实验127水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物ppt课件

1、1/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 实验实验127 127 水溶液聚合法合成水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物聚丙烯酸钠类聚合物 127.1 127.1 实验目的实验目的 （1 1学习和掌握水溶液聚合法的基本原理和学习和掌握水溶液聚合法的基本原理和合成实验方法。合成实验方法。 （2 2掌握端基法测定聚丙烯酸钠相对分子质掌握端基法测定聚丙烯酸钠相对分子质量，黏度法测定聚合物相对分子质量和溶胀称量量，黏度法测定聚合物相对分子质量和溶胀称量法测定高吸水性树脂吸液量等测定方法。法测定高吸水性树脂吸

2、液量等测定方法。 （3 3熟悉分散剂、絮凝剂和高吸水性树脂的熟悉分散剂、絮凝剂和高吸水性树脂的应用。应用。2/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 127.2 实验原理 （一自由基加聚反应 1. 链引发 链引发反应是借外界条件(光、热、辐射或引发剂)使单体分子活化成为单体自由基(活性链)的过程。本实验采用引发剂引发，由下面两步组成: (a) 引发剂I分解为初级自由基R）I 2R3/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类

3、聚合物烯酸钠类聚合物 (b) 初级自由基打开单体的双键，使单体末端形成新的反应活性中心自由基单体自由基） 2. 链增长反应4/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 3. 链终止反应 （a偶合终止 两个活性链自由基相互作用成共价键，生成无活性的稳定大分子的反应。如下式： （b歧化终止 某链自由基夺取另一自由基上的氢原子，发生歧化反应而相互终止。5/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 127.3 1

4、27.3 实验步骤实验步骤1. 1. 低相对分子质量均聚、共聚聚丙烯酸钠分散低相对分子质量均聚、共聚聚丙烯酸钠分散剂的合成实验剂的合成实验(1) (1) 实验步骤实验步骤加入丙烯酸加入丙烯酸质量质量20%20%的蒸馏水的蒸馏水500 mL500 mL四口瓶（四口瓶（如图如图1 1所示）所示）加热至加热至60 60 ，同时搅拌同时搅拌50 g AA50 g AA或或AAAA与与AMAM混合物混合物同时在两滴管滴同时在两滴管滴加单体与引发剂加单体与引发剂加入加入3 g3 g亚硫亚硫酸氢钠酸氢钠继续搅拌并继续搅拌并保温保温2.5 h2.5 h得到黏稠状的聚得到黏稠状的聚丙烯酸溶液丙烯酸溶液 加入活性

5、加入活性炭脱氧炭脱氧过硫酸过硫酸铵溶液铵溶液 0.5 h0.5 h滴完滴完用用30% NaOH30% NaOH溶液溶液中和至中和至pHpH为为7 78 8 冷却至冷却至404050 50 低分子量聚丙烯酸钠低分子量聚丙烯酸钠溶液溶液( (或或AA-AMAA-AM共聚物共聚物分散剂分散剂) ) 6/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 图图1 1 聚丙烯酸钠分散剂制备实验装置图聚丙烯酸钠分散剂制备实验装置图电动搅拌器；电动搅拌器；2. 2. 搅拌桨；搅拌桨；3. 3. 冷凝管；冷凝管；4. 4.

6、四口烧瓶；四口烧瓶；5. 5. 水浴锅；水浴锅；6. 6. 铁架台；铁架台；7 7、8 8恒压滴液漏斗；恒压滴液漏斗；9. 9. 温度计温度计7/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 (2) (2) 相对分子质量测定相对分子质量测定 加热聚合物溶液使加热聚合物溶液使亚硫酸氢钠蒸出亚硫酸氢钠蒸出精确取约精确取约0.2g0.2g预聚物预聚物加入加入100 mL100 mL烧杯中烧杯中 用少量热水洗涤用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸锥形瓶和滤纸 用用pHpH计测计测定其定其pH pH 加入加入1 mol/L

7、1 mol/L的的NaClNaCl溶液溶液50 mL 50 mL 用用0.2 mol/L0.2 mol/L的的NaOHNaOH的标准溶液滴定的标准溶液滴定确定滴定终确定滴定终点的耗碱量点的耗碱量 用消耗的用消耗的NaOHNaOH标准液标准液（mLmL对对pHpH作图作图 8/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 (3) (3) 分散力的测定分散力的测定图图 4-2 4-2 聚丙烯酸钠分散力测定示意图：聚丙烯酸钠分散力测定示意图：（A A聚丙烯酸钠分散样品；（聚丙烯酸钠分散样品；（B B空白样品空

8、白样品9/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 2. 2. 高相对分子质量聚丙烯酸钠絮凝剂的常温水溶液聚合高相对分子质量聚丙烯酸钠絮凝剂的常温水溶液聚合法合成实验法合成实验取取90 mL90 mL蒸馏蒸馏水于烧杯中水于烧杯中加入丙加入丙烯酸烯酸50 g50 g完全中和后，完全中和后，冷却至室温冷却至室温亚硫酸氢亚硫酸氢钠溶液钠溶液真空过滤脱色，滤真空过滤脱色，滤液倒入塑料烧杯中液倒入塑料烧杯中加入加入29 g29 g氢氢氧化钠氧化钠搅拌均匀后保温搅拌均匀后保温2 23 h3 h反应完全得到反应完

9、全得到无色透明胶块无色透明胶块加入活加入活性炭性炭2.5 g2.5 g过硫酸过硫酸铵溶液铵溶液 将胶块剪细，烘将胶块剪细，烘干、粉碎、过筛干、粉碎、过筛包装备用包装备用搅拌搅拌1 h1 h10/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 3. 3. 常温下水溶胀性聚丙烯酸钠均聚物、共聚物常温下水溶胀性聚丙烯酸钠均聚物、共聚物AAAA和和AMPSAMPS的水溶液交联聚合实验的水溶液交联聚合实验取取10 mL AA10 mL AA或或AAAA与与AMPSAMPS的混合物的混合物于于100 mL100 mL

10、烧杯中烧杯中加入加入0.250.25 g g活性炭活性炭脱氧脱氧加入加入0.0125 g0.0125 gNMBANMBA0.025 g0.025 g过过硫酸铵硫酸铵依次加入引发剂依次加入引发剂以及氧化还原剂以及氧化还原剂搅拌、参与搅拌、参与18%18%钠氢氧钠氢氧化溶液化溶液20 mL20 mL继续搅拌、继续搅拌、反应反应0.5 h0.5 h得到产物在在得到产物在在65 65 下下烘干、粉碎、过筛烘干、粉碎、过筛加入活加入活性炭脱氧性炭脱氧0.02 g0.02 g亚亚硫酸氢钠硫酸氢钠得到均聚吸水得到均聚吸水剂产物备用剂产物备用 11/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验

11、技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 127.4 127.4 本卷须知本卷须知 (1) (1) 要准确配制工作液和引发剂等。要准确配制工作液和引发剂等。(2) (2) 按照所用仪器的使用方法操作仪器和设按照所用仪器的使用方法操作仪器和设定测量条件。定测量条件。(3) (3) 丙烯酸为易燃、易挥发气体，必须严格丙烯酸为易燃、易挥发气体，必须严格按照操作要求进行。必须切记以保障安全。按照操作要求进行。必须切记以保障安全。(4) (4) 在聚合前必须除去丙烯酸钠中的阻聚剂在聚合前必须除去丙烯酸钠中的阻聚剂, ,可采用减压蒸馏或活性炭吸附方法。可采用减压蒸馏或活

12、性炭吸附方法。(5) (5) 实验过程中，要打开抽风机。实验过程中，要打开抽风机。12/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 127.5 127.5 问题讨论问题讨论 （1 1连锁聚合的机理是什么？连锁聚合的机理是什么？ （2 2如何有效的去处丙烯酸中的阻聚剂如何有效的去处丙烯酸中的阻聚剂? ? （3 3为什么要在恒温水浴中测定聚合物溶液为什么要在恒温水浴中测定聚合物溶液的流出时间？的流出时间？ （4 4反应单体、引发剂及交联剂的配比对聚反应单体、引发剂及交联剂的配比对聚合物有什么影响？试用理论

13、解释。合物有什么影响？试用理论解释。 （5 5丙烯酸钠均聚物、丙烯酸钠均聚物、AA/AMPSAA/AMPS共聚物两者共聚物两者的吸水性能对比有何差异？为什么？的吸水性能对比有何差异？为什么？13/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 127.6 127.6 参考答案参考答案 （1 1连锁聚合的机理是什么？连锁聚合的机理是什么？ 答：以自由基连锁聚合反应为原理合成聚答：以自由基连锁聚合反应为原理合成聚丙烯酸钠类聚合物，该反应由链引发、链增丙烯酸钠类聚合物，该反应由链引发、链增长、链终止和链转移等基

14、元反应组成。长、链终止和链转移等基元反应组成。14/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 （2 2如何有效的去处丙烯酸中的阻聚剂如何有效的去处丙烯酸中的阻聚剂? ? 答：可采用减压蒸馏或活性炭吸附方法。答：可采用减压蒸馏或活性炭吸附方法。15/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 （3 3为什么要在恒温水浴中测定聚合物溶液的流出为什么要在恒温水浴中测定聚合物溶液的流出时间？时间？ 答：这主要是因为

15、在答：这主要是因为在30300.10.1）恒温水浴中测定恒温水浴中测定特性黏度特性黏度 ( (单位为单位为L Lg-1)g-1)，根据下式计算相对分子，根据下式计算相对分子质量质量M M： 当测量的温度发生改变的时候，测量出来的特性黏当测量的温度发生改变的时候，测量出来的特性黏度将发生改变，其黏均分子量与特性黏度之间的关系常度将发生改变，其黏均分子量与特性黏度之间的关系常数也会发生改变，因此为保证实验数据的准确性，应在数也会发生改变，因此为保证实验数据的准确性，应在恒温水浴中进行。恒温水浴中进行。43. 031038. 394M16/17在线答疑：在线答疑： .大大学学通通用用化化学学实实验验

16、技技术术水溶液聚合法合成聚丙水溶液聚合法合成聚丙烯酸钠类聚合物烯酸钠类聚合物 （4 4反应单体、引发剂及交联剂的配比对聚合物有什反应单体、引发剂及交联剂的配比对聚合物有什么影响？试用理论解释。么影响？试用理论解释。 答：在聚合过程中，在单体量一定时，如果引发剂用答：在聚合过程中，在单体量一定时，如果引发剂用量较高，根据连锁反应机理可知，但引发剂消耗完后，能量较高，根据连锁反应机理可知，但引发剂消耗完后，能够形成较多的端基带有自由基的低聚物链，低聚物自由基够形成较多的端基带有自由基的低聚物链，低聚物自由基继续反应而终止，可见得到较多的低聚物分子，聚合物平继续反应而终止，可见得到较多的低聚物分子，聚合物平均相对分子质量小；反之引发剂用量少时，得到的聚合物均相对分子质量小；反之引发剂用量少时，得到的聚合物平均相对分子质量较大。平均相对分子质量较大。而交联剂的引入将使聚合物的相对分质子量进一步增而交联剂的引入将使聚合物的相对分质子量进一步增大，使聚合物形成网络互穿结构，随着交联剂用量的进一大，使聚合