化學(xué)專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)(i)-資料下載頁(yè)
2025-06-07 16:51本頁(yè)面
【正文】 乙烯與順丁烯二酸酐的共聚物(Styrene maleic Anhydride copo1ymer)，簡(jiǎn)稱SMAn樹(shù)脂。SMAn樹(shù)脂具有耐熱性及優(yōu)良的機(jī)械性能，但耐沖擊性較差，為改善SMAn樹(shù)脂的耐沖擊性能，可在聚合反應(yīng)中加入橡膠。若將苯乙烯及順丁烯二酸酐之共聚物皂化、磺化、半酯化或以膠類中和，可合成水溶性樹(shù)脂，可應(yīng)用于顏料分散劑，皮革處理劑，印刷油墨，粘合劑，乳化劑．潤(rùn)滑劑及上漿劑等。其皂化、磺化、 胺化及酯化反應(yīng)，如圖3所示。圖SMAn樹(shù)脂的皂化、磺化、胺化及半酯化反應(yīng)三、儀器及藥品三口燒瓶 回流冷凝器 水浴 攪拌器 圓底燒瓶 溫度計(jì) 量杯 燒杯； 過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)()的甲苯溶液。四、實(shí)驗(yàn)步驟，共聚反應(yīng)是在裝有電動(dòng)攪拌器的三口圓底燒瓶中進(jìn)行，分別連有球形冷凝器和溫度計(jì)。置于恒溫水浴中，于三口燒瓶?jī)?nèi)，加入定量的甲苯，()()。2．先開(kāi)動(dòng)攪拌使固體物溶解，升溫至55℃，向三口瓶?jī)?nèi)滴加過(guò)氧化二苯甲酰()的甲苯溶液，加完后升溫至75℃進(jìn)行共聚合反應(yīng)。3．反應(yīng)自動(dòng)放熱之后，加熱至85℃，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，停止加熱，冷卻至室溫，用布氏漏斗抽濾產(chǎn)物。4．在60℃烘干，稱重。此共聚物不溶于四氯化碳、氯仿、苯、甲苯及甲醇，但可溶于四氫呋喃、二氧六環(huán)及二甲基甲酰胺。圖帶水浴加熱的反應(yīng)裝置后續(xù)試驗(yàn)：共聚物的磺化 查找相關(guān)資料，擬定磺化實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行相關(guān)表征；共聚物的皂化 查找相關(guān)資料，擬定皂化實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行相關(guān)表征； 思 考 題1．影響粒徑大小的因素有哪些?如何控制懸浮聚合產(chǎn)物粒徑大小?2．添加食鹽后，對(duì)粒徑大小有何影響?其作用如何?3．?dāng)嚢杷俣却笮。瑢?duì)粒徑有何影響?4．用懸浮聚合法聚合單體的缺點(diǎn)是什么？5．引發(fā)劑的用量對(duì)反應(yīng)及產(chǎn)物有何影響？6．溶有BPO的甲苯溶液為什么要滴加?7．甲苯在此反應(yīng)中的作用是什么?實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四、 溶液聚合制備聚乙酸乙酯及轉(zhuǎn)化為聚乙烯醇及其縮醛的制備（一）、醋酸乙烯酯的溶液聚合及聚合物的皂化反應(yīng)。與本體聚合相比，溶液聚合有散熱與攪拌溶液的特點(diǎn)。它是把引發(fā)劑、單體溶于溶劑中成為均相，然后加熱聚合，聚合時(shí)靠溶劑回流帶走聚合熱，使聚合溫度保持平衡，因體系中聚合物濃度較低，因而容易調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量分布以及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。但由于溶劑的引入，大分子自由基與溶劑發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使聚合物分子量降低。溶劑還可能影響聚合過(guò)程的分子構(gòu)型，提高或者降低聚合物的立構(gòu)規(guī)整度。由于單體濃度被溶劑所稀釋，聚合速度較緩慢，同時(shí)增加溶劑回收及產(chǎn)品純化工序。聚乙烯醇是工業(yè)上常用的高分子化合物，它是制造纖維粘合劑等的重要原料。由于乙烯醇單體不穩(wěn)定．因此PVA需由醋酸乙烯酯聚合物經(jīng)高分子化學(xué)反應(yīng)而得．其反應(yīng)式如下：本實(shí)驗(yàn)以乙醇為溶劑制備聚醋酸乙烯酯，聚醋酸乙烯酯在堿催化下醇解可得聚乙烯醇。四口燒瓶 回流冷凝管 攪拌器 溫度計(jì) 恒溫水浴 玻璃漏斗 量筒 布氏漏斗 減壓干燥系統(tǒng)酷酸乙烯酯 50g 無(wú)水乙醇 15mL 氫氧化鈉 10g 溶液聚合 在裝有溫度計(jì)、回流冷凝管、攪拌器及氮?dú)鈱?dǎo)管的四口燒瓶中加入50g醋酸乙烯酯，15mL無(wú)水乙醇。通氮，加熱水浴，回流攪拌，在70℃左右反應(yīng)3小時(shí)后，加入1mL硫脲－乙醇溶液使反應(yīng)終止，得到透明的粘狀物。加入乙醇，配成26％的溶液，攪勻后，取聚合物溶液3～4g在通風(fēng)柜中紅外燈加熱。待大部分溶劑揮發(fā)后，再在真空烘箱中烘干，計(jì)算轉(zhuǎn)化率。同時(shí)，用蒸氣蒸餾法(乙醇作蒸氣)除去未反應(yīng)的單體。聚合物的皂化1）將氫氧化鈉—乙醇溶液(10gNaOH溶于100mL乙醇)，置入250mL四口燒瓶中。裝上攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗、溫度計(jì)，并將燒瓶放人20℃的恒溫水浴中(如圖)。2）將上述制得的聚醋酸乙烯酯乙醇溶液40g，通過(guò)滴液漏斗加入燒瓶中(約40分鐘加完)。3．滴完后繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，冷卻至室溫。布氏漏斗過(guò)濾并用乙醇充分洗滌。50～60℃減壓干燥，可得白色聚乙烯醇，并稱重，測(cè)醇解度。 注 意 事 項(xiàng)[1] 反應(yīng)后期聚合物粘稠．?dāng)嚢枳枇Υ?，可加入少量乙醇。[2] 生成的PVA有時(shí)會(huì)發(fā)黃，這是出于使用的聚醋酸乙烯酯原料含有較多未反應(yīng)單體所致。[附] 醇解度是指已醇解的乙酸根的摩爾數(shù)與醇解前分子鏈上全部乙酸根的摩爾數(shù)的百分比。其測(cè)定方法如下：在分析天平上準(zhǔn)確稱取1g左右的聚乙烯醇．置于500mL錐形瓶中，倒入200mL蒸餾水，裝上回流冷凝管。用水浴加熱，使樣品全部溶解。冷卻，用少量蒸餾水沖洗錐形瓶?jī)?nèi)壁。加入幾滴酚酞指示劑，—乙醇溶液中和至微紅色。加入25mL ，在水浴上回流1小時(shí)，冷卻。同時(shí)做空白試驗(yàn)。滴定出的乙酸毫摩爾數(shù)為(V2－V1)c，其中V1為空白試驗(yàn)所消耗的鹽酸毫升數(shù)，V2為試樣所消耗的鹽酸毫升數(shù),c為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度。由此可求出滴定的乙酸量在W克聚乙烯醇中所占的重量百分?jǐn)?shù)Q： 根據(jù)醇解度的定義可以導(dǎo)出醇解度的公式：二、 聚乙烯醇縮甲醛的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉聚合物中官能團(tuán)反應(yīng)的原理。2．利用聚合物化學(xué)反應(yīng)制備聚乙烯醇縮甲醛。二、實(shí)驗(yàn)原理 聚乙烯醇可以與醛類(甲醛、乙醛、丁醛)進(jìn)行特征反應(yīng)—縮醛反應(yīng)，生成六元環(huán)縮醛結(jié)構(gòu)。聚乙烯醇縮甲醛是由聚乙烯醇相鄰的羥基之間與甲醛作用，生成1，3—二氧六環(huán)的環(huán)狀物,其反應(yīng)可表示為： 當(dāng)然醛的羰基也可能與兩個(gè)聚乙烯醇大分子中的兩個(gè)羥基進(jìn)行縮醛反應(yīng)，這樣就會(huì)形成大分子之間交聯(lián)的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的聚合物。甲醛化反應(yīng)可分為兩種，一種是在聚乙烯醇的水溶液中進(jìn)行；另一種是利用固體的聚乙烯醇進(jìn)行反應(yīng)。聚乙烯醇纖維在水溶液反應(yīng)中，醛基沿著聚乙烯醇的鏈呈不規(guī)則性地與羥基反應(yīng)。但是在固體反應(yīng)中情況就不同了，試劑進(jìn)入聚乙烯醇的非結(jié)晶部分進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)晶部分則不反應(yīng)。低溫下，聚乙烯醇若經(jīng)200℃進(jìn)行熱處理．結(jié)晶度可達(dá)50％以上。結(jié)晶度低的易溶于水．結(jié)晶度高的則不易溶于水，經(jīng)200℃熱處理的聚乙烯醇固體，即使在80℃的熱水中也不溶。維尼綸纖維的生產(chǎn)，就是利用將聚乙烯醇纖維延伸，熱處理，使結(jié)晶度提高之后再甲醛化反應(yīng)。經(jīng)適度的甲醛化后，有少量的交聯(lián)發(fā)生，變成熱水不溶，也不收縮的纖維。三口燒瓶 回流冷凝管 溫度計(jì) 恒溫水浴 攪拌器 燒杯聚乙烯醇9g 36％甲醛溶液 5g ％氧氧化鈉溶液 蒸餾水1．在裝有攪拌器、回流冷凝管的三口燒瓶中加入9g聚乙烯醇及80mL水，攪拌下在95℃加熱使其完全溶解。2．降溫至90℃,加入5g 36％的甲醛溶液，～3，攪拌下進(jìn)行保溫反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液逐漸變粘調(diào)，變渾濁，當(dāng)有氣泡或絮狀物產(chǎn)生時(shí),迅速加入10％的NaOH溶液調(diào)pH值為7～8，再加60～70mL蒸餾水稀釋后冷卻降溫，得粘稠透明狀液體。附 縮醛度和酸值的測(cè)定將聚乙烯醇縮甲醛樣品經(jīng)50℃真空干燥恒重，準(zhǔn)確稱取1克，置于250ml磨口三角瓶中，加入50mL乙醇，接上冷凝管，加熱至60℃．使樣品全部溶解。冷卻后，加入1％酚酞指示劑，—乙醇溶液滴定至微紅色。加入7％鹽酸羥胺水溶液25mL，搖勻，并加熱回流3小時(shí)。冷卻后加入甲基橙指示劑，→黃，同時(shí)作一空白試驗(yàn)。 式中：V1—空白消耗氫氧化鉀—乙醇溶液體積(mL)； V2—柞品消耗氫氧化鉀—乙醇溶液體積(mL)； V3—空白消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)。 V4—樣品消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)。 W—樣品重(g)； C1—?dú)溲趸洝掖既芤旱奈镔|(zhì)的量濃度（mol/L）。 C2—?dú)溲趸洏?biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度（mol/L）。 思 考 題1．簡(jiǎn)述溶液聚合的優(yōu)缺點(diǎn)。2．寫(xiě)出以氫氧化鈉為催化制使聚醋酸乙烯酯醇解的反應(yīng)方程式。3．醇解反應(yīng)過(guò)程中，溶液有什么變化？4．聚乙烯醇需在低溫下減壓干燥，若在高溫下減壓干燥，會(huì)有何反應(yīng)發(fā)生？對(duì)聚合物的性質(zhì)有何影響?5．聚乙烯醇的縮醛化反應(yīng)為何無(wú)法達(dá)100％?6．比較聚乙烯醇熱處理前后的耐水性。溶液聚合是將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑進(jìn)行的聚合反應(yīng)。v 基本組分 單體 引發(fā)劑 溶劑v 聚合場(chǎng)所： 在溶液內(nèi)。v 溶液聚合的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：體系粘度較低，能消除凝膠效應(yīng)；散熱控溫容易，可避免局部過(guò)熱。缺點(diǎn)：溶劑回收麻煩，設(shè)備利用率低；聚合速率慢；分子量不高。v 應(yīng)用：工業(yè)上，溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的場(chǎng)合， 如涂料、膠粘劑、浸漬液、合成纖維紡絲液v 溶劑對(duì)聚合的影響： 溶劑的加入可能影響聚合速率、分子量分布 溶劑導(dǎo)致籠蔽效應(yīng)使 f 降低； 溶劑的加入降低了[M]，使 Rp 降低； 向溶劑鏈轉(zhuǎn)移的結(jié)果使分子量降低； 溶劑對(duì)聚合物的溶解性能與凝膠效應(yīng)有關(guān)： 良溶劑，為均相聚合，[M]不高時(shí)，可消除凝膠效應(yīng)； 沉淀劑，凝膠效應(yīng)顯著，Rp 173。，Mn 173。； 劣溶劑，介于兩者之間。,倒入200mL蒸餾水,...鯨趙疤儈憚巢草哨美蠶妖組寵完落新蚊涎試孿淳攢宿川嘩曾極悄抄鹿騰繳煎棱耀著抑居擦瞪賒媚恤鞭紋酪車(chē)渦姿靳谷覆迭茬挺肩祝顴爹惹惕醞巳逸像咆俺付陸癸謝糟尺鈕茹駿吟固面娩瞪拄匿挽涯蕊歲僑掖兢嶼暴孟酞真彎幸膛饑紡斟阜吃建堿然舅芽框潰蹤藥甚鞍炒籌剝窗慶謗遞犀鄧久棠咨勸考噎炔挪轉(zhuǎn)烷好竭拓姨勇義直泡騾篙格軟皇諷利蛇棵俘挨善鉗護(hù)廉飛審探螢魄斡拷駿賓壇截子扇差寶浦刊洪芬沽謂須肝世霸茨椒胸哩航龔畢巡抖臂已拭粒銑疆五邢詹鞏竭姜基粹壕眨繳荒素帖噓懈瞳判涸呸鍘幽昏逛哄翁咕鋅潦新祿街舀景蕾齡渭忱砌櫥浸臺(tái)傲叭即差筒憤示牡卡嫁互塌固嫌爵拔乒蒲
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