实验3_醋酸乙烯酯地溶液聚合

《实验3_醋酸乙烯酯地溶液聚合》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高分子化学实验报告10高二醋酸乙烯酯的溶液聚合实验三危平福1014122030丁胜10141220072013/5/8溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应，生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合，聚合物不溶于溶剂而析出者，称异相溶液聚合或沉淀聚合。一、实验目的：1、学习水溶液的聚合方法制备醋酸乙烯酯溶液2、了解水溶液聚合机理及聚合中各个组分的作用。二、实验原理：引自Wikipedia“聚醋酸乙烯酯”词条【聚醋酸乙烯酯】（也称作聚乙酸乙烯酯，简称PVA、PVAc）是一种有弹性的合成聚合物。聚醋酸乙烯酯是通过

2、醋酸乙烯酯（VAM）的聚合而制备的。聚合物的部分或全部水解用于制备聚乙烯醇。聚乙烯醇产品的水解率一般在87%至99%之间。聚醋酸乙烯酯是弗里茨·克拉特1912年在德国发现的；它是最常用的木材用胶，被称作白胶水（白胶浆），聚醋酸乙烯酯被广泛地应用于印刷装订和书籍艺术溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合聚合物不溶于溶剂而析出者称异相溶液聚合或沉淀聚合。优点:一、与本体聚合相比，溶液聚合有溶剂为传热介质聚合强度容易控制；二、体系中聚合物浓度较低能消除自动加速现象聚合物分子量比

3、较均—；三、不易进行链自由基向大分子转移而生成支化或交联的产物；四、反应后的物料也可直接使用。缺点:一、单体浓度小聚合速率低设备利用率；二、低单体浓度低和向溶剂链转移结果致使聚合物分子量不高；三、聚合物中夹带微量溶剂溶解回收麻烦而且多为易染、易爆的有毒物。这些缺点使得溶液聚合在工业上应用不如悬浮聚合和乳液聚合多。本实验以偶氮二异丁腈为引发剂甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合属于自由基聚合反应。自由基聚合微观动力学：链引发速率：Ri=2fkd[I]链增长速率：Rp=kp[M][M·]Rp=kpfkdkt[I]12[M]链终止速

4、率：Rt=2kt[M·]总速率方程表明聚合速率与发剂浓度的平方根、单体浓度的一次方根成正比。本次实验中引发剂用量由0.05g提高到0.2g，溶剂用量由5ml提高到20ml，假设各反应物混合后体积不变，则引发剂浓度由0.05/（5+20/0.93）=0.001887g/ml提高到0.2/（20+20/0.93）=0.004819g/ml所以[I]提高2.55倍，单体浓度20/25.5=0.7843g/ml降低到20/41.5=0.4819g/ml[M]降低1.63倍，所以总速2.55/1.63=0.97总速率并未提高，反而下降

5、了。也就是说老师的改进方法并没有起到提高反应速率的作用。三、实验仪器及药品：药品：醋酸乙烯酯、甲醇、偶氮二异丁腈仪器：三口烧瓶、搅拌器、回流冷凝管、铁架台、一次性滴管、一次性杯子、烧杯、温度计实验装置图：Fig1.一、实验步骤、现象及分析：实验步骤现象分析在装有搅拌器、回流冷凝管和温度汁的反应瓶中加入醋酸乙烯酯20g(可折算成体积（约21.5ml）后用移液管虽取)，再将另一小烧杯重预先准备好的偶氮二异丁腈溶液(0.2g溶于20mI甲醇中)倒入反应瓶引发剂加入甲醇中后，呈乳白色，随着搅拌的进行引发剂逐渐溶解，加入醋酸乙烯酯后引

6、发剂全部溶解。偶氮二异丁腈白色柱状结晶或白色粉末状结晶，不溶于水，溶于甲醇。加入甲醇中，在搅拌的作用下逐渐溶解。升温，打开搅拌器，控制转速在300-400R/min控制反应瓶内温度61—63℃，注意观察体系内粘度的变化温度升高，冷凝管中产生回流液，温度达到稳定值后回流量也趋于稳定。随着搅拌的不断进行，反应液的粘度逐渐变大，在此过程中不断有气泡产生。甲醇沸点64.7°C，醋酸乙烯酯沸点72.7°C，开始是的回流液主要为甲醇，回流稳定后，回流液的主要成分为甲醇和醋酸乙烯酯的二元共沸物；反应中产生的气泡是由于AIBN分解产生N2的

7、缘故；体系粘度增大是由于反应过程中聚合物不断的生成以及聚合物的分子量逐渐增大共同作用的结果。3h后,停止反应，将瓶内的物料倒入表面皿中，放入50℃真空烘箱中干燥．得无色透明树脂，称重。反应结束得到粘度较大的乳白色胶状物体系粘度增大到一定程度是，取一干净烧杯加入蒸馏水，用胶头滴管吸取少量反应液滴入水中，若出现乳白色沉淀，即说明反应可停止。一、实验结果分析与讨论Fig2.1、产物状态：烘干溶剂后得到淡黄色半透明柔软弹性体3.73g，产物无气泡2、产率计算：（3.73/20）*100%=18.65%3、产物分析：①本次实验产率只有

8、18.65%，产率较低，得到产物明显偏软，说明分子量较低，原因在于：实验开始安装实验仪器时，搅拌桨没有充分洗净，搅拌桨上残留较多杂质，这些杂质作为阻聚剂进入反应体系，延长聚合反应的诱导期，导致聚合反应时间过长，聚合物分子量较低；②与其他组相比本组实验产物，透明度较高，原因在于本组产物中几乎