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文档简介

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。3、掌握丙烯酰胺溶液聚合的方法。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：链引发： 引发剂活性集团的形成： 带电引发离子与丙烯酰胺作用生成活性中心：链增长：链终止：三、实验药品及仪器药品：丙烯酰胺、甲醇、过硫酸钾(或过硫酸铵)仪器：三口瓶、球形冷凝管、温度计、搅拌器、烧杯、一次性杯子、玻璃棒实验装置如下图：四、实验步骤及现象及其解释实验步骤现象现象解释在250ml的三口瓶中，中间口安装搅拌器，另外两口分别装上一个温度计，一个冷凝管。 将5g丙烯酰胺和80ml蒸馏水加入反应瓶中，开动搅拌器，用水浴加热至30，使单体溶解；然后把溶解在10ml蒸馏水中0.05g过硫酸铵加入反应瓶中，并用10ml蒸馏水冲洗，逐步升温到90，在90反应1h 丙烯酰胺为白色晶体物质，加入溶解中，在搅拌下逐渐溶解，过硫酸铵很快溶解在溶剂中，随着反应的进行，搅拌速度逐渐降低，即反应液的粘度逐渐变大，甚至可能出现“爬杆现象”。丙烯酰胺分子链含有酰胺基或离子基团，易溶于水，搅拌是为了使溶液浓度均匀，获得均相液；随着反应的进行，单体逐渐合成聚合物，而PAM是一种水溶性高的线形高分子物质，因此PAM在水溶液里同样形成均相液，其分子链长，使体系的粘度增加，从而使搅拌速度降低；爬杆现象是因为形成的PAM粘性很高，在搅拌时导致法向应力增大，且搅拌速度过快而形成的。反应完毕后，将所得产物倒入盛有25ml甲醇的烧杯中，边倒边搅拌，聚丙烯酰胺便会沉淀出来，观察沉淀时现象。刚将产品加入到甲醇中，仍为无色液状，稍微振动下便有白色棉絮状物质产生。因为PAM与水形成均相溶液，在加到甲醇中时，因为PAM粘性大，易形成交联网状，水分子被包裹在PAM的分子内，加到甲醇中，PAM把水分子和甲醇隔开，因此刚加入时不会有什么现象，振动后，水分子从PAM中跑出，溶于甲醇中，而PAM不溶于甲醇，从而产生白色絮状沉淀。五、实验产品： 在三颈瓶中为无色均相溶液，滴加到25ml乙醇中，振动，得到棉絮状白色物质。六、思考题1、进行溶液聚合时，选择溶剂应注意哪些问题?2、工业上在什么情况
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