实验一膨胀计法测聚合反应速度

1、实验一膨胀计法测聚合反应速度*上学实验报告专业：姓名：学号：课程名称：化工专业实验指导老师:成绩：实验名称：膨胀计法测聚合反应速度实验类型：高分子化学实验一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、操作方法和实!验步骤:五、实验数据记录和处理六、实验结果:与分析，七、讨论、心得*0.99,符合线性反应速率R=-dM/dt=M0*dC/dt=p/M*dC/dt=0.8957*1000/100.12*0.00177=0.01583mol/(L*min)4、反应总速率常数:1/21/2MKIM)由些k泡1/dtpktln己对t作图，其斜率为KI1/2o在低转化率下，上式可以变形为:dMK

2、I1/2dt,积分得Mln、kI1/2t，所以ln-M1LKI1/2tc可认为不变，即I等于引发剂起始浓度I0,则可得反应总速率常数Ko-ln(1/(1-C)LinearFitofln(1/(1-C)0.04_:0.03-0.02-0.01-/0.00-IIIIII0510152025t(min)图2ln(1/(1-C)t曲线Equationy=a+b*xAdj.R-Square0.99776ValueStandardErrorln(1/(1-C)Intercept0.0007177250.000579459ln(1/(1-C)Slope0.001813.82778E-05故ln(1/(1-C

3、)t曲线方程为ln(1/(1-C)=0.0007177+0.00181%r2=0.997760.99,符合线性由曲线斜率得KI1/2=0.00181可认为I=I0=0.1488/(242.23*0.016)=0.03839mol/L求得.d/O1/O.一d/Od/OknnodQd/ri1/2ccciai/ccqaqd/2oD7*4rr31/2ec-1/2K0.00I8I/I=0.00181/0.038399.23710Lmol-1Imin1已知BPO在60C下的及引发MMA的引发速率f(查得60C时kd1.12105s1,f0.492),进一步可求得kp/kt1/2=K/(fkd)1/2=9.

4、237*10-3/(60*(0.492*1.12*10-5)1/2)=0.06558L1/2mo1/2s-1/2六、实验结果与分析1、Ct曲线方程为C=0.0008422+0.00177*t(t:min)反应速率R=M0*dC/dt=0.01583mol/(L*min)2、ln(1/(1-C)=0.0007177+0.00181*t(t:min)K=9.237*10-3L1/2mol-1/2min-1kp/kt1/20.06558L1/2mol-1/2s-1/2七、思考题1、分析在实验过程中诱导期产生的原因为防止单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）由热引发、光引发等在储存中发生聚合，生产中会添加阻聚剂

5、来终止自由基，常添加对苯二酚。尽管实验中的MMA经过蒸偏，但仍有少量阻聚剂存在。诱导期内BPO产生的自由基进攻阻聚剂，当阻聚剂消耗完后，诱导期结束，开始MMA的聚合反应。2、本实验应注意哪些实验操作？单体和引发剂要混合均匀，引发剂充分溶解；膨胀计内要检查有无气泡；膨胀计磨口的配套，使用时毛细管与反应器要耳朵对耳朵，橡皮筋一定要扎紧，严格防止实验时水进入膨胀剂内；膨胀计完全进入恒温槽，但不能过于接近加热棒；记录点数不能太多，反应时间不宜超过30min;反应结束马上取出样品，迅速使反应器与毛细管分离，以免膨胀计粘结；用丙酮将反应器与毛细管清洗干净。注意数据读取，仔细观察实验现象并记录。3、如果反应

6、改在65C下进行，应该注意哪些问题？反应温度上升，聚合速率常数增大且增加幅度大，反应速率加快，应更加注意观察体系的热膨胀、热平衡等现象。由于反应速率变大，注意反应可能会较快出现自动加速现象。4、查询60C下MMA的kp和kt,与实验结果对比，分析误差产生原因并提出应改进的地方。60C下MMA的kp=367Lmol1s1,kt=0.93107Lmol1s1kp/kt1/2=367/(0.93*107)1/2=0.1203L1/2mo1/2s-1/2实验结果kp/kt1/2=0.06558L1/2mo1/2s-1/2误差E=(0.1203-0.06558)/0.1203*100%=45%本次实验误

7、差较大，产生原因可能为：(1) 由于实验中体积每5分钟仅下降0.030.04ml,变化非常不明显，使得反应开始时液面下降的时间点判断有所延迟，诱导期偏长，反应时间偏小，使得反应时间与转化率不对应。(2) 由于体积变化不明显，使得体积读数存在误差。(3) 量取MMA时，体积量取可能有偏差，使得反应液浓度有偏差。(4) MMA和BPO混合时，未能够完全搅拌均匀使引发剂完全溶解。可改进的地方：实验中毛细管的内径可再减小，使得液体体积变化更为明显。5、自由基反应动力学推导有哪些假定条件。链转移反应无影响、等活性、聚合度大、稳态等4个假定。6、为什么膨胀计法只适用于低转化率下聚合速率的测定？高转化率下为什么不适用？在低转化率下聚合，各速率常数基本不变，短期内引发剂浓度变化不大近于常数，且满足上述4个假定，故聚合速率与单体浓度、引发剂浓度等满足1/2dMdt十i1/2mkm；在转化率膈的情况下，头际情况将偏离上式，主要时因为由凝胶效应产生的自动加速现象