中国石油大学实验报告样板

中国石油大学（课程名称）实验报告

实验日期：2011-10-24 成绩：

班级：石工10-2 班学号：10021060 姓名：范兆飞教师：王增宝

同组者：寇宝胜石先亚

实验六聚丙烯酰胺的合成与水解

一.实验目的

1.熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。

2.熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。

二.实验原理

聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成：

由于反应过程中无新的低分子物质产生，所以高分子的化学组成与起始单体相同，

因此这一合成反应属于加聚反应。随着加聚反应的进行，分子链增长。当分子量增

长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。

聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺：

随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。由于带负电的链节相互排

斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增

加。

1.仪器聚丙烯酰胺在钻井和采油恒温水浴，沸水浴，烧杯，量筒。

2．药品丙烯酰胺（化学纯），过硫酸铵（分析纯），氢氧化钠（分析纯）。

四.实验步骤

1．丙烯酰胺的加聚反应

（1）用台秤称取烧杯和搅拌棒的质量（后面计算用到这一质量）。然后在烧杯中加入2g 丙烯酰胺和18mL 水，配成10％的丙烯酰胺溶液。

（2）在恒温水浴中，将10％丙烯酰胺加热到60℃，然后加入15 滴10％过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。

（3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。

（4）半小时后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。

2.聚丙烯酰胺的的水解

（1）称量制得的聚丙烯酰胺，计算要补充加多少水，可配成5％聚丙烯酰胺的溶液。

（2）在聚丙烯酰胺中加入所需补加的水，用搅拌棒搅拌，观察高分子的溶解情况。

（3）称取20g 5％聚丙烯酰胺溶液（剩下的留作比较用）加入2mL 10％氢氧化钠，放

入沸水浴中，升温至90℃以上进行水解。

（4）在水解过程中，慢慢搅拌，观擦粘度变化，并检查氨气的放出（用湿的广泛pH 试纸）。

（5）半小时后，将烧杯从沸水浴中取出，产物为部分水解聚丙烯酰胺。

（6）称取产物质量，补加蒸发损失的水量，制得5％的部分水解聚丙烯酰胺。比较水解前后5％溶液的粘度。

（7）将制得的聚丙烯酰胺倒入回收瓶中。

五.结果处理表

原始数据记录表

解释实验中观察到的各种现象。

现象解释：加热时，小分子的丙烯酰胺逐渐聚合成高因此现象解释：加热时，小分子的丙烯酰胺逐渐聚合成高因此现象解释：加热时，小分子的丙烯酰胺逐渐聚合成高因此

现象解释：加热时，小分子的丙烯酰胺逐渐聚合成高因此溶液就由低分子变成高，

随着聚合物分子链的增长，高分子在溶液中相互纠缠，因此粘度增加；而热水解时

产生的部分聚丙烯酰胺可以中相互纠缠，因此粘度增加；而热水解时产生的部分聚

丙烯酰胺可以中相互纠缠，因此粘度增加；而热水解时产生的部分聚丙烯酰胺可以

中相互纠缠，因此粘度增加；而热水解时产生的部分聚丙烯酰胺可以离出带负电的

链节，由于间静斥力离出带负电的链节，由于间静斥力它们相互排斥，使部分水

解聚丙烯

酰胺有伸直的构象，可使蜷曲的高分子变得松散起来，因此部水解聚丙烯酰曲的高分子变得松散起来，因此部水解聚丙烯酰胺比聚丙烯酰更易溶解并对水的稠

化能力增强。

六. 思考题

1．过硫酸铵用量对合成聚丙烯酰胺的分子有何影响？

答：过硫酸铵用量越大，生成的聚丙烯酰胺分子。

2．为什么聚丙烯酰胺合成时，要将温度升到 60 ℃？

答：如果水温低于六十摄氏度，即使生成聚丙烯酰胺也不会溶解。把答：如果水温低

于六十摄氏度，即使生成聚丙烯酰胺也不会溶解。把答：如果水温低于六十摄氏度，

即使生成聚丙烯酰胺也不会溶解。把答：如果水温低于六十摄氏度，即使生成聚丙烯

酰胺也不会溶解。把答：如果水温低于六十摄氏度，即使生成聚丙烯酰胺也不会溶解。

把升到六十摄氏度，可使生成的聚丙烯酰胺溶解同时以加快反应速率。

3．试分析影响部聚丙烯酰胺子量的因素有哪些？

答：即影响聚丙烯酰胺的水解量因素NaOH NaOH 溶液的体积、反应时温度，反应进行的时间等等。