苯乙烯聚合的综合实验

合集下载

苯乙烯聚合实验报告

苯乙烯聚合实验报告

一、实验目的1. 了解苯乙烯聚合反应的原理和过程。

2. 掌握阴离子聚合反应的条件和方法。

3. 学习使用红外光谱、粘度仪、DSC等仪器对聚合物进行表征。

4. 分析聚苯乙烯的分子量分布和结构特征。

二、实验原理苯乙烯聚合反应是指苯乙烯单体在引发剂的作用下,通过自由基或阴离子聚合生成聚苯乙烯的过程。

本实验采用阴离子聚合方法,利用正丁基锂作为引发剂,在无水无氧操作条件下进行。

阴离子聚合的特点是无终止聚合,通过控制单体浓度和引发剂浓度,可以获得分子量分布较窄的聚苯乙烯。

实验过程中,通过调整反应条件,如温度、时间等,可以控制聚合物的分子量和分子量分布。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 苯乙烯- 正丁基锂- 环己烷- 无水氯化钙- 甲醇- 氢氧化钠2. 实验仪器:- 250 mL分液漏斗- 100 mL烧杯- 量筒(10 mL、50 mL)- 注射器及针头- 无水无氧操作系统- 玻璃棒- 反应管- 抽滤瓶- 布氏漏斗- 注射器- 试管- 红外光谱仪- 粘度仪- DSC四、实验步骤1. 准备无水无氧操作环境,将苯乙烯、正丁基锂、环己烷等实验材料置于干燥箱中干燥处理。

2. 将干燥后的苯乙烯、正丁基锂、环己烷等按一定比例混合,倒入反应管中。

3. 将反应管放入反应器中,控制反应温度在70-80℃。

4. 在反应过程中,每隔一段时间取样,进行粘度测定和分子量分布分析。

5. 实验结束后,将聚合物进行抽滤、洗涤、干燥,得到聚苯乙烯产品。

6. 对聚合物进行红外光谱、DSC等表征,分析其结构特征。

五、实验结果与分析1. 粘度测定:实验过程中,聚合物粘度随时间逐渐增大,表明聚合物分子量逐渐增大。

2. 分子量分布分析:通过凝胶渗透色谱(GPC)测定,聚合物分子量分布指数接近1,表明分子量分布较窄。

3. 红外光谱分析:聚苯乙烯的红外光谱图显示,在1600 cm^-1处有苯环的伸缩振动峰,在2920 cm^-1和2850 cm^-1处有亚甲基的伸缩振动峰,在1000 cm^-1处有苯环的变形振动峰,与理论值相符。

苯乙烯的乳液聚合实验报告

苯乙烯的乳液聚合实验报告

苯乙烯的乳液聚合实验报告苯乙烯的乳液聚合实验报告引言:聚合是化学领域中一项重要的反应过程,通过将单体分子连接成长链聚合物,从而形成新的化合物。

聚合反应可以通过不同的方法进行,其中乳液聚合是一种常见且重要的方法。

本文将介绍一种乳液聚合实验,以苯乙烯为单体,通过引发剂的作用,将苯乙烯分子连接成聚苯乙烯聚合物。

实验目的:通过乳液聚合反应,合成聚苯乙烯聚合物,并研究不同实验条件对聚合反应的影响。

实验原理:乳液聚合是一种通过将水溶液中的单体分散到油相中,形成乳液体系,并在引发剂的作用下,使单体发生聚合反应的方法。

实验中,苯乙烯作为单体首先与表面活性剂形成胶束结构,然后通过引发剂的作用,发生聚合反应,最终形成聚合物。

实验步骤:1. 实验前准备:准备苯乙烯、引发剂、表面活性剂等实验材料,并进行必要的安全措施。

2. 制备乳液:将表面活性剂溶解在适量的水中,搅拌均匀形成乳液。

3. 添加引发剂:将引发剂溶解在适量的溶剂中,加入到乳液中,并充分搅拌。

4. 加入苯乙烯:将苯乙烯逐渐加入到乳液中,同时继续搅拌。

5. 反应过程观察:观察乳液中的变化,如颜色、粘度等,并记录观察结果。

6. 反应终止:根据需要,可以通过加热或加入适量的酸等方法终止聚合反应。

7. 分离聚合物:将聚合物从乳液中分离出来,并进行后续处理。

实验结果:在本次实验中,观察到乳液聚合反应发生了以下变化:1. 颜色变化:乳液由无色逐渐变为浑浊的白色乳状液体。

2. 粘度增加:乳液的粘度随着聚合反应的进行逐渐增加。

3. 聚合物形成:在实验结束后,从乳液中分离出了聚苯乙烯聚合物。

实验讨论:通过本次实验,我们成功地合成了聚苯乙烯聚合物,并观察到乳液聚合反应的变化过程。

乳液聚合反应是一种常见的聚合方法,具有以下优点:1. 乳液聚合反应适用于水溶性单体的聚合,可以在水相中进行,无需使用有机溶剂。

2. 乳液聚合反应可以控制聚合反应的速率和产物的分子量,通过调整引发剂的浓度和反应温度等条件,可以得到不同性质的聚合物。

苯乙烯悬浮聚合实验报告

苯乙烯悬浮聚合实验报告

苯乙烯悬浮聚合实验报告实验目的:本实验旨在通过苯乙烯悬浮聚合实验,探究聚合反应的过程和原理,并观察聚合物的形成情况。

实验原理:苯乙烯是一种单体,通过悬浮聚合反应可以将其聚合成聚苯乙烯。

悬浮聚合是指将单体悬浮在溶剂中,通过引发剂的作用,使单体逐渐聚合成高分子聚合物的过程。

在实验中,通常使用过硫酸铵作为引发剂,将其加入苯乙烯和溶剂的混合物中,通过加热反应使聚合反应进行。

实验步骤:1. 准备实验所需的苯乙烯、过硫酸铵、溶剂等材料,并将苯乙烯和溶剂按照一定比例混合均匀。

2. 将混合物倒入反应器中,并加入适量的过硫酸铵作为引发剂。

3. 将反应器密封,并加热至一定温度,使聚合反应开始进行。

4. 观察反应过程中的变化,包括颜色的变化、溶液的浑浊度等。

5. 当反应一定时间后,停止加热,待反应液冷却后,得到聚苯乙烯。

实验结果:在实验过程中,我们观察到苯乙烯和溶剂混合物在加热后逐渐变得浑浊,颜色也由无色逐渐变为黄色。

这是因为苯乙烯发生了聚合反应,形成了聚苯乙烯颗粒。

在实验结束后,我们得到了一定量的聚苯乙烯产物。

实验讨论:通过本实验,我们可以看到悬浮聚合反应是一种常见的聚合方法。

在实验中,过硫酸铵作为引发剂起到了催化聚合反应的作用。

聚合反应的进行需要一定的温度和时间,过高或过低的温度都会影响聚合反应的效果。

此外,溶剂的选择也对聚合反应有一定的影响,合适的溶剂可以提供良好的反应环境。

聚苯乙烯是一种常见的高分子材料,具有良好的物理性质和化学稳定性。

它可以用于制作塑料制品、电子产品外壳等。

通过悬浮聚合反应,可以控制聚苯乙烯的分子量和粒径,从而调节其性能。

因此,悬浮聚合反应在工业生产中具有重要的应用价值。

实验总结:通过苯乙烯悬浮聚合实验,我们了解了聚合反应的过程和原理,并观察到了聚苯乙烯的形成情况。

实验结果表明,悬浮聚合反应是一种有效的聚合方法,可以用于制备高分子材料。

在实际应用中,我们可以根据需要调节反应条件和材料配比,以获得所需的聚合物性能。

苯乙烯聚合的综合实验

苯乙烯聚合的综合实验

苯乙烯聚合的综合实验实验目的:1,了解苯乙烯聚合的反应原理2.通过对聚苯乙烯的表征掌握对红外光谱,粘度仪、DSC等的使用方法。

实验原理:聚苯乙烯一般由单体苯乙烯通过自由基聚合获得。

要获得分子量分布较窄的聚苯乙烯,则须通过阴离子聚合反应的方法。

自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。

本体聚合和溶液聚合也适合于阴离子聚合。

阴离子聚合是活性聚合和化学聚合,其特点是无终止聚合。

在反应条件控制得当的情况下,阴离子聚合体系可以长时间保持链增长活性。

活性聚合技术是目前合成单分散特定分子量的聚合物的一种方法。

阴离子活性聚合物的分子量可通过单体浓度和引发剂的浓度来控制:错误!未找到引用源。

(双阴离子引发n=2,单离子引发n=1),其分子量分布指数接近1。

反应部分试剂与仪器试剂:苯乙烯,正丁基锂,环己烷,无水氯化钙,甲醇,氢氧化钠.仪器:250 mL分液漏斗,100 mL烧杯,量筒(10 mL、50 mL),注射器及针头,无水无氧操作系统,玻璃棒,反应管,抽滤瓶,布氏漏斗,注射器,试管。

表征部分:红外光谱仪、DSC、粘度仪实验步骤:1试剂的预处理取苯乙烯50mL于250mL分液漏斗,用5%NaOH洗至水层变为无色,再用水洗至pH约为7,得到淡黄色液体。

向所得液体中加入无水氯化钙,于100mL锥形瓶中保存。

2苯乙烯的阴离子聚合取干燥试管一支,配上单孔橡皮塞和短玻璃管及一段橡皮管,接上无水无氧干燥系统,以油泵抽真空,通氮气,反复三次。

持续通入氮气作为保护气,由注射器从橡皮管依次且连续注入4mL无水环己烷、1.5mL干燥苯乙烯和0.8mL正丁基锂溶液。

放置10分钟后,以注射器从橡皮管注射加入甲醇。

3 正丁基锂的制备在氮气保护下,在5000ml的三口瓶中加入3L正己烷(或60-90℃石油醚),将140g(20mol)金属锂片用正己烷(或60-90℃石油醚)洗涤干净,戴上一次性手套,将金属锂片快速撕成小片,加入到5000ml的三口瓶中,装上机械搅拌,冰盐浴冷却至0度左右(注意温度别太低,否则引发比较慢),往其中滴加925g(10mol)氯丁烷,控温在15度以下(注意反应引发后为紫灰色,开始时应该滴加较慢,反应放热比较厉害,特别注意别冲料),加完后,冰盐浴控温15度以下继续搅拌2小时,然后撤去冰盐浴,室温搅拌1小时,然后改为回流装置,逐渐升温回流4-5小时,冷却至室温,静置沉降过夜,上清液为丁基锂溶液,用氮气压至储存瓶中,残渣加入2L溶剂搅拌,沉降过夜,上清液合并到丁基锂溶液中备用。

苯乙烯聚合实验报告

苯乙烯聚合实验报告

苯乙烯聚合实验报告苯乙烯聚合实验报告引言:聚合反应是高分子化学中重要的一环,通过将单体分子连接成长链状的聚合物,可以赋予材料不同的性质和用途。

本实验旨在通过苯乙烯的聚合反应,探究聚合反应的机理和影响因素。

实验目的:1. 了解苯乙烯的聚合反应机理;2. 探究反应条件对聚合反应的影响;3. 分析聚合物的性质和应用。

实验步骤:1. 实验前准备:a. 清洗玻璃仪器;b. 称取适量苯乙烯和引发剂;c. 准备反应容器。

2. 聚合反应:a. 将苯乙烯溶解在适量溶剂中,形成聚合反应体系;b. 加入引发剂,启动聚合反应;c. 在恒温条件下进行反应,观察反应过程;d. 反应结束后,过滤和洗涤聚合物。

3. 聚合物性质测试:a. 测定聚合物的分子量和分子量分布;b. 测试聚合物的熔点和玻璃化转变温度;c. 分析聚合物的力学性能和热稳定性。

实验结果:1. 反应过程观察:实验中观察到苯乙烯在引发剂的作用下发生聚合反应,溶液逐渐变浑浊,并最终生成聚合物沉淀。

2. 聚合物性质测试结果:a. 分子量和分子量分布:通过凝胶渗透色谱(GPC)测定,得到聚合物的分子量和分子量分布情况;b. 熔点和玻璃化转变温度:使用差示扫描量热仪(DSC)测定,得到聚合物的熔点和玻璃化转变温度;c. 力学性能和热稳定性:通过拉伸实验和热重分析(TGA)等测试方法,分析聚合物的力学性能和热稳定性。

讨论:1. 反应条件对聚合反应的影响:a. 温度:温度较高时,聚合反应速率加快,但过高的温度可能导致副反应的发生;b. 引发剂浓度:引发剂浓度较高时,聚合反应速率增加,但过高的浓度可能导致副反应的发生;c. 溶剂选择:溶剂的选择不同,对聚合反应的影响也不同。

2. 聚合物的性质和应用:a. 分子量和分子量分布对聚合物的性质有重要影响;b. 熔点和玻璃化转变温度决定了聚合物的热稳定性和加工性能;c. 力学性能直接关系到聚合物的应用领域。

结论:通过苯乙烯的聚合实验,我们了解了聚合反应的机理和影响因素。

(完整)苯乙烯的本体聚合

(完整)苯乙烯的本体聚合

实验一:苯乙烯的本体聚合一、实验目的:1.通过实验,了解自由基聚合反应特点;2.掌握苯乙烯的本体聚合的试验方法。

二、实验原理:聚苯乙烯(PS)是一种无色透明的热塑性塑料,是以苯乙烯为单体通过加聚反应得到的线性高分子化合物,具有高于100℃的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。

苯乙烯的聚合有三种方式:自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。

本实验采用自由基聚合。

引发剂:偶氮二异丁睛自由基聚合的机理反应条件要求无氧,避免引发剂分解三、实验仪器与药品:四、实验步骤1.苯乙烯精制:去除里面的阻聚剂,酚类物质—部分同学做在500ml的分液漏斗中装入250ml的苯乙烯,每次用50ml的5%NaOH水溶液洗涤数次,至无色后再用蒸馏水洗至呈中性,然后加入适量的无水Na2SO4放置干燥。

干燥后的苯乙烯在进行减压蒸馏,收集60度/5.33Kpa 的馏分.实验室减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气(减压)、安全保护和测压四部分组成。

蒸馏部分由蒸馏瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。

克氏蒸馏头可减少由于液体暴沸而溅入冷凝管的可能性;毛细管是作为气化中心,使蒸馏平稳,避免液体过热而产生暴沸冲出现象。

蒸出液接受通常用多尾接液管连接两个或三个梨形或圆形烧瓶,在接受不同馏分时,只需转动接液管,在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝或薄壁的玻璃仪器.尤其不能用不耐压的平底瓶(如锥形瓶等),以防止内向爆炸结合前段时间做的实验总结了下面几条:1。

蒸馏瓶内液体不可超过其体积的一半,因为减压下蒸汽的体积比常压下大得多。

2.正式蒸馏前的关键步骤:空试。

以保证真空度能达标.装好仪器后首先检查气密性。

3.加料后,先向空试操作一样,是真空泵稳定在所需数值上,在开始加热.因为减压下物质熔沸点会降低,加热的过程中抽真空的话可能会引起液体暴沸。

4.加热过程中,避免蒸汽过热,仪器不能有裂缝,不能使用薄壁及不耐压的仪器。

苯乙烯聚合方法实验报告实验结果与讨论

苯乙烯聚合方法实验报告实验结果与讨论

苯乙烯聚合方法实验报告实验结果与讨论在本次实验中,我们采用了传统的苯乙烯聚合方法,通过催化剂的作用,探究了这一聚合反应的实验结果,并对实验结果进行了深入的讨论。

实验结果在实验过程中,我们首先制备了苯乙烯单体溶液,然后在催化剂的存在下进行聚合反应。

通过实验,我们观察到苯乙烯单体逐渐发生聚合反应,体系逐渐变浓稠,并最终形成固态聚合产物。

我们用色差法检测了聚合产物的质量,并通过溶解实验验证了其纯度。

实验结果显示,我们成功地合成了苯乙烯聚合物,并且其质量较高,纯度较好。

实验讨论在本次实验中,我们采用的苯乙烯聚合方法是一种常见的聚合反应途径。

苯乙烯是一种重要的单体,可以通过自由基聚合、阳离子聚合等多种方法进行聚合反应。

而在本次实验中,我们选择了使用催化剂进行聚合反应,可以提高聚合速度和产物质量,是一种较为高效的合成方法。

在实验结果分析中,我们观察到聚合产物的质量较高,这可能是由于催化剂的作用提高了聚合反应速度,促进了分子间结合。

此外,我们还检测到聚合产物的纯度较好,这可能是因为我们在实验中对产物进行了适当的提纯处理,去除了杂质。

这些结果表明,我们选择的苯乙烯聚合方法在本次实验中取得了成功的合成效果。

总的来说,本次实验中我们通过苯乙烯聚合方法成功合成了质量较高、纯度较好的聚合产物。

这一实验结果对于进一步研究聚合反应机制、优化合成条件具有重要的参考价值,也为进一步应用这一合成方法提供了实验基础。

通过对实验结果的深入讨论,我们可以更好地理解苯乙烯聚合方法的原理和特点,为相关领域的研究提供更多的参考依据。

以上是本次苯乙烯聚合方法实验的报告实验结果与讨论,希望能为相关研究和实验工作提供一定的参考价值。

1。

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告实验目的:本实验旨在通过苯乙烯的悬浮聚合实验,掌握聚合反应的基本原理和技术操作,加深对聚合反应过程的理解,培养实验操作能力和科学研究素养。

实验原理:苯乙烯是一种重要的合成树脂原料,其聚合反应是通过引发剂在水相中引发的。

在实验中,首先将苯乙烯、引发剂和乳化剂悬浮在水相中,然后通过搅拌和控制温度,使苯乙烯发生聚合反应,最终得到聚苯乙烯颗粒。

实验步骤:1. 准备实验仪器和试剂,称取苯乙烯、引发剂、乳化剂等试剂,准备水相和油相。

2. 悬浮聚合反应,将苯乙烯、引发剂和乳化剂悬浮在水相中,通过搅拌和控制温度进行聚合反应。

3. 分离和干燥,将反应后的聚合物颗粒进行分离和干燥处理,得到最终产品。

实验结果:通过实验操作,成功得到了白色的聚苯乙烯颗粒,颗粒大小均匀,表面光滑。

经过称量和计算,得到了聚苯乙烯的收率和平均颗粒大小。

实验讨论:在实验中,我们注意到了一些问题,比如聚合反应过程中温度的控制、搅拌速度的影响等。

这些问题对于聚合反应的控制和产品质量具有重要意义。

同时,我们也对实验结果进行了分析和讨论,探讨了聚合反应的影响因素和优化方法。

实验结论:通过本次实验,我们成功地进行了苯乙烯的悬浮聚合实验,得到了聚苯乙烯颗粒,并对实验结果进行了分析和讨论。

这次实验不仅增加了我们对聚合反应的理解,也提高了我们的实验操作能力和科学研究素养。

实验总结:本次实验使我们对聚合反应有了更深入的了解,也为今后的科学研究和工程实践打下了良好的基础。

同时,我们也意识到了实验中存在的问题和改进的空间,为今后的实验工作提供了有益的参考。

通过本次实验,我们深刻认识到了聚合反应的重要性和复杂性,也明白了科学研究需要不断的实践和探索。

希望通过今后的努力,能够取得更多的实验成果,为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

苯乙烯聚合的综合实验实验目的:1,了解苯乙烯聚合的反应原理2.通过对聚苯乙烯的表征掌握对红外光谱,粘度仪、DSC等的使用方法。

实验原理:聚苯乙烯一般由单体苯乙烯通过自由基聚合获得。

要获得分子量分布较窄的聚苯乙烯,则须通过阴离子聚合反应的方法。

自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。

本体聚合和溶液聚合也适合于阴离子聚合。

阴离子聚合是活性聚合和化学聚合,其特点是无终止聚合。

在反应条件控制得当的情况下,阴离子聚合体系可以长时间保持链增长活性。

活性聚合技术是目前合成单分散特定分子量的聚合物的一种方法。

阴离子活性聚合物的分子量可通过单体浓度和引发剂的浓度来控制:错误!未找到引用源。

(双阴离子引发n=2,单离子引发n=1),其分子量分布指数接近1。

反应部分试剂与仪器试剂:苯乙烯,正丁基锂,环己烷,无水氯化钙,甲醇,氢氧化钠.仪器:250 mL分液漏斗,100 mL烧杯,量筒(10 mL、50 mL),注射器及针头,无水无氧操作系统,玻璃棒,反应管,抽滤瓶,布氏漏斗,注射器,试管。

表征部分:红外光谱仪、DSC、粘度仪实验步骤:1试剂的预处理取苯乙烯50mL于250mL分液漏斗,用5%NaOH洗至水层变为无色,再用水洗至pH约为7,得到淡黄色液体。

向所得液体中加入无水氯化钙,于100mL锥形瓶中保存。

2苯乙烯的阴离子聚合取干燥试管一支,配上单孔橡皮塞和短玻璃管及一段橡皮管,接上无水无氧干燥系统,以油泵抽真空,通氮气,反复三次。

持续通入氮气作为保护气,由注射器从橡皮管依次且连续注入4mL无水环己烷、1.5mL干燥苯乙烯和0.8mL正丁基锂溶液。

放置10分钟后,以注射器从橡皮管注射加入甲醇。

3 正丁基锂的制备在氮气保护下,在5000ml的三口瓶中加入3L正己烷(或60-90℃石油醚),将140g(20mol)金属锂片用正己烷(或60-90℃石油醚)洗涤干净,戴上一次性手套,将金属锂片快速撕成小片,加入到5000ml的三口瓶中,装上机械搅拌,冰盐浴冷却至0度左右(注意温度别太低,否则引发比较慢),往其中滴加925g(10mol)氯丁烷,控温在15度以下(注意反应引发后为紫灰色,开始时应该滴加较慢,反应放热比较厉害,特别注意别冲料),加完后,冰盐浴控温15度以下继续搅拌2小时,然后撤去冰盐浴,室温搅拌1小时,然后改为回流装置,逐渐升温回流4-5小时,冷却至室温,静置沉降过夜,上清液为丁基锂溶液,用氮气压至储存瓶中,残渣加入2L溶剂搅拌,沉降过夜,上清液合并到丁基锂溶液中备用。

4 在苯乙烯的阴离子聚合中正丁基锂溶液加入时,局部立即变为橙红色(基本透明),将试管中溶液摇匀,溶液均变为橙红色(快速出现浑浊)。

刚刚摇匀后,试管底部有少量深红色物质,且与上层溶液分层。

放置10分钟后,试管中溶液明显放热,底部有1cm左右高的不明红色分层,上部溶液呈橙红色浑浊。

以注射器从橡皮管注射加入甲醇后,上部溶液颜色立即消失,呈乳白色浑浊,沉淀出白色固体;下层分层呈红色没有变化。

最后弃去溶液,发现下层红色分层为橡胶状固化物,有些许弹性。

正丁基锂以离子对的形式引发苯乙烯的聚合。

阴离子聚合快引发,慢增长,无终止,无转移。

5 阴离子聚合因为聚苯乙烯沉积,下层底部固体无法接触甲醇,故不褪色。

反应装置图聚合物表征:粘度法测相对分子量:高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作η,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η三者之和。

在相同温度下,通常η>η,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作ηsp,即(1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作ηr,即(2)ηr反映的也是溶液的粘度行为,而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp /c称为比浓粘度,而lnηr/c则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可以忽略,此时有关系式(3)[η]称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr 和ηsp均是无因次量,所以他们的单位是浓度c单位的倒数。

在足够稀的高聚物溶液里,ηsp /c与C和lnηr/c与c之间分别符合下述经验关系式:(4)(5)上两式中κ和β分别称为Huggins和Kramer常数。

这是两直线方程,通过ηsp/c对c或lnηr/c对c作图,外推至C=0时所得截矩即为[η]。

显然,对于同一高聚物,由两线性方程作图外推所得截矩交于同一点,如图1。

图1:外推法求[η] 图2:乌氏粘度计高聚物溶液的特性粘度[η]与高聚物摩尔质量之间的关系,通常用带有两个参数的Mark —Houwink 经验方程式来表示:(6)式中是粘均相对分子量,K 为比例常数,α是与分子形状有关的经验参数。

K 和α的值与温度、高聚物及溶剂的性质有关,也和分子量大小有关。

K 值受温度影响较明显,α值主要取决于高分子线团在某温度下,某溶剂中舒展的程度。

K 与α可通过一些绝对实验方法(如膜渗透压法、光散射法等)确定。

本实验采用毛细管法测定粘度,通过测定一定体积的液体流经一定长度和半径的毛细管所需时间而获得。

本实验使用的乌氏粘度计如图所示。

当液体在重力作用下流经毛细管时,其遵守Poiseuille 定律:lt V m lV t hgr ππρη884-= (7)式中η(kg ·m -1·s -1)为液体的粘度;ρ为液体的密度;l 是毛细管长度;r 是毛细管半径;t 是流出时间;h 是流经毛细管液体的平均液柱高度;g为重力加速度;V 是流经毛细管的液体体积;m 是与仪器的几何形状有关的常数,在1<<l r 时,可取m=1。

对某一支指定的粘度计而言,许多参数是一定的,令lV hgr 84πα=,l Vm πβ8=,则(7)式可改写为 t t βαρη-= (8) 式中1<β,当s t 100>时,等式右边第二项可以忽略。

通常是在稀溶液中测定,溶液的密度ρ与溶剂密度0ρ近似相等。

这样,通过测定溶液和溶剂的流出时间t 和t 0,就可求算r η: 00t t r ==ηηη (9)所以只需测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到ηr 。

红外光谱法确定丙烯酸共聚酯的分子结够:红外光 谱 特 征 峰 在 2500 —3600cm - 1之 间 , 这 是 代 表 COO H 中 缔 合 O H 的 特 征 与 2800 —3000cm - 1 的烷基特征峰形成山峰形状 。

1700cm - 1 是 COO H 中 C = O 峰 , 1240 —12 60cm - 1 ,1160 —1180cm - 1 这一对峰是 C —O 反对称和对称伸展振动特征峰 。

两者区别是甲基丙烯酸还丙烯酸的聚合物就在于这对峰 。

前者两峰明显分开 ,且 1170cm - 1 峰的强度大于 1250cm - 1 。

或者该两峰连在一起 ,两峰强度几乎相等 ,形成 1160cm - 1到 1260cm - 1 一个宽峰 。

丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯型的聚合物 丙烯酸酯聚合物及甲基丙烯酸酯型的聚合物红外光谱特征有相同的地方即都有羰基 C = O1730cm - 1的强峰及 1250cm - 1,1170cm - 1 处分别是 C —O ) 的反对称和对称伸展振动的特征峰 ,且 1170cm- 1峰大于 1250cm- 1的峰。

两者的明显区别是甲基丙烯酸的酯在 1170cm- 1 处分裂成 1160cm- 1和 1180cm- 1两个峰 ,而 1250cm- 1 处峰也分裂成 1240cm- 1 和 1260cm- 1个峰。

这样 ,甲基丙烯酸酯聚合物在1170cm- 1和 1250cm- 1处分别出现两个双峰。

DSC分析聚合物测定Tg :差热分析(Differential Thermal Analysis)是在温度程序控制下测量试样与参比物之间的温度差随温度变化的一种技术,简称DTA。

在DTA基础上发展起来的是差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry),简称DSC。

差示扫描量热法是在温度程序控制下,测量试样与参比物在单位时间内能量差随温度变化的一种技术。

DTA,DSC在高分子方面的应用特别广泛,试样在受热或冷却过程中,由于发生物理变化或化学变化而产生热效应,在差热曲线上就会出现吸热或放热峰。

试样发生力学状态变化时(例如由玻璃态转变为高弹态),虽无吸热或放热现象,但比热有突变,表现在差热曲线上是基线的突然变动。

试样内部这些热效应均可用DTA,DSC进行检测,发生的热效应大致可归纳为:①吸热反应:如结晶、蒸发、升华、化学吸附、脱结晶水、二次相变(如高聚物的玻璃化转变)、气态还原等。

②放热反应:如气体吸附、氧化降解、气态氧化(燃烧)、爆炸、再结晶等。

③可能发生的放热或吸热反应:结晶形态的转变、化学分解、氧化还原反应、固态反应等。

DTA、DSC在高分子方面的主要用途是:一是研究聚合物的相转变过程,测定结晶温度T f、熔点T m、结晶度X c、等温结晶动力学参数;二是测定玻璃化转变温度T g;三是研究聚合、固化、交联、氧化、分解等反应,测定反应温度或反应温区、反应热、反应动力学参数等。

结论:通过进行苯乙烯单体的阴离子聚合实验,加深了对阴离子聚合反应的低重现性,无终止反应特点的认识;对聚合物形态与分子量之间的关系有了初步的了解。

将所得物质做红外分析测量分子基团,做DSC测量TG,通过粘度仪测量分子量。

来表征所得聚合物的各项指标。

相关文档
最新文档