实验四 苯乙烯与二乙烯苯的悬浮共聚合
高分子化学实验 苯乙烯的悬浮聚合
实验名称苯乙烯的悬浮聚合2013级高分子2班覃秋桦 1314171027林夏洁 1314171014一、实验目的1. 了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。
2. 了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。
3. 通过实验，了解苯乙烯单体在聚合反应上的特性。
二、实验原理悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。
根据聚合物在单体中溶解与否，可得透明状聚合物或不透明不规整的颗粒状聚合物。
像苯乙烯、甲基丙烯酸酯，其悬浮聚合物多是透明珠状物，故又称珠状聚合；而聚氯乙烯因不溶于其单体中，故为不透明、不规整的乳白色小颗粒(称为颗粒状聚合)。
悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。
由于单体以小液滴形式分散在水中，散热表面积大，水的比热大，因而解决了散热问题，保证了反应温度的均一性，有利于反应的控制。
悬浮聚合的另一优点是由于采用悬浮稳定剂，所以最后得到易分离、易清洗、纯度高的颗粒状聚合产物，便于直接成型加工。
可作为悬浮剂的有两类物质:一类是可以溶于水的高分子化合物，如聚乙烯醇、明胶、聚甲基丙烯酸钠等。
另一类是不溶于水的无机盐粉末，如硅藻土、钙镁的碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等。
悬浮剂的性能和用量对聚合物颗粒大小和分布有很大影响。
一般来讲，悬浮剂用量越大，所得聚合物颗粒越细，如果悬浮剂为水溶性高分子化合物，悬浮剂相对分子质量越小，所得的树脂颗粒就越大，因此悬浮剂相对分子质量的不均一会造成树脂颗粒分布变宽。
如果是固体悬浮剂，用量一定时，悬浮剂粒度越细，所得树脂的粒度也越小，因此，悬浮剂粒度的不均匀也会导致树脂颗粒大小的不均匀。
为了得到颗粒度合格的珠状聚合物，除加入悬浮剂外，严格控制搅拌速度是一个相当关键的问题。
随着聚合转化率的增加，小液滴变得很粘，如果搅拌速度太慢，则珠状不规则，且颗粒易发生粘结现象。
苯乙烯悬浮聚合及性能
苯乙烯悬浮聚合及性能一、实验目的1.学习悬浮聚合的实验方法，了解悬浮聚合的配方及各组分的作用。
2.了解控制粒径的成珠条件及不同类型悬浮剂的分散机理。
二、实验原理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。
悬浮聚合是将单体以微珠形式分散于介质中进行的聚合。
从动力学的观点来看，悬浮聚合与本体聚合完全一样，每一个微珠相当于一个小的本体。
悬浮聚合克服了本体聚合中散热困难的问题，但因珠粒表面附有分散剂，使纯度降低。
当微珠聚合到一定程度时，珠子内粒度迅速增大，珠与珠之间很容易碰撞粘结，不易成珠子，甚至粘成一团，为此必须加入适量分散剂，选择适当的搅拌器和搅拌速率。
由于分散剂的作用机理不同，在选择分散剂的种类和确定分散剂用量时，要随聚合物种类和颗粒要求而决定，如颗粒大小、形状、树脂的透明性和成膜性能等。
同时也要注意合适的搅拌强度的转速，水与单体比等。
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。
苯乙烯（ST）通过聚合反应生成聚苯乙烯（PS），反应式如下：通常的聚苯乙烯为非晶太无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0-70℃，胆脆，低温易开裂。
此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。
全同聚合物有高度结晶性，聚苯乙烯材料包括普通聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯（EPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。
普通聚苯乙烯树脂属于无定型高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高、性脆等。
其制品具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等；不足之处在于性脆，抗冲击性能的低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。
苯乙烯-二乙烯苯-甲基丙烯酸聚合物微球的制备及其固相萃取性能
苯乙烯-二乙烯苯-甲基丙烯酸聚合物微球的制备及其固相萃取性能申书昌;马柏凤;徐雅雯【摘要】以苯乙烯、二乙烯苯和甲基丙烯酸为原料,聚乙烯醇为分散剂,过氧化苯甲酰为引发剂,采用悬浮聚合法制备了具有亲脂和弱阳离子交换性能的球形固相萃取填料,并确定了最佳的聚合反应条件.采用红外光谱和扫描电子显微镜表征了聚合物结构和微球的形貌,通过氮气吸附法测定了填料的比表面积和孔径分布.以氰草津、西玛津、阿特拉津和特丁津4种三嗪类除草剂为目标化合物,通过固相萃取-液相色谱联用技术,考察了样品溶液的酸度、过柱流量及洗脱剂的体积对萃取回收率的影响,确定了最佳固相萃取条件.测定了制备的固相萃取填料的吸附容量和小柱的穿透体积.氰草津、西玛津、阿特拉津和特丁津的检出限分别为0.26,0.63,0.42,0.31 μg·L-1.【期刊名称】《理化检验-化学分册》【年(卷),期】2016(052)003【总页数】7页(P259-265)【关键词】苯乙烯-二乙烯苯-甲基丙烯酸聚合物微球;固相萃取;高效液相色谱法;三嗪除草剂【作者】申书昌;马柏凤;徐雅雯【作者单位】齐齐哈尔大学分析测试中心,齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学分析测试中心,齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学分析测试中心,齐齐哈尔 161006【正文语种】中文【中图分类】O657.7固相萃取（SPE）是由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来的一种样品预处理技术［1-2］，主要用于液体样品中组分的分离、纯化和浓缩，是一种可靠性高和实用的现代分离技术［3-5］。
固相萃取填料的性质决定了其应用价值，新型填料的开发与应用已成为固相萃取技术的重要研究课题［6-10］。
由于高分子聚合物类固相萃取填料与硅胶类固相萃取填料相比具有更多的优点，发展前景也更可观［11-14］。
目前，商品化的高分子聚合物类固相萃取填料主要是以聚苯乙烯／二乙烯苯为基质的未经改性的非极性吸附材料和通过某种官能团改性后的吸附材料。
【报告】苯乙烯和二乙烯基苯共聚实验报告
【关键字】报告苯乙烯和二乙烯基苯共聚实验报告篇一：苯乙烯与二乙烯基苯的悬浮共聚苯乙烯与二乙烯基苯的悬浮共聚一、实验原理悬浮聚合是制备高分子合成树脂的重要方法之一，在悬浮聚合中，单体受到强烈的搅拌分散作用以小液滴的形式悬浮在聚合介质中聚合。
每—个悬浮的单体小液滴实际上相当于本质聚合的小单元。
这个小液滴在聚合介质的直接包围之中，所以聚合热可以及时而有效地排出，同时聚合速率较快，分子量也较高。
悬浮聚合的分散体系是一种不稳定体系，在液体界面张力作用下，单体液滴之间有相互凝聚的倾向，同时当转化率达20％~30％以后，在单体液滴内部巳溶胀一部分高聚物，从而使液滴变粘，这时液滴之间的碰撞会造成粘结现象(粘块、粘条)，使聚合失败。
所以为了保证悬浮聚合的成功，必须向体系中加入明胶，聚乙烯醇、羟甲基纤维素等—些有机高分子作为分散剂。
这时，分散剂可以降低液体的界面张力，使单体液滴的分散程度更高；也可以增加聚合介质的粘度，从而阻碍单体液滴之间的碰撞粘结；同时它们还可以在单体的液滴表面形成保护膜防止液滴的凝聚。
有些悬浮聚合为了达到更好的防止粘结的效果，还要加入Ca、Mg的碳酸盐、磷酸盐，这些物质是不溶于水的极细小的无机粉末，它们可以吸附在单体液滴表面起机械阻隔作用，对防止粘结有特殊的结果。
本实验采用悬浮聚合法制取苯乙烯和二乙烯苯的交联聚合物，该交联共聚物小球，经磺化或氯甲基化等高分子基因反应，可以制得离子交换树脂，共聚小球颗粒大小受各种反应条件的影响，尤以搅拌强度和分散剂种类、用量的影响最大，分散剂用量大，搅拌强度高都会使颗粒变小。
（2%）（后换成5%PVA），二乙烯基苯（工业级）三、实验步骤：1．装好实验装置，应注意搅拌与装置的配合，搅拌不得摩擦瓶口，碰击瓶壁，也不能太低。
搅拌的好坏是实验成败的关键之一。
2．将浓度为2％的聚苯乙烯—alt—顺丁烯二酸钠盐溶液7g(约7mL)，水ll0mL加入四口烧瓶中，搅拌并加热，当温度达70 oC时，停止加热，通N2 5分钟，再将溶有0.35~0.40g 过氧化苯甲酰(分析天平称取)的苯乙烯35g及二乙烯苯7mL缓缓加入烧瓶中，调节搅拌速度，继续通N2 5分钟后，加热至90 oC。
苯乙烯的悬浮聚合实验报告
苯乙烯的悬浮聚合实验报告一、实验目的1、了解悬浮聚合的基本原理和特点。
2、掌握苯乙烯悬浮聚合的实验操作方法。
3、学会通过实验观察和分析，探讨影响聚合反应的因素。
二、实验原理悬浮聚合是将单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合反应。
在悬浮聚合中，单体不溶于水，借助搅拌的作用，在分散剂的存在下，分散成小液滴，并在油溶性引发剂的作用下进行聚合反应。
反应结束后，经过分离、干燥等处理，得到粉状或粒状的聚合物产品。
苯乙烯在过氧化二苯甲酰（BPO）引发剂的作用下，发生自由基聚合反应。
反应式如下：｀｀｀nCH2=CH(C6H5) → CH2-CH(C6H5)n｀｀｀三、实验药品与仪器1、实验药品苯乙烯：化学纯过氧化二苯甲酰（BPO）：分析纯聚乙烯醇（PVA）：化学纯去离子水2、实验仪器电动搅拌器恒温水浴锅三口烧瓶回流冷凝管温度计布氏漏斗抽滤瓶表面皿四、实验步骤1、安装实验装置在三口烧瓶上分别安装电动搅拌器、回流冷凝管和温度计。
2、配制水相在烧杯中加入 100ml 去离子水和 05g 聚乙烯醇（PVA），加热搅拌使其完全溶解，冷却至室温备用。
3、配制油相在小烧杯中称取 20g 苯乙烯和 02g BPO，搅拌均匀。
4、聚合反应将配制好的水相加入三口烧瓶中，开动搅拌器，转速控制在 200-300r/min。
然后将油相用滴管逐滴加入三口烧瓶中，形成小液滴。
调节搅拌速度，使液滴分散均匀。
将三口烧瓶放入恒温水浴锅中，升温至80-85℃，反应 2-3 小时。
5、产物处理反应结束后，将产物冷却至室温，用布氏漏斗过滤，并用去离子水洗涤产物多次，以除去未反应的单体和分散剂。
将过滤得到的产物放在表面皿中，放入烘箱中，在 50℃下干燥至恒重。
五、实验现象及分析在实验过程中，观察到以下现象：1、油相滴入水相后，形成了乳白色的悬浮液，液滴大小较为均匀。
这是由于搅拌作用和分散剂的存在，使苯乙烯单体能够较好地分散在水相中。
2、随着反应的进行，悬浮液的颜色逐渐变深，由乳白色变为浅黄色。
实验_苯乙烯悬浮聚合
实验_苯⼄烯悬浮聚合实验⼆:苯⼄烯的悬浮聚合⼀、实验⽬的1．通过对苯⼄烯单体的悬浮聚合实验，了解⾃由基悬浮聚合的⽅法和配⽅中各组分的作⽤；2．学习悬浮聚合的操作⽅法；3．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、搅拌形式与搅拌速度对悬浮聚合的重要性。
⼆、实验原理悬浮聚合是由烯类单体制备⾼聚物的重要⽅法，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，故⼜称珠状聚合，产品不经造粒可直接加⼯成型。
悬浮聚合得到珠状的聚合物颗粒，常常作为离⼦交换树脂和⾼分⼦试剂、⾼分⼦催化剂的载体。
苯⼄烯是⼀种⽐较活泼的单体，容易进⾏聚合反应。
苯⼄烯在⽔中的溶解度很⼩，将其倒⼊⽔中，体系分成两层，进⾏搅拌时，在剪切⼒作⽤下单体层分散成液滴，界⾯张⼒使液滴保持球形，⽽且界⾯张⼒越⼤形成的液滴越⼤，因此在作⽤⽅向相反的搅拌剪切⼒和界⾯张⼒作⽤下液滴达到⼀定的⼤⼩和分布。
⽽这种液滴在热⼒学上是不稳定的，当搅拌停⽌后，液滴将凝聚变⼤，最后与⽔分层，同时聚合到⼀定程度以后的液滴中溶有的发粘聚合物亦可使液滴相粘结。
因此，悬浮聚合体系还需加⼊分散剂。
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（通常为⽔）中，单体以⼩液滴的形式进⾏本体聚合，在每⼀个⼩液滴内，单体的聚合过程与本体聚合相似，遵循⾃由基聚合⼀般机理，具有与本体聚合相同的动⼒学过程。
由于单体在体系中被搅拌和悬浮剂作⽤，被分散成细⼩液滴，因此悬浮聚合⼜有其独到之处，即散热⾯积⼤，防⽌了在本体聚合中出现的不易散热的问题。
由于分散剂的采⽤，最后的产物经分离纯化后可得到纯度较⾼的颗粒状聚合物。
悬浮聚合主要组分有四种：单体，分散介质（⽔），悬浮剂，引发剂。
1．单体:单体不溶于⽔，如：苯⼄烯（styrene），醋酸⼄烯酯（vinyl acetate），甲基丙烯酸酯（methyl methacrylate ）等。
实验_苯乙烯悬浮聚合
实验二:苯乙烯的悬浮聚合一、实验目的1．通过对苯乙烯单体的悬浮聚合实验，了解自由基悬浮聚合的方法和配方中各组分的作用；2．学习悬浮聚合的操作方法；3．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、搅拌形式与搅拌速度对悬浮聚合的重要性。
二、实验原理悬浮聚合是由烯类单体制备高聚物的重要方法，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，故又称珠状聚合，产品不经造粒可直接加工成型。
悬浮聚合得到珠状的聚合物颗粒，常常作为离子交换树脂和高分子试剂、高分子催化剂的载体。
苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。
苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下液滴达到一定的大小和分布。
而这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后与水分层，同时聚合到一定程度以后的液滴中溶有的发粘聚合物亦可使液滴相粘结。
因此，悬浮聚合体系还需加入分散剂。
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（通常为水）中，单体以小液滴的形式进行本体聚合，在每一个小液滴内，单体的聚合过程与本体聚合相似，遵循自由基聚合一般机理，具有与本体聚合相同的动力学过程。
由于单体在体系中被搅拌和悬浮剂作用，被分散成细小液滴，因此悬浮聚合又有其独到之处，即散热面积大，防止了在本体聚合中出现的不易散热的问题。
由于分散剂的采用，最后的产物经分离纯化后可得到纯度较高的颗粒状聚合物。
悬浮聚合主要组分有四种：单体，分散介质（水），悬浮剂，引发剂。
1．单体:单体不溶于水，如：苯乙烯（styrene），醋酸乙烯酯（vinyl acetate），甲基丙烯酸酯（methyl methacrylate ）等。
苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备
苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合及离子交换树脂的制备悬浮聚合是一种聚合反应方法，通过将单体分散在连续相中，形成微小悬浮液滴，使单体在悬浮液滴中聚合成聚合物颗粒。
苯乙烯和二乙烯苯是两种常用的单体，可以通过悬浮聚合方法制备聚苯乙烯和聚二乙烯苯。
离子交换树脂是一种具有离子交换性能的高分子材料，可以通过聚合反应和交联反应制备得到。
1.悬浮聚合制备聚苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的反应过程如下：（1）将苯乙烯单体和溶剂加入反应釜中，并加入表面活性剂或乳化剂，使得苯乙烯形成微小悬浮液滴。
（2）加入引发剂并进行聚合反应。
引发剂可以是过硫酸铵等，需要提供足够的温度和搅拌条件来加速反应。
（3）控制聚合反应的时间，待聚合物颗粒形成后，停止反应。
（4）通过离心或过滤等方法，将聚合物颗粒分离出来并溶剂去除。
（5）对聚合物颗粒进行干燥或烘焙，最后得到聚苯乙烯产品。
2.悬浮聚合制备聚二乙烯苯悬浮聚合制备聚二乙烯苯的反应过程和制备聚苯乙烯的过程类似，具体步骤如下：（1）将二乙烯苯单体和溶剂加入反应釜中，并加入表面活性剂或乳化剂。
（2）加入引发剂并进行聚合反应，控制反应温度和时间，促使单体在悬浮液滴中进行聚合反应。
（3）停止聚合反应并分离出聚合物颗粒。
（4）溶剂的去除和聚合物的干燥，最终得到聚二乙烯苯产品。
离子交换树脂的制备方法较为多样，常用的方法包括聚合反应和交联反应。
具体过程如下：（1）选择合适的单体和交联剂。
单体可以选择含有离子交换基团的单体，如含有胺基、羧基等的单体。
交联剂可以选择双官能团的化合物，如二乙二醇二甲基丙烯酸酯等。
（2）将单体和交联剂混合，并加入引发剂进行聚合反应。
（3）调节反应条件，如温度、时间等，促使单体聚合形成高分子聚合物。
（4）通过适当的处理方法，如水解、交联等，得到具有离子交换性能的聚合物颗粒。
（5）对于固态离子交换树脂，需要将其颗粒进行干燥或烘焙。
总结：悬浮聚合方法可以用于制备聚苯乙烯和聚二乙烯苯等高分子聚合物。
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实验四苯乙烯与二乙烯苯的悬浮共聚合
一、实验目的
学习悬浮聚合原理和实验方法
二、实验原理
悬浮聚合是依靠激烈的机械搅拌使含有引发剂的单体分散到与单体互不相溶的介质中进行的。
由于绝大多数单体只微溶于水或几乎不溶于水，悬浮聚合通常都以水为介质。
悬浮聚合中，单体以小油珠的形式分散在介质中。
每个小油珠都是一个微型聚合场所，油珠周围的介质连续相则是这些微型反应器的传热导体，因此悬浮聚合体系的温度是较容易控制的。
在聚合过程中，必须维持不断的搅拌，调整好搅拌速度是制备粒度均匀的珠状聚合物的关键，同时为避免珠粒和珠粒相碰凝聚在一起，常在介质中加入分散剂（或称悬浮剂）如明胶、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、硫酸钡、磷酸钡、钛白粉等。
本实验是在引发剂存在下，用悬浮聚合方法进行的苯乙烯和二乙烯苯的共聚合反应，得到产物为小珠粒，可用为苯乙烯阳（阴）离子交换树脂的母体（称为白珠）。
其中二乙烯苯起着交联作用，使聚合物具有网状结构。
一般将二乙烯苯所占单体混合物的重量百分数称为交联度。
其反应式如下：
三、实验仪器与药品
1. 实验仪器：搅拌电机、加热套、250mL三口瓶、回流冷凝器、温度计（0~100℃）、烧杯、抽滤瓶、布氏漏斗、表面皿、吸管、100mL量筒、5mL量筒、水泵
2. 实验药品：苯乙烯（除去阻聚剂）20mL、二乙烯苯3mL、过氧化二苯甲酰（BPO）0.3g、明胶0.5g、去离子水100mL、次甲基蓝水溶液或硫代硫酸钠（0.5%）3-5滴
图4.1 实验装置
四、实验步骤
1. 按图4-1安装仪器，检查搅拌器运转是否正常。
2. 经检查后，在三口瓶中加入0.5g明胶，100mL去离子水，开动搅拌，升温至50℃左右，使明胶溶解后，加入3-5滴次甲基蓝水溶液，取20mL苯乙烯于烧杯中，加入3mL二乙烯苯和0.3g过氧化二苯甲酰引发剂，搅拌溶解后倒入反应瓶中。
控制搅拌速度，使分散的单体液滴呈适当大小，稳定搅拌速度，升温至70℃左右反应1小时，之后再升温至95℃继续反应2小时左右。
3. 反应到生成的球体彼此不粘粘，而又比较硬时，停止反应，（可用吸管吸取一点球体，放入盛水的烧杯中，观察球体并用手指捏一下，手感硬了即可）。
4. 反应结束后，倒出反应产物，去掉上层液体，再用热水洗涤数次，然后过滤，干燥，称重。
（50℃下烘干或晾干）
思考题
1. 分析各组分在悬浮共聚合反应中的作用，有无替代物？
2. 与本体、溶液、乳液聚合相比，悬浮聚合有何特点？
3. 哪些是影响聚合产物颗粒大小的主要因素？为什么？。