《纤维化学与物理》课程--模拟实验

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《纤维化学与物理》课程教学模式改革模拟实验设置

实验一、苯乙烯的悬浮聚合实验

一、实验原理

悬浮聚合是单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合 , 单体中溶有引发剂 , 一个小液滴相当于本体聚合中的一个单元,从单体液滴转变为聚合物固体粒子,中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段,为了防止粒子相互粘接在一起,体系中需另加分散剂,以便在粒子表面形成保护膜。因此,悬浮聚合一般由单体、引发剂、水、分散剂四个基本组分组成。悬浮聚合的聚合机理与本体聚合相似,方法上兼有本体聚合的优点,且缺点较少,因而在工业上有广泛的应用。

苯乙烯(St )通过聚合反应生成如下聚合物。反应式如下: CH-CH

《纤维化学与物理》课程--模拟实验

2n

CH=CH

本实验要求聚合物体具有一定的粒度。粒度的大小通过调节悬浮聚合的条件来实现。

悬浮聚合是由烯类单体制备高聚物的重要方法之一。由于水为分散介质,聚合热可以迅速排除,因而反应温度容易控制;生产工艺简单;制成的成品呈均匀的颗粒状,故又称为珠状聚合;产品不经造粒即可直接成型加工。

工业上用悬浮聚合生产的聚乙烯是一种透明无定形热塑性高分子材料;其分子量分布较宽;由于流动性能好而适于模压注射成型;其制品有较高的透明度和良好的耐热性和电绝缘性。

悬浮聚合实质上是借助于较强烈的搅拌和悬浮剂的作用,将单体分散在单体不溶的介质中,单体以小液滴的形式进行本体聚合;在每个小液滴内,单体的聚合过程与本体聚合相似。由于单体在体系中受到搅拌和悬浮剂的作用,被分散成细小的液滴,使散热面积增大,解决了在本体聚合中不易散热的问题。采用悬浮剂是使最后产物容易分离、清洗,可得到纯度较高的颗粒状聚合物。 本实验采用苯乙烯为单体,过氧化苯甲酰(BPO )为引发剂、聚乙烯醇为悬浮剂、水为介质,按自由基历程进行悬浮聚合。

二、实验目的

1、通过实验掌握悬浮聚合的实施原理与方法,了解配方中各组分的作用。

2、通过对聚合物颗粒均匀性和大小的控制,了解分散剂、升温速度、搅拌桨型、搅拌速度等对悬浮聚合的重要性。

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