醋酸乙烯酯的溶液聚合

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高分子化学实验报告醋酸乙烯酯的溶液聚合

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一、实验目的

1、学习溶液聚合的方法制备醋酸乙烯酯溶液；

2、了解溶液聚合机理及聚合中各个组分的作用。

二、实验原理

1、单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合称为溶液聚合。根据溶剂

与单体和聚合物溶解情况，可分为：均相聚合和非均相聚合；根据聚合机理可分为：自由基溶液聚合、离子型溶液聚合和配位型溶液聚合。

2、本实验为自由基溶液聚合。醋酸乙烯溶液聚合的原料和工艺条

件：w(醋酸乙烯(单体)):w(CH3OH(溶剂))=80:20； ABIN的用量为单体质量的0.025％；聚合温度为65℃±0.5℃；转化率为50％～60％；聚合时间为4h～8h。

3、反应方程式：

链引发：

链增长：

链终止：

链转移：

向单体转移：

向溶剂转移：

向已形成的大分子转移：

4、实验流程图

三、实验药品、仪器及装置

药品：20ml甲醇、20ml醋酸乙烯酯、0.05g偶氮二异丁腈

仪器：100ml三口烧瓶、恒温水浴锅、搅拌器、球型回流冷凝管、铁架台、一次性杯子、滴管、烧杯、温度计等。

实验装置如图：

四、实验步骤、现象及分析

五、实验分析讨论及思考题

1、溶液聚合的优缺点的分析讨论。

优点：体系粘度低，混合和传热较易，温度容易控制可减弱凝胶效应，避免局部过热。由于使用了溶剂，降低了体系的黏度，推迟了自动加速现象的到来，如果控制适当的转化率可以基本上消除自动加速现象，聚合反应接近匀速反应，聚合反应容易控制，聚合物的相对分子质量分布较窄。

缺点：（1）由于引入了溶剂，溶剂的回收和提纯使工艺过程复杂化，从而使生产成本增加；（2）由于链自由基向溶剂的转移反应使聚合物的平均聚合度Xn降低；（3）单体浓度较低，聚合速率较慢，设备生产能力较低；（4）单体浓度低和向溶剂链转移的双重结果，使聚合物分子量降低；（5）溶剂分离回收费用高，难以除尽聚合物中残留溶液。

2、溶液聚合中溶剂有怎样的作用？

答：（1）溶剂对引发剂分解速率的影响：

溶剂对有机过氧类引发剂分解速率产生影响。不同溶剂使有机过氧类引发剂分解速率增加的顺序为：芳香类、醇类、酚类、醚类、胺类。溶剂对偶氮类引发剂分解速率一般不产生影响，偶氮类引发剂中只有偶氮二异丁酸甲酯可被溶剂诱导而加速分解。

（2）溶剂的链转作用及其对聚合速率和聚合物相对分子质量的影响：若Kps≈Kp，则SH为链转移剂，不影响聚合速率，但使聚合物的相对分子质量降低；

若Kps

若Kps«Kp ，则SH为阻聚剂，使聚合反应终止并使聚合物的相对分子质量降低。

3、自由基溶液聚合选择溶剂应注意的问题。

答：（1）溶剂对聚合活性有很大影响，因为溶剂难以做到完全惰性，对引发剂有诱导分解作用，对自由基有链转移反应；

（2）溶剂对自由基聚合不能有缓聚和阻聚等不良影响，即应使Kps≈Kp；

（3）溶剂的链转作用几乎是不可避免的，为了得到一定相对分子喷量的囊合物．溶剂的Cs不能太大，即应使kp>>ktr,s ；

（4）如果要得到聚合物溶液，则选择聚合物的良溶剂，而要得到固体聚合物，则应选择聚合物的非溶剂；

（5）尚需考虑毒性和成本等问题。

4、自由基溶液聚合中溶剂的加入能否消除自动加速效应？

答：不能。随着反应进行体系粘度一定会上升，链自由基转移一定会受到抑制，双基终止就会变得困难，自动加速现象无法避免。