。实验后的附表中列出了甲醇在醋酸乙烯酯自由基聚合时，在不同反应温度下的链转移常数值。

单体转化率对相对分子质量及相对分子质量分布也有一定影响，因为随着转化率的不同，影响相对分子质量的因素，如引发剂、单体、溶剂及生成的大分子等的浓度均发生了变化，所以在不同时期里，生成的高聚物相对分子质量也不同。转化率越高，相对分子质量分布也就越宽。

在溶剂浓度较小的醋酸乙烯聚合反应中，一般随转化率增加，反应速度逐渐增加。这说明有自动加速现象存在。当转化率达50%左右时，反应速度开始急剧下降。在这种条件下，要达到高转化率，聚合时间就要加长。因此，在工业生产中，转化率一般控制在50%左右。

三、实验仪器剂试剂

三口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，搪瓷盘

醋酸乙烯酯，偶氮二异丁腈，甲醇

四、实验步骤

1.在装有搅拌器的、回流冷凝管、温度计的干燥洁净的250 mL三口瓶中依次加入新精制过的醋酸乙烯30 mL(V AC密度为0.9342)，0.03 g偶氮二异丁腈和10 mL甲醇(密度为0.7928)，在搅拌下水浴加热(为了便于观察用1000mL大烧杯做水浴)，使其回流(水浴温度控制在70 ℃)，反应温度控制在65 ℃。

2.当反应物变为粘稠①，转化率为50%左右时，加入20 mL甲醇，使反应瓶中反应物稀释，然后将

溶液慢慢倾入盛水的大搪瓷盘中。聚醋酸乙烯呈薄膜析出，待膜不粘结时，用水反复洗涤，凉干后，剪成碎片，放入烘箱内进行干燥。计算产率②。

五、注释

①当反应进行到一定程度时，由于聚合物不断形成，体系越来越粘稠，在转化率为50%左右时，体系很粘，以致所有聚合物完全脱离瓶壁粘在搅拌棒上，形成一大块，这时即可停止反应。

②干燥聚合物时，最好在真空烘箱中进行，控制在40~50 ℃及133322 Pa(100 mmHg)，至聚合物恒重，这样能更好地除去未反应的单体、溶剂和水。用普通干燥箱干燥需要更长的时间，才能达到基本要求。

六、思考题

1.试以醋酸乙烯溶液聚合为例，说明溶液聚合的特点，并分析影响溶液聚合反应的因素。

2.请根据本实验投料量计算试验配方，并与有机化工厂工艺配方相比较，看在那些方面做了变更?你预计一下这些变更对聚合反应和产物有什么影响?

有机化工厂醋酸乙烯酯溶液聚合条件

醋酸乙烯酯：甲醇=80：20（质量比）

偶氮二异丁腈：醋酸乙烯酯=0.02~0.05%：1

聚合温度：65℃

转化率：65%

参考文献

1. 赵德仁著.高聚物合成工艺学.北京:化学工业出版社，1981

2. 清华大学工化系高分子教研室.高分子化学实验，1979

3. 王久芬编.高分子化学实验.北京：兵器工业出版社，1998

4. 潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工业出版社，2003

附表不同反应温度下甲醇在醋酸乙烯酯自由基聚合时的链转移常数值

实验2-7 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等方面。

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， V 形管 丙烯酰胺， 甲醇， 过硫酸钾(或过硫酸铵)，氮气 四、实验步骤

1. 在250mL 的三口瓶中，中间口安装搅拌器，在一个侧口安装一个V 形管，利用V 形管的另外两个口，分别装上一个温度计和一个冷凝管。在另一个侧口装上氮气导管。

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，在氮气存在的情况下用水浴加热至30 ℃①，使单体溶解。然后把溶解在10 mL 蒸馏水中的0.05 g 过硫酸钾从冷凝管上口加入反应瓶中，并用10 mL 蒸馏水冲洗冷凝管。逐步升温到90 ℃，这时聚合物便逐渐形成，在90 ℃下反应2~3 h 。

3.反应完毕，将所得到的产物倒入盛有150 mL 甲醇的500 mL 烧杯中，边倒边搅拌，聚丙烯酰胺便沉淀下来。向烧杯中加入少量的甲醇，观察是否仍有沉淀生成，如果有沉淀生成，则可再加入少量甲醇，使聚合物沉淀完全。然后用布氏漏斗抽滤，用少量的甲醇洗涤三次，将聚合物转移到表面玻璃上，在30 ℃真空烘箱中干澡至恒重，称重、计算产率。

五、 注 释

① 在排除氧气的情况下，可以获得较高相对分子质量的聚合物。采用低温反相乳液聚?合，能获得相对分子质量非常高的聚合物。

六、思考题

1. 进行溶液聚合时，选择溶剂应注意哪些问题?

nCH 2=CH O=C-NH 2

[ CH 2-CH ]n O=C-NH 2

2. 工业上在什么情况下采用溶液聚合?

参 考 文 献

1. 水谷久一等，李福绵译.聚合与解聚合反应.上海:上海科学技术出版社，1964

2. Schilaknecht C E.朱秀昌等译.高分子方法.北京:科学出版社，1964

实验2-8水质稳定剂——低相对分子质量聚丙烯酸 (钠盐)的合成和分析

一、实验目的

1. 掌握低相对分子质量聚丙烯酸的合成。

2. 用端基滴定法测定聚丙烯酸的相对分子质量。 二、实验原理

聚丙烯酸是水质稳定剂的主要原料之一。高相对分子质量的聚丙烯酸 (相对分子质量在几万或几十万以上) 多用于皮革工业、造纸工业等方面。 作为阻垢用的聚丙烯酸，相对分子质量都在一万以下，聚丙烯酸相对分子质量的大小对阻垢效果有极大影响，从各项试验表明，低相对分子质量的聚丙烯酸阻垢作用显著，而高相对分子质量的聚丙烯酸丧失阻垢作用。

丙烯酸单体极易聚合，可以通过本体、溶液、乳液和悬浮等聚后方法得到聚丙烯酸。它符合一般的自由基聚合反应规律，本实验用控制引发剂用量和应用调聚剂异丙醇，合成低相对分子质量的聚丙 烯酸，并用端基滴定法测定其相对分子质量。

三、实验仪器和试剂

四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗，pH 计 丙烯酸，过硫酸铵，异丙醇，氯化钠，氢氧化钠标准溶液 四、实验步骤

Ⅰ.低相对分子质量聚丙烯酸的合成

1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的250mL 四颈瓶中，加入 100mL 蒸馏水和2 g 过硫酸铵。待过硫酸铵溶解后，加入10g 丙烯酸单体和16 g 异丙醇。开动搅拌器，加热使瓶内温度达到 65~70℃。

2. 将40g 丙烯酸单体和2.5 g 过硫酸铵在40 mL 水中溶解，由滴液漏斗渐渐滴入瓶内，由于聚合过程中放热，瓶内温度有所升高，反应液逐渐回流。滴完丙烯酸和过硫酸铵溶液约0.5 h 。

3. 在90℃继续回流1h ，反应即可完成。聚丙烯酸相对分子质量约在500~4000之间。

4. 如要得到聚丙烯酸钠盐， 在已制成的聚丙烯酸水溶液中，加入浓氢氧化钠溶液 (浓度为30%) 边搅拌边进行中和，使溶液的 pH 值达到 10~12范围内即停止，即制得聚丙烯酸钠盐。

Ⅱ.端基法测定聚丙烯酸的相对分子质量①

准确称量约0.2 g 样品放入100mL 烧杯中， 加入1 M 的氯化钠溶液50 mL ，用0.2 M 的氢氧化钠标准溶液滴定，测定其pH 值， 用消耗的氢氧化钠毫升数对pH 值作图，找出终点所消耗的碱量。

利用下式计算聚丙烯酸的相对分子质量 式中n

M

——聚丙烯酸相对分子质量；

1000

72

12

??-

=

m M V M

n

V——试样滴定所消耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；

M——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；

m——试样质量，g；

72——每1g样品所含有的羧基摩尔理论值；

2——聚丙烯酸1个分子链两端各有一个酯基。

五、注意事项

1. 聚丙烯酸样品需经薄膜蒸发器干燥处理或在石油醚中沉淀，沉淀物晾干后在50℃烘箱中烘干，然后再于50 ℃真空烘箱中烘干。

2. 丙烯酸聚合物的酸性较其对应单体要弱，其滴定曲线随中和程度的增加而上升缓慢。当聚丙烯酸只溶于水时不易被精确的滴定，但是如果滴定在0.01M~1 M的中性盐类溶液中进行，滴定终点是清楚的，滴定是准确的。

3.样品加入盐溶液后的浓度，对滴定情况很有影响。如果样品浓度大，加入的中性盐溶液的浓度也相应增大，否则浓度大的样品其滴定曲线终点转折不明显(即不易确定终点)。这是因为加入中性盐类，通过减少被电离了的羧基周围的电离电偶层的厚度并从而降低对其相邻羧基的电离效果，因而引起酸强度的增加。中性盐类对电离度的作用基本上取决于它们的浓度及阳离子大小，但几乎不受阴离子特性的影响。

六、思考题

1. 连锁聚合合成高聚物的方法有几种? 本实验采用的聚合方法是什么?

2. 如何控制聚丙烯酸的低相对分子质量?

3. 端基法测定聚丙烯酸相对分子质量的原理是什么?

4. 本实验中需注意的操作有哪些?

参考文献

1. 天津化工研究院. 水质稳定剂研制报告汇编，1977

2. 中国科学院有机化学研究所. 聚丙烯酸钠阻垢剂扩试报告，1976

3. 潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工业出版社，2003

4. 王久芬编.高分子化学实验.北京:兵器工业出版社，1998

实验2-9 苯乙烯-顺丁烯二酸酐树脂的合成及改性

一、实验目的

1. 通过聚苯-丁树脂的合成，进一步了解共聚合的原理及其特点。

2. 通过聚苯-丁树脂的改性，了解开环酯化反应原理及其作用。 二、实验原理

本实验制备的聚苯-丁树脂是采用苯乙烯与顺丁烯二酸酐，在甲苯(或乙苯)溶剂中以过氧化二苯甲酰为引发剂进行溶液聚合，因为生成的苯-丁共聚物不溶于溶剂因而又称为沉淀聚合。顺丁烯二酸酐自身很难聚合，但与苯乙烯很容易进行共聚，而且总是形成1∶1的交替共聚物其反应如下：

将所获得的白色粉末状苯-丁共聚树脂进一步与丁醇(或乙醇)进行开环酯化反应，所得的改性丁 苯共聚物可溶于稀碱溶液，这是因为在共聚物链中具有较多的羧基。其开环酯化反应如下 也可能是如下结构

又由于在共聚物大分子链上含有许多羧基和酯基，所以这类聚合物对金属有良好的粘结性能。因此，改性苯-丁共聚物可广泛用于集成电路和印刷线路中。

三、实验仪器与试剂

三口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗 马来酸酐，苯乙烯，过氧化二苯甲酰，二甲苯，石油醚，正丁醇，丙酮 四、实验步骤 Ⅰ. 聚苯-丁树脂的合成

1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和滴液漏斗的250mL 三口瓶中加入12g 马耒酸酐和100 mL 二甲苯，用锅式电炉加热至80 ℃全部溶解。

2. 将13 g 苯乙烯，0.25~0.35g 过氧化二苯甲酰和50 mL 二甲苯混合摇匀后自滴液漏斗加入反应瓶中，温度不超过90 ℃，约30~40 min 滴完。

3. 从出现白色沉淀聚合物时算起，在100~105 ℃下，反应2 h 左右，即可停止反应。

4. 将产物冷至室温，过滤(回收二甲苯)，用石油醚洗涤、干燥，即得白色粉末状聚苯-丁树脂。

nCH 2=CH +

C 6H 5

nCH=CH O=C C=O O

[CH 2 CH CH CH ]n

C 6H 5 O=C C=O O

[CH 2 CH CH CH ]n

C 6H 5 O=C C=O O

丁醇

[CH 2 CH CH CH ]n

C 6H 5 COOH COOC 4H9

[CH 2 CH CH CH ]x C 6H 5 O=C C=O

O

[CH 2 CH CH CH ]y

C 6H 5 COOH COOC 4H9

Ⅱ. 聚苯-丁树脂的改性

1.在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计250 mL三口瓶中，加入20 g聚苯-丁树脂和40mL丙酮，搅拌使其溶解。

2.再加入5 mL正丁醇，保持回流，反应3~4 h停止反应，冷却后即为改性聚苯-丁树脂。

五、思考题

1. 顺丁烯二酸酐自身很难聚合，但与苯乙烯共聚很容易，为什么?其共聚物结构如何?

2. 苯-丁共聚树脂不溶于稀碱，而与丁醇反应后所得到的改性苯-丁共聚树脂可溶于稀碱，为什么?

参考文献

1. U.S Patent 3766113

2. U.S Patent 3723375

3.日本专利，48-43664

4. 潘祖仁编.高分子化学.北京:化学工业出版社，2003

5. 王久芬编.高分子化学实验.北京:兵器工业出版社，1998