实验八：苯乙烯一顺丁烯二酸酐共聚反应

1、 高 分 子 化 学 实 验 报 告 实验九：苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚合 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： 苯乙烯一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

2、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。其反应过程如下： 苯乙烯(M1)和顺丁烯二酸酐(M2)共聚的竞聚率r10.04，r2 0.015，r1r20.006 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、实验仪器和试剂:仪器: 搅拌器 三口瓶 球形冷凝管 温度计 布氏漏斗 吸滤瓶锥形瓶 滴定管 烧杯 滴液漏斗。药品：顺丁烯二酸酐甲苯 AIBN(重结晶) 酚酞

3、指示剂 苯乙烯 KOH 水溶液(0.2mol/L) 标准盐酸溶液（0.2mol/L） 四、实验注意事项1.水浴锅在打开电源以前必须检查是否装有水，没有的话，装入 适量自来水。并保持其外部干燥，以免发生短路，损坏仪器。2.减压抽滤机使用前要检查是否装满水。3.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。4.实验的产品应放于指定处，不能倒入水池当中，防止堵塞。五、实验步骤：实验步骤实验现象实验现象分析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无无2、将25.75g (29.5m1, 0.25mol)苯乙烯及2.95g

4、 (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。苯乙烯为无色透明液体，顺丁烯二酸酐为白色颗粒状。随着加热的进行顺丁烯二酸酐逐渐溶解。能溶于醇、乙醚和丙酮，在加热条件下能溶解于苯乙烯。3、将苯乙3.2g(0.03mo1)及AIBN0.007g(单体重的0l)，与25ml 甲苯混合后，放入滴液漏斗中。升温至7577，搅拌下，将苯乙烯溶液30min 内滴加完，再在80左右反应1h 至1.5h。AIBN为白色针状结晶，液体滴入后，溶液并没有发生明显的变化。AIBN不溶于水，溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、石油醚等有机溶剂中。4. 反应过程中注意观察现

5、象。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。1.5个小时左右后溶液逐渐变稠，呈乳白色。并伴有白色沉淀生成，有一些附着与容器壁上。苯乙烯和顺丁烯二酸酐单体反应生成了共聚物，体系粘度变高。沉淀生成是因为共聚物在苯乙烯当中的溶解性较差，而壁上有黏附的原因是器壁上原来有残留物。5. 得到的白色粉末状团体产物，用石油醚洗涤，产品置于培养皿巾，在真空烘箱中40下干燥至恒重。计算产率。无无六、实验结果 得到的产品，白色细颗粒状七、实验思考题1、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

6、热，能消除自动加速现象。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。2、溶有BPO的甲苯溶液为什要滴加? 答: BPO是该反应的引发剂。但引发剂的量过多时，会造成反应物体 系中瞬时颗粒过于集中，从而引起集聚，稳定性变差，终止速率亦增大，故使聚合物的平均分子量降低。我们把引发剂溶于甲苯当中逐渐滴加动容也当中,这样 BPO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。3、引发剂的用量对反应及产物有和影响? 答: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，则单体的转化率就低;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，转化率增大但增大到一定的时候，用量再增大， 转化率变化不大，引发剂浓度增大时，自由基增长速率增大， 会 造成反应物体系中瞬时颗粒过于集中，从而引起集聚，稳定性 变差，终止速率亦增大，故使聚合物的平均分子量降低。引剂 用量过低会造成分子量变大，体系粘度增高。因此我们可通过 引发剂的用量来调节分子量。4、甲苯在此反应中的作用是什么? 答: