苯乙烯和二乙烯基苯共聚实验报告doc

苯乙烯和二乙烯基苯共聚实验报告
篇一：苯乙烯与二乙烯基苯的悬浮共聚
苯乙烯与二乙烯基苯的悬浮共聚
一、实验原理
悬浮聚合是制备高分子合成树脂的重要方法之一，在悬浮聚合中，单体受到强烈的搅拌分散作用以小液滴的形式悬浮在聚合介质中聚合。

每—个悬浮的单体小液滴实际上相当于本体聚合的小单元。

这个小液滴在聚合介质的直接包围之中，所以聚合热可以及时而有效地排出，同时聚合速率较快，分子量也较高。

悬浮聚合的分散体系是一种不稳定体系，在液体界面张力作用下，单体液滴之间有相互凝聚的倾向，同时当转化率达20％~30％以后，在单体液滴内部巳溶胀一部分高聚物，从而使液滴变粘，这时液滴之间的碰撞会造成粘结现象(粘块、粘条)，使聚合失败。

所以为了保证悬浮聚合的成功，必须向体系中加入明胶，聚乙烯醇、羟甲基纤维素等—些有机高分子作为分散剂。

这时，分散剂可以降低液体的界面张力，使单体液滴的分散程度更高；也可以增加聚合介质的粘度，从而阻碍单体液滴之间的碰撞粘结；同时它们还可以在单体的液滴表面形成保护膜防止液滴的凝聚。

有些悬浮聚合为了达到更好的防止粘结的效果，还要加入Ca、Mg 的碳酸盐、磷酸盐，这些物质是不溶于水的极细小的无机粉末，它们可以吸附在单体液滴表面起机械阻隔作用，对防止
粘结有特殊的结果。

本实验采用悬浮聚合法制取苯乙烯和二乙烯苯的交联聚合物，该交联共聚物小球，经磺化或氯甲基化等高分子基因反应，可以制得离子交换树脂，共聚小球颗粒大小受各种反应条件的影响，尤以搅拌强度和分散剂种类、用量的影响最大，分散剂用量大，搅拌强度高都会使颗粒变小。

（2%）（后换成5%PVA），二乙烯基苯（工业级）
三、实验步骤：
1．装好实验装置，应注意搅拌与装置的配合，搅拌不得摩擦瓶口，碰击瓶壁，也不能太低。

搅拌的好坏是实验成败的关键之一。

2．将浓度为2％的聚苯乙烯—alt—顺丁烯二酸钠盐溶液7g(约7mL)，水ll0mL加入四口烧瓶中，搅拌并加热，当温度达70 oC时，停止加热，通N2 5分钟，再将溶有0.35~0.40g过氧化苯甲酰(分析天平称取)的苯乙烯35g及二乙烯苯7mL缓缓加入烧瓶中，调节搅拌速度，继续通N2 5分钟后，加热至90 oC。

在90oC温度下，反应2小时后，用吸管取样观察粒子的形状、硬度，每隔20分钟取样—次，若粒子已经变硬，则继续升温至95oC强化反应半小时，停止加热，除去水浴，在搅拌下，冷却至50oC停止搅拌。

4．将悬浮液从反应瓶中倒入1000mL烧杯中，倾去上层液，用自来水和蒸馏水反复洗涤
数次，用布氏漏斗过滤，滤饼移入培养皿中，在50oC 真空烘箱中，干燥3小时，称重，计算产率。

四、实验注意事项：
1．搅拌速度要适当，太快粒子太细，太慢容易粘结，更不能中途停止。

由于采用单叶浆，为了保证搅拌强度，搅拌浆叶最下端应接近四口烧瓶底部，搅拌后应能观察到液面上有较深的漩涡，否则实验易失败。

2．升温速度尽可能快，但反应温度不宜超过95oC，否则粒子会软化。

3．用吸管取样时，应紧贴瓶壁，不要碰到搅拌棒，把吸入的浆液放入盛有清洁水的烧杯中，观察粒子的沉浮，若能沉到水底，取出用指甲压之以看其软硬程度。

五、思考题：
1．悬浮聚合的操作关键在哪里？
2．悬浮聚合常用的分散剂有哪些？
3．要制得合格率高的共聚白球，实验中应注意哪些问题?
篇二：实验8_苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应
高分子化学实验报告 10高二
苯乙烯顺丁烯二酸酐共聚反应
实验八
危平福 1014122030 丁胜 101412XX
XX/6/24
苯乙烯-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。

一、实验目的：
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。

二、实验原理：
苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚反应及其组成测定
苯乙烯-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
：
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。

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。

三、仪器和药品
搅拌器三口瓶球形冷凝管温度计布氏漏斗吸滤瓶烧杯滴液漏斗。

苯乙烯顺丁烯二酸酐甲苯 AIBN(重结晶) 实验装置图：实验注意事项：
1、混合液滴入时不能太快，要慢一点。

2、甲苯、苯乙烯等药品有毒，不能用鼻子直接嗅闻。

并且在使用后，应该及时的把瓶盖盖上，防止挥发或打翻。

四、实验步骤及现象分析：
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。

现象：苯乙烯为无色透明液体，顺丁烯二酸酐为白色颗粒状固体。

一开始无明显现象，但是随着温度的逐渐升高，顺丁烯二酸酐逐渐溶解。

得到无色透明溶液。

分析：俩者都为有机物，在加热的情况下可以相互溶解3．将苯乙烯3.2g（3.7ml）(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。

现象：AIBN为白色针状晶体，与甲苯混合后，经搅拌会逐渐溶解。

完全溶解后，将混合液体滴入原来溶液中，溶液并未立即发生显著变化，依旧是无色透明状。

分析：AIBN是油溶性的有机引发剂，能在极性较小的有机溶剂中很好的溶解，但不溶于水。

并且在此处假如甲苯是因为首先甲苯作为是溶剂，能够逐渐的将AIBN添加到反应体系当中，缓慢的引发苯乙烯和顺丁烯二酸酐的共聚，使得体系较为稳定。

甲苯加入到反应体系当中后，还能够有效的降低体系的粘度。

并且反应时间较短，因此我们把温度升到80度可以减小半衰期，加快分解，从而提高引发剂的利用效率。

4．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。

现象：随着反应的进行，溶液逐渐开始变为乳白色，并且粘度开始逐渐增大，1.5小时后，溶液变的十分粘稠，并伴有部分白色沉淀生成，沉淀颗粒比较小，并且有些许附着在容器壁上。

分析：三口瓶中，苯乙烯和顺丁烯二酸酐单体开始反应，
生成了共聚物，使得体系粘度变高。

但是俩者反应除了生成嵌段共聚物以外还生成了大量交替共聚物，并且生成的共聚物在苯乙烯当中的溶解性较差，因此产生了些许沉
淀。

同时实验中得到了大量的白色颗粒固体，这主要是由于用的引发剂含量较大，转速过快，引发剂在溶剂中混合不均匀等因素使得引发剂首先引发苯乙烯反应形成单体自由基的几率下降，从而使得刚开始形成的有较小聚合度的链自由基由于强极性的酸酐的含量较高而不溶于溶剂，最终沉淀下来，沉淀下来的分子在搅拌的情况下，由于强的极性而黏在一起形成了颗粒。

5．得到的白色粉末状团体产物，用用60℃热水再洗3 次，产品置于真空烘箱中40℃下干燥至恒重。

现象：最终得到白色颗粒状固体。

如下图：
五、思考与讨论
1、本实验是溶液聚合，那么通常在溶液聚合中如何选择溶剂？答：溶液聚合中选择溶剂主要考虑：
①溶剂的毒性、链转移常数以及价格等；
②溶剂是否会对过氧化物引发剂有诱导分解的作用，是否会使引发剂的引发效率降低；③溶剂是否对凝胶效应有影响，是否会使反应自动加速加剧；
总之我们需要从对单体和聚合产物的溶解性考虑；从溶剂的链转移反应常数考虑，链转移反应常数越大，聚合度越
低；从溶剂对引发剂的诱导分解作用考虑，诱发分解越明显，引发剂效率越低，但反应速率（初期）反而越大；从沉淀聚合凝胶效应的影响考虑，凝胶效应越明显，分子量越大；从溶剂的价格、毒性等因素考虑。

综合各方面因素才是最好的。

2、本实验中为什么要把AIBN溶于甲苯中加入？如果一下子直接加入会怎样？引发剂的用量对反应及产物会有和影响?
答：本实验中的引发剂是AIBN，通常当引发剂的量过多时，会造成反应物体系中某处瞬时浓度过大，从而会发生集聚，使得体系稳定性变差，终止速率亦增大，最终导致使聚合物的平均分子量降低。

当把引发剂溶于甲苯逐渐滴加到溶液当中,这样AIBN逐步的引发苯乙烯和顺丁烯二酸酐聚合，反应体系较为稳定，最终的产物也会较为理想。

在一个反应中，引发剂的用量不仅影响反应速率和分子量，对粒度分布也有很大影响。

引发剂用量过低时，单体的转化率就低;用量增大，引发剂浓度增加，初期形成自由基数目增多，粒子碰撞几率增多，导致粒径变大，转化率增大。

但当引发剂量增大到一定的时候，再怎么增大，转化率变化也不会太大，因为引发剂浓度增大时，自由基增长速率增大，同时就会造成反应物体系中瞬时颗粒过于集中，从而引起集聚，使得稳定性变差，终止速率亦增大，使聚合物的平均分子量降低。

因此，引发剂的用量应该适当。

总而言之，引发
剂用量过低会造成分子量变大，体系粘度增高。

相应的，过高则会使分子量偏小。

3、简单介绍溶液聚合的优缺点？
答：溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行聚合的方法。

溶液聚合的优点是聚合热容易散发，聚合温度易于控制，可避免局部过热，能减缓自动加速现象，消除暴聚的产生。

缺点是单体浓度低，聚合反应速率和产物相对分子质量都较低，设备利用率也不高，当需要聚合物从溶剂中分离出时，回收溶剂麻烦。

4、本实验使用的引发剂为AIBN，为何这次不用BPO？
答：1. A、AIBN的特点是低温引发，本次实验温度相对较低，比较适合；B、AIBN引发效率虽然稍逊于BPO，但它形成的自由基不会脱氢，不会诱导分解，非常稳定，保证反应后期仍然有引发剂作用；C、本次所用溶剂对过氧化物引发剂有诱导分解的作用，使BPO的引发效率降低，所以也不适合选择BPO；
2.A、AIBN一般在45~65℃下使用（在80~90℃会激烈分解），BPO一般在 60 ~80℃使用；B、AIBN比较稳定，其分解反应为一级反应，只形成一种自由基，没有脱氢能力且无诱导分解；
C、BPO的分解分两步，第一步产生苯甲酸基自由基，有单体时候即可引发聚合，但是无单体存在时，就会进一步分
解，失去引发活性。

篇三：实验一苯乙烯-马来酸酐共聚合
实验一苯乙烯-马来酸酐共聚合
一、实验目的
通过聚苯乙烯-马来酸酐树脂的合成，了解共聚合的原理及其特点。

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（马来酸酐），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：
三、实验仪器与试剂
四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗
马来酸酐，苯乙烯，过氧化二苯甲酰，二甲苯
四、实验步骤
1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和滴液漏斗的250mL 四口瓶中加入12g 马来酸酐和100 mL 二甲苯，加热至80 ℃使其全部溶解。

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乙烯-马来酸酐树脂。

五、思考题
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?
参考文献
1. 潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，XX 年.
实验二醋酸乙烯酯的乳液聚合-白乳胶的制备
一、实验目的
1. 熟悉乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用。

2. 掌握制备聚醋酸乙烯胶乳的方法。

二、实验原理
乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下，分散在介质中加入水溶性引发剂，在机械搅拌或振荡情况下进行非均相聚合的反应过程。

乳液聚合体系主要包括单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂。

乳液聚合的机理不同于一般的自由基聚合，
可以同时提高聚合速度和分子量。

而在本体、溶液和悬浮聚合中，使聚合速率提高的一些因素，往往使分子量降低。

醋酸乙烯乳液聚合产物——聚醋酸乙烯胶乳，可用于漆、涂料和胶粘剂。

该胶乳做为漆具有水基漆的特点:粘度小，不用有机溶剂；做为涂料，对于纸张、织物、地板及墙壁等均可涂用；做为胶粘剂，无论木材、纸张及织物，凡是多孔性表面均可使用。

醋酸乙烯酯（VAc）的乳液聚合采用水溶性的过硫酸盐为引发剂，为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入。

本实验采用PVA 和OP-10 两种乳化剂混合使用，乳化效果和稳定性比单独使用一种好。

三、实验仪器及试剂
四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，温度计，恒温水浴醋酸乙烯酯，过硫酸铵，聚乙烯醇，OP-10，邻苯二甲酸二丁酯，去离子水
四、实验步骤
1. 在装有搅拌器、球型冷凝管和温度计的250 mL 四口瓶中，加入聚乙烯醇水溶液（10%wt）60 mL，去离子水30mL、OP-10 1g，搅拌均匀后加入醋酸乙烯10g，用水浴加热至65～70℃。

2. 称取0.3g过硫酸铵，用10mLH2O配成溶液，加5 mL 于反应瓶中，控温65~70℃，
反应一段时间（出现蓝色荧光，温度慢慢升至70℃）后，在70±1℃下滴加50g 醋酸乙烯，约2～2.5h滴加完毕，滴加单体过程中补加剩余引发剂溶液。

3.单体滴加完毕后，缓慢升温至80℃以上，如在70～72℃保温10 分钟，缓慢升温到75℃，保持10 分钟，再缓慢升温至78℃，保持10 分钟，再缓慢升温至80℃，保持10分钟。

4.撤掉水浴，自然冷却到40℃，用NaHCO3 水溶液调节pH=4~6，加入3 g 邻苯二甲酸二丁酯，充分混合后停止搅拌，出料，即得到白色粘稠的、均匀而无明显粒子的聚醋酸乙烯胶乳(即市售的白乳胶)。

五、思考题
1. 比较乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合和本体聚合的特点及其优缺点。

2. 在乳液聚合过程中，乳化剂的作用是什么？
3. 本实验操作应注意哪些问题？
参考文献
1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，XX 年.
2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）,, 北京：化学工业出版社，1997 年.
3. 复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修
订版），复旦大学出版社，1996 年
实验三苯乙烯的悬浮聚合
一、实验目的
1. 了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。

2. 了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。

二、实验原理
悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。

悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。

苯乙烯（St）通过聚合反应生成如下聚合物。

反应式如下：
本实验要求聚合物体具有一定的粒度。

粒度的大小通过调节悬浮聚合的条件来实现。

三、实验仪器及试剂
250mL 三口瓶，电动搅拌器，恒温水浴，冷凝管，温度计，吸管，抽滤装置苯乙烯，聚乙烯醇，过氧化二苯甲酰，甲醇
四、实验步骤
1. 在250 mL 三颈瓶上，装上搅拌器和水冷凝管。

量取100 mL 去离子水，称取0.5 g聚乙烯醇(PVA)加入到三颈瓶
中，开动搅拌器并加热水浴至95℃左右，待聚乙烯醇完全溶解后(20 min左右)，将水温降至80℃左右。

2. 称取0. 5g 过氧化二苯甲酰(BPO)于一干燥洁净的50mL量筒（或烧杯）中，并加入20g 单体苯乙烯(已精制)使之完全溶解。

3. 将溶有引发剂的单体倒入到三颈瓶中，此时需小心调节搅拌速度，使液滴分散成合适的颗粒度(注意开始时搅拌速度不要太快，否则颗粒分散的太细)，继续升高温度，控制水浴温度在86~89℃范围内，使之聚合。

一般在达到反应温度后2~3h为反应危险期，此时搅拌速度控制不好(速度太快、太慢或中途停止等)，就容易使珠子粘结变形。

4. 在反应3 h 后，可以用大吸管吸出一些反应物，检查珠子是否变硬，如果已经变硬，即可将水浴温度升高至90~95℃，反应1 h后即可停止反应。

5. 将反应物进行过滤，并把所得到的透明小珠子放在25 mL 甲醇中浸泡20 min(为什么?)，然后再过滤(甲醇回收)，将得到的产物用约50℃的热水洗涤几次(为什么?)，用滤纸吸干后，置产物于50~60℃烘箱内干燥，计算产率，观看颗粒度的分布情况。

五、思考题
为什么聚乙烯醇能够起稳定剂的作用?聚乙烯醇的质量和用量在悬浮聚合中，对颗粒度影响如何?
实验四环氧树脂的制备
一、实验目的
1. 通过双酚A 型环氧树脂的制备，掌握一般缩聚反应的原理。

2. 熟悉低分子量环氧树脂的制备方法，了解环氧树脂的用途。

3. 熟悉环氧值的测定方法。

二、实验原理
凡分子内含有环氧基团的聚合物，统称为环氧树脂。

它是一种多品种、多用途的新型合成树脂，且性能很好，对金属、陶瓷、玻璃等许多材料具有优良的粘结能力，所以有万能胶之称，又因为它的电绝缘性能好、体积收缩小、化学稳定性高、机械强度大，所以广泛的被用做粘接剂，增强塑料(玻璃钢)电绝缘材料、铸型材料等，在国民经济建设中有很大作用。

双酚A 型环氧树脂是环氧树脂中产量最大、使用最广的一个品种，有通用环氧树脂之称，它是由双酚A 和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的。

其反应式如下：
三、实验仪器及试剂
四口瓶，滴液漏斗，分液漏斗，电动搅拌器，温度计，减压蒸馏装置，恒温水浴环氧氯丙烷，双酚A，氢氧化钠，苯，去离子水，
四、实验步骤
将22 g双酚A（0.1mol）和28 g环氧氯丙烷(0.3mol)依次加入装有搅拌器、滴液漏斗和温度计的250 mL四颈瓶中。

用水浴加热，升温至75℃，搅拌双酚A使其完全溶解。

70℃下滴加40 mL，20%的NaOH溶液①，约0.5 h滴加完毕。

在75~80℃继续反应1.5～2 h，此时溶液呈乳黄色，停止加热，降温。

加入苯60 mL，搅拌，使树脂溶解后移入分液漏斗，静置后分去水层，再用水洗数次，直到洗涤水相呈中性及无氯离子（用pH纸及AgNO3溶液检查），分出有机层。

将上层苯溶液倒入减压蒸馏装置中，先在常压下蒸去苯，然后在减压下蒸馏以除去所有挥发物。

趁热将烧瓶中的树脂倒出，冷却后得琥珀色透明的、粘稠的环氧树脂，称重并计算产率。

五、思考题
1. 试讨论影响环氧树脂合成的主要因素有那些?
2. 举例说明环氧树脂固化反应机理。

3. 环氧树脂有那些用途?
参考文献
1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，XX 年.
2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学工业出版社，1997 年.
3.复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订
版），复旦大学出版社，1996 年.。