實(shí)驗(yàn)一 苯乙烯-馬來酸酐共聚合

1、實(shí)驗(yàn)一 苯乙烯-馬來酸酐共聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^聚苯乙烯-馬來酸酐樹脂的合成，了解共聚合的原理及其特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)制備的聚苯-丁樹脂是采用苯乙烯與順丁烯二酸酐（馬來酸酐），在甲苯(或乙苯)溶劑中以過氧化二苯甲酰為引發(fā)劑進(jìn)行溶液聚合，因?yàn)樯傻谋?丁共聚物不溶于溶劑因而又稱為沉淀聚合。順丁烯二酸酐自身很難聚合，但與苯乙烯很容易進(jìn)行共聚，而且總是形成11 的交替共聚物其反應(yīng)如下：三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑四口瓶，回流冷凝管，電動攪拌器，恒溫水浴，溫度計(jì)，滴液漏斗馬來酸酐，苯乙烯，過氧化二苯甲酰，二甲苯四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)和滴液漏斗的250mL 四口瓶中加入12g 馬來酸

2、酐和100 mL 二甲苯，加熱至80 使其全部溶解。2. 將13 g 苯乙烯，0.250.35g 過氧化二苯甲酰和50 mL 二甲苯混合搖勻后自滴液漏斗加入反應(yīng)瓶中，溫度不超過90，約3040 min 滴完。3. 從出現(xiàn)白色沉淀聚合物時算起，在100105 下，反應(yīng)2 h 左右，即可停止反應(yīng)。4. 將產(chǎn)物冷至室溫，過濾(回收二甲苯)，用石油醚洗滌、干燥，即得白色粉末狀聚苯乙烯-馬來酸酐樹脂。五、思考題順丁烯二酸酐自身很難聚合，但與苯乙烯共聚很容易，為什么?其共聚物結(jié)構(gòu)如何?參考文獻(xiàn)1. 潘祖仁主編，高分子化學(xué)（第三版），北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 年.實(shí)驗(yàn)二 醋酸乙烯酯的乳液聚合-白乳膠的

3、制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉乳液聚合的特點(diǎn)，了解乳液聚合中各組分的作用。2. 掌握制備聚醋酸乙烯膠乳的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理乳液聚合是指單體在乳化劑的作用下，分散在介質(zhì)中加入水溶性引發(fā)劑，在機(jī)械攪拌或振蕩情況下進(jìn)行非均相聚合的反應(yīng)過程。乳液聚合體系主要包括單體、分散介質(zhì)(水)、乳化劑、引發(fā)劑。乳液聚合的機(jī)理不同于一般的自由基聚合，可以同時提高聚合速度和分子量。而在本體、溶液和懸浮聚合中，使聚合速率提高的一些因素，往往使分子量降低。醋酸乙烯乳液聚合產(chǎn)物聚醋酸乙烯膠乳，可用于漆、涂料和膠粘劑。該膠乳做為漆具有水基漆的特點(diǎn):粘度小，不用有機(jī)溶劑；做為涂料，對于紙張、織物、地板及墻壁等均可涂用；做為膠粘劑，

4、無論木材、紙張及織物，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過硫酸鹽為引發(fā)劑，為使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，單體和引發(fā)劑均需分批加入。本實(shí)驗(yàn)采用PVA 和OP-10 兩種乳化劑混合使用，乳化效果和穩(wěn)定性比單獨(dú)使用一種好。三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑四口瓶，回流冷凝管，電動攪拌器，溫度計(jì)，恒溫水浴醋酸乙烯酯，過硫酸銨，聚乙烯醇，OP-10，鄰苯二甲酸二丁酯，去離子水四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 在裝有攪拌器、球型冷凝管和溫度計(jì)的250 mL 四口瓶中，加入聚乙烯醇水溶液（10%wt）60 mL，去離子水30mL、OP-10 1g，攪拌均勻后加入醋酸乙烯10g，用水浴加熱至6570。2. 稱取0.3g過

5、硫酸銨，用10mLH2O配成溶液，加5 mL于反應(yīng)瓶中，控溫6570，反應(yīng)一段時間（出現(xiàn)藍(lán)色熒光，溫度慢慢升至70）后，在701下滴加50g 醋酸乙烯，約22.5h滴加完畢，滴加單體過程中補(bǔ)加剩余引發(fā)劑溶液。3.單體滴加完畢后，緩慢升溫至80以上，如在7072保溫10 分鐘，緩慢升溫到75，保持10 分鐘，再緩慢升溫至78，保持10 分鐘，再緩慢升溫至80，保持10分鐘。4.撤掉水浴，自然冷卻到40，用NaHCO3 水溶液調(diào)節(jié)pH=46，加入3 g 鄰苯二甲酸二丁酯，充分混合后停止攪拌，出料，即得到白色粘稠的、均勻而無明顯粒子的聚醋酸乙烯膠乳(即市售的白乳膠)。五、思考題1. 比較乳液聚合、溶

6、液聚合、懸浮聚合和本體聚合的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)。2. 在乳液聚合過程中，乳化劑的作用是什么？3. 本實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)注意哪些問題？參考文獻(xiàn)1.潘祖仁主編，高分子化學(xué)（第三版），北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 年.2.趙德仁主編,高聚物合成工藝學(xué)（第二版）, 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997 年.3. 復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系編著，高分子實(shí)驗(yàn)技術(shù)（修訂版），復(fù)旦大學(xué)出版社，1996 年實(shí)驗(yàn)三 苯乙烯的懸浮聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解懸浮聚合的反應(yīng)原理及配方中各組分的作用。2. 了解珠狀聚合實(shí)驗(yàn)操作及聚合工藝的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理懸浮聚合是指在較強(qiáng)的機(jī)械攪拌下，借懸浮劑的作用，將溶有引發(fā)劑的單體分散在另一與單體不溶的

7、介質(zhì)中(一般為水)所進(jìn)行的聚合。懸浮聚合實(shí)質(zhì)上是單體小液滴內(nèi)的本體聚合，在每一個單體小液滴內(nèi)單體的聚合過程與本體聚合是相類似的，但由于單體在體系中被分散成細(xì)小的液滴，因此，懸浮聚合又具有它自己的特點(diǎn)。苯乙烯（St）通過聚合反應(yīng)生成如下聚合物。反應(yīng)式如下：本實(shí)驗(yàn)要求聚合物體具有一定的粒度。粒度的大小通過調(diào)節(jié)懸浮聚合的條件來實(shí)現(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑250mL 三口瓶，電動攪拌器，恒溫水浴，冷凝管，溫度計(jì)，吸管，抽濾裝置苯乙烯，聚乙烯醇，過氧化二苯甲酰，甲醇四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 在250 mL 三頸瓶上，裝上攪拌器和水冷凝管。量取100 mL 去離子水，稱取0.5 g聚乙烯醇(PVA)加入到三頸瓶中，開

8、動攪拌器并加熱水浴至95左右，待聚乙烯醇完全溶解后(20 min左右)，將水溫降至80左右。2. 稱取0. 5g 過氧化二苯甲酰(BPO)于一干燥潔凈的50mL量筒（或燒杯）中，并加入20g 單體苯乙烯(已精制)使之完全溶解。3. 將溶有引發(fā)劑的單體倒入到三頸瓶中，此時需小心調(diào)節(jié)攪拌速度，使液滴分散成合適的顆粒度(注意開始時攪拌速度不要太快，否則顆粒分散的太細(xì))，繼續(xù)升高溫度，控制水浴溫度在8689范圍內(nèi)，使之聚合。一般在達(dá)到反應(yīng)溫度后23h為反應(yīng)危險期，此時攪拌速度控制不好(速度太快、太慢或中途停止等)，就容易使珠子粘結(jié)變形。4. 在反應(yīng)3 h 后，可以用大吸管吸出一些反應(yīng)物，檢查珠子是否變

9、硬，如果已經(jīng)變硬，即可將水浴溫度升高至9095，反應(yīng)1 h后即可停止反應(yīng)。5. 將反應(yīng)物進(jìn)行過濾，并把所得到的透明小珠子放在25 mL 甲醇中浸泡20 min(為什么?)，然后再過濾(甲醇回收)，將得到的產(chǎn)物用約50的熱水洗滌幾次(為什么?)，用濾紙吸干后，置產(chǎn)物于5060烘箱內(nèi)干燥，計(jì)算產(chǎn)率，觀看顆粒度的分布情況。五、思考題為什么聚乙烯醇能夠起穩(wěn)定劑的作用?聚乙烯醇的質(zhì)量和用量在懸浮聚合中，對顆粒度影響如何?實(shí)驗(yàn)四環(huán)氧樹脂的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過雙酚A 型環(huán)氧樹脂的制備，掌握一般縮聚反應(yīng)的原理。2. 熟悉低分子量環(huán)氧樹脂的制備方法，了解環(huán)氧樹脂的用途。3. 熟悉環(huán)氧值的測定方法。二、實(shí)驗(yàn)

10、原理凡分子內(nèi)含有環(huán)氧基團(tuán)的聚合物，統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂。它是一種多品種、多用途的新型合成樹脂，且性能很好，對金屬、陶瓷、玻璃等許多材料具有優(yōu)良的粘結(jié)能力，所以有萬能膠之稱，又因?yàn)樗碾娊^緣性能好、體積收縮小、化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械強(qiáng)度大，所以廣泛的被用做粘接劑，增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)電絕緣材料、鑄型材料等，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有很大作用。雙酚A 型環(huán)氧樹脂是環(huán)氧樹脂中產(chǎn)量最大、使用最廣的一個品種，有通用環(huán)氧樹脂之稱，它是由雙酚A 和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下反應(yīng)生成的。其反應(yīng)式如下：三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑四口瓶，滴液漏斗，分液漏斗，電動攪拌器，溫度計(jì)，減壓蒸餾裝置，恒溫水浴 環(huán)氧氯丙烷，雙酚A，氫氧化鈉，苯，去離子

11、水，四、實(shí)驗(yàn)步驟將22 g雙酚A（0.1mol）和28 g環(huán)氧氯丙烷(0.3mol)依次加入裝有攪拌器、滴液漏斗和溫度計(jì)的250 mL四頸瓶中。用水浴加熱，升溫至75，攪拌雙酚A使其完全溶解。70下滴加40 mL，20%的NaOH溶液，約0.5 h滴加完畢。在7580繼續(xù)反應(yīng)1.52 h，此時溶液呈乳黃色，停止加熱，降溫。加入苯60 mL，攪拌，使樹脂溶解后移入分液漏斗，靜置后分去水層，再用水洗數(shù)次，直到洗滌水相呈中性及無氯離子（用pH紙及AgNO3溶液檢查），分出有機(jī)層。將上層苯溶液倒入減壓蒸餾裝置中，先在常壓下蒸去苯，然后在減壓下蒸餾以除去所有揮發(fā)物。趁熱將燒瓶中的樹脂倒出，冷卻后得琥珀色透明的、粘稠的環(huán)氧樹脂，稱重并計(jì)算產(chǎn)率。五、思考題1. 試