实验 六 丙烯酸水溶液聚合(Rev)

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聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能的测定

聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能的测定

综合实验报告题目:聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能的测定A1组聚丙烯酸水凝胶的合成及基本性能测定摘要:交联聚丙烯酸系高分子合成时,先用氢氧化钠碱溶液使丙烯酸部分中和。

再加入引发剂,得到反应液。

并测定吸水率、溶解度等性能,关键词:交联聚丙烯酸系高分子;吸水效率;高吸水性;水凝胶1.前言1.1实验目的通过交联丙烯酸钠高吸水性的合成,掌握其合成方法。

根据对其性能测试,了解影响高吸水树脂的性能因素。

1.2实验原理水凝胶是一种高分子网络体系,性质柔软,能保持一定的形状,能吸收大量的水。

凡是水溶性或亲水性的高分子,通过一定的化学交联或物理交联,都可以形成水凝胶。

交联聚丙烯酸系高分子的合成主要以丙烯酸或丙烯酸酯为单体进行聚合,后者还需在聚合后进行水解,也可以上述单体与丙烯酰胺,丙烯酸酯或醋酸乙烯酯等非离子性单体进行共聚,以调节网络中的亲水和疏水部分。

本实验采用溶液聚合法,通过较高浓度的部分中和的丙烯酸钠自交联.用氧化还原引发剂,合成具有一定交联度的聚丙烯酸钠。

中和度一般控制在50-90%,PH3-9。

单体浓度则必须高于40%,否则无法完成交联;但过高会引起散热问题,易于爆聚。

反映温度过低,难于发生自交联,严重影响性能;而过高则聚合物分子量低且分布宽;一般控制于80-250℃。

1.3性能指标高吸水树脂的性能主要表现在:⑴吸水率及吸水速度;⑵保水性;⑶稳定性;⑷机械强度;⑸增粘性;⑹安全性吸水率是高吸水性树脂的最基本性能指标,即单位重量树脂的饱和吸水量。

除取决于吸水树脂的组成,结构,形态,分子量及交联度外,还受到被吸液体的组成,性质等不同程度的影响,特别是液体中的电解质盐类及PH值的影响很大。

溶液中含有无机盐,或酸(碱)性较强,都使吸水能力显著降低。

因此对于含盐的血液,尿液等的吸水率都比吸纯水率降低。

因为血,尿等含盐类0.9%,故高吸水树脂对0.9%-1%的生理盐水的吸收能力基本可反映对血液及尿的吸收能力,也成为一个重要吸收性能指标。

溶液聚合法制备高岭土高吸水树脂

溶液聚合法制备高岭土高吸水树脂

第26卷第6期20l O年12月阿"弘方净7j i l,学亦(自然科学版)Jour na l of H ebe i N or t h U n i ver s i t y(N a t ur al Sci ence E d i t i on)V01.26N O.6D ec.20l O 溶液聚合法制备高岭土高吸水树脂吕爱敏,孙喜龙,侯占忠,高贵军(河北北方学院应用化学研究所,河北张家口075000)摘要:实验采用水溶液聚合法制备了一种吸水速度快、吸水倍率高的高吸水树脂.以丙烯酸(A A)、丙烯酰胺(A M)为原料,以N,N’一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵,亚硫酸氢钠为引发剂,添加高岭土在60℃下反应以确定最佳条件.吸水率高达819g/g.关键词:高岭士高吸水树脂;丙烯酸;交联剂;引发剂;吸水率中图分类号:T Q325.7文献标识码:A文章编号:1673—1492(2010)06—0036—04P r epar at i on of K aol i n Super W at er-abs or bent R e si n w i t hSol ut i on Pol ym e r i z at i onLV A i-m i n,SU N X i-l ong,H O U Z han-zhong,G A O G ui-j un(I ns t i t ut e of A ppl i ed C hem i s t r y,H e b e i N or t h U ni ver si t y,Z hangj i a kou075000,H e be i,C hi na)A b st r a ct:U si n g s o l ut i o n pol ym er i z at i on,a s upe r w at er—abs or b ent r es i n w i t h hi gh s uct i on s peed and w at er absor benc y w as pr epar e d.B y us i ng t he ac ryl i c aci d and acr yl am i de as r aw m at er i al s,N,N。

丙烯酸实验报告

丙烯酸实验报告
5. 红外光谱表征:将干燥后的聚合物与KBr混合研磨,制成薄片,进行红外光谱分析。
五、实验结果与分析
1. 聚合反应的影响因素
(1)单体浓度:在实验条件下,随着单体浓度的增加,聚合反应速率逐渐增大,但单体浓度过高时,聚合反应速率趋于稳定;
(2)引发剂浓度:在实验条件下,随着引发剂浓度的增加,聚合反应速率逐渐增大,但引发剂浓度过高时,聚合反应速率反而下降;
一、实验目的
1. 掌握丙烯酸聚合反应的基本原理和操作方法;
2. 了解丙烯酸聚合反应的影响因素;
3. 学习使用红外光谱(IR)对聚合产物进行表征。
二、实验原理
丙烯酸是一种重要的有机合成原料,广泛应用于涂料、塑料、胶粘剂等领域。丙烯酸聚合反应是通过引发剂引发丙烯酸单体进行自由基聚合,生成聚丙烯酸。本实验采用自由基引发聚合方法,通过调节反应条件,探讨丙烯酸聚合反应的影响因素。
(2)C=C伸缩振动峰:约在1600 cm^-1处;
(3)C-H伸缩振动峰:约在2920 cm^-1和2850 cm^-1处;
(4)C-O伸缩振动峰:约在1100 cm^-1处。
以上特征峰表明,实验成功合成了聚丙烯酸。
六、实验结论
1. 本实验成功合成了聚丙烯酸,并对其进行了表征;
2. 通过实验,掌握了丙烯酸聚合反应的基本原理和操作方法;
3. 了解了丙烯酸聚合反应的影响因素,为实际生产提供了理论依据。
七、实验注意事项
1. 实验过程中,应严格遵循实验操作规程,确保实验安全;
2. 实验过程中,注意反应温度、时间等条件的控制,避免聚合物分子量过低或过高;
3. 实验结束后,及时清洗实验器材,避免交叉污染。
三、实验材料与仪器
1. 实验材料:丙烯酸(AR)、过氧化苯甲酰(BPO)、无水乙醇、蒸馏水、丙酮、石油醚、KBr等;

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合1. 引言丙烯酸是一种重要的合成材料,其聚合反应在工业生产中具有广泛应用。

本文将深入探讨丙烯酸在水溶液中的聚合过程,包括聚合反应机理、影响聚合速率的因素以及聚合后的产物性质等。

2. 丙烯酸聚合反应机理丙烯酸聚合是一种以丙烯酸为单体,在催化剂的存在下,在水溶液中进行的聚合反应。

该反应主要分为三个阶段:引发阶段、传递阶段和终止阶段。

2.1 引发阶段聚合反应的引发阶段是由引发剂引发的。

常用的引发剂包括过氧化钙、过氧化氢等。

引发剂在反应中产生自由基,促使丙烯酸单体发生自由基聚合反应。

引发剂的选择和使用量对聚合反应影响较大。

2.2 传递阶段传递阶段是聚合反应的核心阶段,也是丙烯酸单体分子之间的相互作用阶段。

在水溶液中,丙烯酸单体会与催化剂反应生成活性中心,然后与邻近的丙烯酸单体发生加成反应。

这种加成反应会引发链的延长,使聚合反应不断进行。

2.3 终止阶段终止阶段是聚合反应的最后阶段,也是反应链的终止阶段。

终止可以通过多种方式进行,例如两个自由基相互结合、自由基与抗氧化剂反应等。

终止反应会导致聚合链的终止,从而结束聚合反应。

3. 影响聚合速率的因素丙烯酸在水溶液中的聚合速率受多种因素影响,下面将列举几个重要的因素:3.1 温度温度是影响聚合速率的关键因素之一。

在一定范围内,温度升高通常会加快聚合反应的进行,因为温度的升高可以提高分子的平均动能,促进反应发生。

3.2 催化剂催化剂可以显著提高聚合反应的速率。

常用的催化剂包括过硫酸铵、过氧化氢等。

催化剂通过提供活性中心,加速聚合反应的进行。

3.3 丙烯酸浓度丙烯酸浓度对聚合速率也有一定的影响。

当丙烯酸浓度较高时,丙烯酸单体之间的碰撞频率增加,有利于聚合反应的进行。

3.4 溶剂溶剂对聚合速率的影响较为复杂。

一般来说,选择合适的溶剂可以提供反应所需要的条件,促进聚合反应的进行。

4. 聚合后的产物性质丙烯酸在水溶液中聚合之后,会形成聚丙烯酸。

聚丙烯酸是一种高分子聚合物,具有很高的水溶性和吸水性。

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合
聚合是一种将单体分子通过化学反应连接成高分子的过程。

在化学领域中,聚合是一种非常重要的反应,因为它可以制造出各种各样的高分子材料,如塑料、橡胶、纤维等。

而丙烯酸在水溶液中的聚合就是其中一种常见的聚合反应。

丙烯酸是一种无色透明的液体,具有刺激性气味。

它是一种单体分子,可以通过聚合反应连接成高分子。

在水溶液中,丙烯酸的聚合反应需要添加一种叫做过氧化氢的催化剂。

过氧化氢可以分解成自由基,这些自由基可以引发丙烯酸单体的聚合反应。

在聚合反应中,丙烯酸单体分子会不断地连接成长链状的高分子。

这些高分子可以形成一种类似于凝胶的物质,称为聚丙烯酸凝胶。

聚丙烯酸凝胶具有很强的吸水性,可以吸收大量的水分,因此被广泛应用于生物医学领域中,如制造隐形眼镜、人工关节等。

除了在生物医学领域中的应用,聚丙烯酸凝胶还可以用于水处理、油田开采等领域。

在水处理中,聚丙烯酸凝胶可以用于去除水中的杂质和污染物,提高水的质量。

在油田开采中,聚丙烯酸凝胶可以用于增加油井的产量,提高采油效率。

丙烯酸在水溶液中的聚合反应是一种非常重要的化学反应。

通过这种反应,可以制造出各种各样的高分子材料,如聚丙烯酸凝胶。

这些材料在生物医学、水处理、油田开采等领域中都有广泛的应用。

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合丙烯酸是一种常见的单体,它可以通过聚合反应形成聚丙烯酸。

聚丙烯酸是一种重要的高分子材料,具有广泛的应用领域。

本文将介绍丙烯酸在水溶液中的聚合过程及其特点。

一、丙烯酸的聚合反应丙烯酸的聚合反应可以通过自由基聚合或离子聚合两种方式进行。

其中,自由基聚合是最常用的方法。

自由基聚合是指通过自由基引发剂引发的聚合反应。

首先,在反应体系中加入适量的丙烯酸单体和引发剂。

引发剂在适当的条件下产生自由基,自由基与丙烯酸单体发生反应,形成聚合物链。

随着反应的进行,聚合物链逐渐增长,最终形成聚丙烯酸。

二、丙烯酸聚合反应的特点1. 温和条件:丙烯酸的聚合反应通常在室温下进行,无需高温或高压条件,能够保证反应的安全性和经济性。

2. 反应速度快:自由基聚合反应的反应速度较快,聚合物的形成速度较高。

3. 反应可控性好:通过调控引发剂的用量和反应条件,可以控制聚合反应的程度和聚合物的分子量。

4. 反应体系简单:丙烯酸聚合反应无需复杂的催化剂或溶剂,反应体系简单,操作方便。

5. 聚合物性能可调:通过改变聚合反应的条件和反应体系,可以得到具有不同性能的聚丙烯酸。

三、丙烯酸聚合在水溶液中的特点丙烯酸聚合反应可以在水溶液中进行,这是一种重要的聚合方式。

与有机溶剂相比,水溶液中的聚合具有以下特点:1. 环境友好:水是一种环境友好的溶剂,不会对环境造成污染,符合可持续发展的要求。

2. 反应条件温和:水溶液中的聚合反应通常在室温下进行,无需高温或高压条件,更加安全和经济。

3. 分散性好:丙烯酸在水中有较好的分散性,能够均匀分散在水溶液中,有利于聚合反应的进行。

4. 聚合物溶解度高:聚丙烯酸在水中具有良好的溶解性,溶液浓度可以较高,便于后续工艺的操作。

5. 水溶液中的聚合反应可以与其他反应体系结合,形成复合材料,拓展了聚合物的应用领域。

四、丙烯酸水溶液聚合的应用丙烯酸水溶液聚合得到的聚丙烯酸具有一系列的优良性能,被广泛应用于以下领域:1. 水凝胶材料:聚丙烯酸水凝胶具有优异的吸水性能和保水性能,被广泛应用于农业、医疗、化妆品等领域。

丙烯酸的沉淀聚合及聚丙烯酸分子量、溶液中粒径大小和分布表征.

丙烯酸的沉淀聚合及聚丙烯酸分子量、溶液中粒径大小和分布表征.

K=1
/实验原理/
体积排除色谱(Size Exclusion Chromatograph)
logM=A-BVR
间接法:用一系列已知分子量M的单分散的标准样品, 求得其各自的淋出体积VR,做出 校准曲线。根据样品 测得的保留体积VR ,获得未知样品分子量M。
/实验原理/
体积排除色谱(Size Exclusion Chromatograph)
n CH2 CH AIBN/Toluene ( CH2 CH )n COOH
COOH
沉淀聚合
单体丙烯酸的良 溶剂 聚丙烯酸的 不良溶剂
甲苯中聚合

分子量仍可达到数十万,满足使用要求。 甲苯与聚合物没有较强的相互作用,可以彻底 除尽,得到纯度好的聚丙烯酸产品。
/实验原理/
体积排除色谱(Size Exclusion Chromatograph)
/注意事项/
原料中丙烯酸单体具有腐蚀性;另外,甲苯易挥发并 具有 毒性,实验应在通风橱中进行,注意使用安全。 在合成中,注意反应自动加速效应的出现及处理法, 以保证实验平稳安全进行 。 在体积排除色谱及动态光散射实验中,必须做好溶 液除尘工作。
ATTENTION
/数据处理/
将聚丙烯酸产品称重,计算产率。 根据聚丙烯酸酸值测定的滴定结果,计算平均纯 度值及方差。 在体积排除色谱法测定分子量时,根据标准曲 线,推算聚丙烯酸样品的重均分子量Mw、数均 分子量Mn及分子量分布系数d。 通过数据处理软件,对采集到的数据进行评估 并选择合适的拟合方法,计算聚丙烯酸在水溶 液中的粒径及其分布。
/实验步骤/
丙烯酸的沉淀聚合
10g AA 100mL甲苯 通N25min AA摩尔数 2%的AIBN 通N215min

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合

丙烯酸在水溶液中的聚合丙烯酸是一种常见的单体,它可以通过聚合反应形成聚丙烯酸。

在水溶液中,丙烯酸的聚合反应可以通过两种方式进行:自由基聚合和离子聚合。

自由基聚合是一种常见的聚合方式,它需要自由基引发剂的存在。

在水溶液中,过氧化氢和铁离子等化合物可以作为自由基引发剂。

当自由基引发剂与丙烯酸单体在水溶液中混合时,自由基引发剂会引发丙烯酸单体的自由基聚合反应,从而形成聚丙烯酸。

离子聚合是另一种聚合方式,它需要离子引发剂的存在。

在水溶液中,过硫酸铵和过硫酸钾等化合物可以作为离子引发剂。

当离子引发剂与丙烯酸单体在水溶液中混合时,离子引发剂会引发丙烯酸单体的离子聚合反应,从而形成聚丙烯酸。

无论是自由基聚合还是离子聚合,聚合反应都需要一定的条件。

例如,聚合反应需要在一定的温度和pH值下进行,否则聚合反应的效果会受到影响。

此外,聚合反应还需要一定的时间,以便单体分子能够充分地聚合成聚合物。

聚丙烯酸在水溶液中具有一定的特性。

由于聚丙烯酸分子中含有大量的羧基官能团,因此聚丙烯酸分子在水溶液中呈现出一定的离子性。

当pH值低于4时,聚丙烯酸分子中的羧基官能团会失去一个质子,从而形成负离子。

此时,聚丙烯酸分子呈现出较强的水溶性和吸水性。

当pH值高于4时,聚丙烯酸分子中的羧基官能团会接受一个质子,从而形成中性分子。

此时,聚丙烯酸分子的水溶性和吸水性会降低。

总之,丙烯酸在水溶液中的聚合反应可以通过自由基聚合和离子聚合两种方式进行。

聚合反应需要一定的条件和时间,以便单体分子能够充分地聚合成聚合物。

聚丙烯酸在水溶液中具有一定的离子性,其水溶性和吸水性会随着pH值的变化而发生改变。

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丙烯酸水溶液聚合
指导老师:万学娟
一、实验目的
掌握聚丙烯酸的合成。

二、实验原理
高相对分子质量的聚丙烯酸 (相对分子质量在几万或几十万以上) 多用于皮革工业、造纸工业等方面。

低相对分子质量的聚丙烯酸(相对分子质量都在一万以下)作为阻垢用,是水质稳定剂的主要原料之一。

聚丙烯酸相对分子质量的大小对阻垢效果有极大影响,从各项试验表明,低相对分子质量的聚丙烯酸阻垢作用显著,而高相对分子质量的聚丙烯酸丧失阻垢作用。

丙烯酸单体极易聚合,可以通过本体、溶液、乳液和悬浮等聚后方法得到聚丙烯酸。

它符合一般的自由基聚合反应规律,实验可通过控制引发剂用量和应用调聚剂异丙醇来调节聚丙烯酸分子量大小。

三、实验仪器和试剂
三口瓶,回流冷凝管,电动搅拌器,恒温水浴,温度计,滴液漏斗。

丙烯酸,过硫酸铵。

四、实验步骤
1.聚丙烯酸的合成
在装有搅拌器、回流冷凝管、和温度计的250mL 三口瓶中,加入 140mL 蒸馏水和5ml 丙烯酸单体,开动搅拌器;加热使水浴温度达到70℃,将1g 过硫酸铵溶于10ml 水中,加入反应瓶内;将温度升至80℃继续回流1h ,反应结束。

2.固含量测定
在已经称好的锡纸中加入0.2g 左右样品(精确至0.0001g ),120℃烘箱中烘30min ,按下式计算固含量:
2010
m -m 固含量=m -m 式中,0m 为锡纸质量;1m 为干燥前样品质量和铝箔质量之和;2m 为干燥后样品质量和铝箔质量之和。

3.转化率的测定
在已经称好的锡纸中加入0.2g 左右样品(精确至0.0001g ),120℃烘箱中烘30min ,按下式计算转化率:
××c b a b a
m -S m /m 转化率=G m /m 式中, c m 为取样干燥后的样品的质量,=2m -0m ;b m 为取样干燥前的样品的质量,
=1m -0m ;a m 为三口烧瓶内反应体系总质量;S 为实验中加入的引发剂总质量;G
为聚合反应体系中加入单体的总质量;a m ,S ,G 均可以由配方中计算得出。

五、思考题
1. 连锁聚合合成高聚物的方法有几种? 本实验采用的聚合方法是什么?
2. 测试转化率时,反应体系单体和溶剂的在反应过程中的挥发、烘干时间(残留溶剂,及烘干过程的聚合反应)、称重准确度对结果有何影响?有什么改进方法。

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