1,4-二乙烯基苯活性阴离子聚合

苯乙烯阴离子聚合实验报告苯乙烯阴离子聚合实验报告实验目的：本实验旨在通过聚合反应，合成苯乙烯聚合物，并对聚合过程进行观察和分析，探究苯乙烯阴离子聚合的特点和机理。

实验原理：苯乙烯是一种具有双键结构的烯烃类化合物，其分子中的双键可被引发剂引发开裂，形成自由基，从而引发聚合反应。

由于苯乙烯分子中的双键数量较少，因此单个引发剂分解生成的自由基只能引发少数苯乙烯分子的聚合。

为了提高反应效率，通常需要引入一种称为“共聚单体”的物质，以增加反应中活性自由基的数量，从而促进聚合反应的进行。

实验步骤：1. 准备实验所需材料，包括苯乙烯、引发剂、共聚单体等。

2. 在实验室条件下，将苯乙烯和共聚单体按照一定的比例混合，得到混合物。

3. 将混合物倒入装有引发剂的反应器中，同时控制反应器的温度和压力。

4. 在一定的时间内观察反应过程，并记录下来。

5. 反应结束后，将产物进行分离和纯化，得到聚合物。

实验结果：通过实验观察和数据记录，我们发现苯乙烯阴离子聚合反应在合适的条件下可以高效进行。

在反应过程中，我们可以清晰地观察到苯乙烯分子逐渐聚合形成聚合物的过程。

聚合物的形态和性质可以通过不同的实验手段进行表征和分析。

实验分析：苯乙烯阴离子聚合反应是一种重要的聚合反应，其产物广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。

通过实验观察和数据分析，我们可以得出以下结论：1. 引发剂的选择和使用量对反应的效果有重要影响。

过少的引发剂会导致反应速率过慢，而过多的引发剂则可能引起副反应，影响产物的纯度和性质。

2. 温度和压力的控制也对反应结果有重要影响。

适宜的温度和压力可以提高反应速率和产物的收率。

3. 共聚单体的选择和比例也会影响聚合物的性质。

通过调整共聚单体的种类和比例，可以改变聚合物的结构和性能。

实验结论：苯乙烯阴离子聚合是一种高效的聚合反应，通过合适的实验条件和反应控制，可以得到具有不同结构和性能的聚合物。

本实验通过观察和分析，对苯乙烯阴离子聚合的特点和机理进行了初步探究，为进一步研究和应用提供了基础。

苯乙烯的自由基和阴离子聚合及聚苯乙烯的表征摘要：本实验以苯乙烯为原料，利用悬浮聚合和阴离子聚合两种方法来合成聚苯乙烯，并对聚合物的分子量和力学性能进行测试。

关键字：苯乙烯悬浮聚合阴离子聚合光散射力学性能引言聚苯乙烯是广泛应用的聚合物材料，一般由单体苯乙烯通过自由基聚合生产。

要获得窄分布的聚苯乙烯，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。

不溶于水的单体以小液滴状态悬浮在水中进行的聚合反应叫悬浮聚合，又叫珠状聚合。

体系主要由四个部分组成：单体、引发剂、水和分散剂。

单体液层在搅拌的剪切力作用下分散成微小液滴，粒径的大小主要由搅拌的速度决定。

由于油水两相间的表面张力可使液滴粘结，必须加入分散剂降低表面张力，保护液滴，使形成的小珠有一定的稳定性。

分散剂可用溶于水的聚乙烯醇、明胶等高分子或不溶水的无机盐，如CaCO3、BaSO4等。

对孤立的小珠本身而言，实际上仍是本体聚合。

阴离子聚合是活性聚合和化学聚合。

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：Xn＝n[单体浓度]/[引发剂浓度]（双阴离子引发n＝2，单离子引发n＝1），分子量分布指数接近1。

聚合物的分子量及其分布不但是高分子合成中的重要控制指标，也是聚合物的最基本的结构参数，它们对聚合物的力学性能和加工性能有很大影响。

聚合物的分子量是一个平均值，根据统计方法的不同，可分为数均分子量、重均分子量、Z均分子量和粘均分子量。

测定聚合物分子量的方法很多，不同的方法适用于测定不同的分子量范围和测出不同的平均分子量。

利用光的散射性质测定分子量和分子尺寸的方法称为光散射法，是研究高分子溶液性质的一种重要方法。

光是一种电磁波。

当一束光通过介质时，组成介质的分子中的电子受到电场作用而强迫振动，成为二次光源，并向各个方向发射散射光。

自由基聚合机理烯类单体的加聚反响多属连锁聚合,连锁聚合反响由链激发.链增长.链终止等基元反响构成,各步的反响速度和活化能相差很大.连锁聚合链激发形成活性中间（或称活性种）,活性中间不竭与单体加成而使链增长（单体之间其实不反响）,活性中间的损坏就是链终止.自由基.阳离子.阴离子都可能成为活性中间激发聚合,故连锁聚合又可分为自由基聚合.阳离子聚合.阴离子聚合和配位聚合等,个中自由基聚合产品约占聚合物总产量的60％.热力学上可以或许聚合的单体对聚合机理的选择是有差别的,如氯乙烯只能自由基聚合.异丁烯只能阳离子聚合.MMA可以进行自由基聚合和阴离子聚合.苯乙烯则可按各类连锁机理聚合.自由基聚合产品约占聚合物总产量60％以上,其重要性可想而知.高压聚乙烯.聚氯乙烯.聚苯乙烯.聚四氟乙烯.聚醋酸乙烯酯.聚丙烯酸酯类.聚丙烯腈.丁苯橡胶.丁腈橡胶.氯丁橡胶.ABS树脂等聚合物都经由过程自由基聚合来临盆.本节将对自由基链式聚合反响作较具体的评论辩论.自由基聚合的基元反响烯类单体的自由基聚合反响一般由链激发.链增长.链终止等基元反响构成.此外,还可能伴随链转移反响.现将各基元反响及其重要特点分述如下.1 链激发链激发反响是形成单体自由基活性种的反响.用激发剂激发时,将由下列两步构成：（1）激发剂I分化,形成初级自由基R?;（2）初级自由基与单体加成,形成单体自由基.单体自由基形成今后,持续与其他单体加聚,而使链增长.比较上述两步反响,激发剂分化是吸热反响,活化能高,约105～150kJ／mo1,反响速度小,分化速度常数约10－4～10－6s－1.初级自由基与单体联合成单体自由基这一步是放热反响,活化能低,约20～34kJ/mo1,反响速度大,与后继的链增长反响类似.但链激发必须包含这一步,因为一些副反响可以使初级自由基不介入单体自由基的形成,也就无法持续链增长.有些单体可以用热.光.辐射等能源来直接激发聚合.这方面的研讨工作很多,苯乙烯热聚合已工业化;紫外光固化涂料也已大范围运用.2 链增长在链激发阶段形成的单体自由基,仍具有活性,能打开第二个烯类分子的π键,形成新的自由基.新自由基活性其实不衰减,持续和其他单体分子联合成单元更多的链自由基.这个进程称做链增长反响,现实上是加成反响.为了书写便利,上述链自由基可以简写成 ,个中锯齿形代表由很多单元构成的碳链骨架,基团所带的独电子系处在碳原子上.链增长反响有两个特点：一是放热反响,烯类单体聚合热约55～95kJ／mol;二是增长活化能低,约20～34KJ／mol,增长速度极高,在0.01～几秒钟内,就可以便聚合度达到数千,甚至上万.如许高的速度是难以掌握的,单体自由基一经形成今后,连忙与其他单体分子加成,增长成活性链,尔后终止成大分子.是以,聚合系统内往往由单体和聚合物两部分构成,不消失聚合度递增的一系列中央产品.对于链增长反响,除了应留意速度问题以外,还须研讨对大分子微不雅构造的影响.在链增长反响中,构造单元间的联合可能消失“头-尾”和“头-头”或“尾-尾”两种情势.经试验证实,重要以头-尾情势衔接.这一成果可由电子效应和空间位阻效应得到说明.对一些代替基共轭效应和空间位阻都较小的单体聚应时头-头构造会稍高,如醋酸乙烯酯.偏二氟乙烯等.聚合温度升高时,头-头情势构造将增多.因为自由基聚合的链增长活性中间—链自由基四周不消失定向身分,是以很难实现定向聚合,即单体与链自由基加成由sp2杂化改变成sp3杂化时,其代替基的空间构型没有选择性,是随机的,得到的经常是无规立构高分子,是以该种聚合物往往是无定型的.3 链终止自由基活性高,有互相感化而终止的偏向.终止反响有巧合终止和歧化终止两种方法.两链自由基的独电子互相联合成共价键的终止反响称做巧合终止.巧合终止成果,大分子的聚合度为链自由基反复单元数的两倍.用激发剂激发并没有链转移时,大分子两头均为激发剂残基.某链自由基牟取另一自由基的氢原子或其他原子的终止反响,则称做歧化终止.歧比终止成果,聚合度与链自由基中单元数雷同,每个大分子只有一端为激发剂残基,另一端为饱和或不饱和,两者参半.依据上述特点,运用含有标识表记标帜原子的激发剂,联合分子量测定,可以求出巧合终止和歧比终止的比例.链终止方法与单体种类和聚合前提有关.一般单代替乙烯基单体聚应时以巧合终止为主,而二元代替乙烯基单体因为立体阻碍难于双基巧合终止.由试验肯定,60℃下聚苯乙烯以巧合终止为主.甲基丙烯酸甲酯在60℃以上聚合,以歧化终止为主;在60 ℃以下聚合,两种终止方法都有.聚合温度增高,苯乙烯聚应时歧化终止比例增长.在聚合产品不溶于单体或溶剂的非均相聚合系统中,聚合进程中,聚合产品从系统中沉析出来,链自由基被包藏在聚合物沉淀中,使双基终止成为不成能,而表示为单分子链终止.此外,链自由基与系统中损坏性链转移剂反响生成激发活性很低的新自由基,使聚合反响难以持续,也属单分子链终止.工业临盆时,活性链还可能为反响器壁金属自由电子所终止.链终止活化能很低,只有8～2lKJ／mo1,甚至为零.是以终止速度常数极高[106～108L／(mol·s)].但双基终止受集中掌握.链终止和链增长是一对竞争反响.从一对活性链的双基终止和活性链—单体的增长反响比较,终止速度显然弘远于增长速度.但从全部聚合系统宏不雅来看,因为反响速度还与反响物资浓度成正比,而单体浓度(1～l0mo1／L)弘远于自由基浓度(10-7～l0-9mo1／L),成果,增长速度要比终止速度大得多.不然,将不成能形成长链自由基和聚合物.任何自由基聚合都有上述链激发.链增长.链终止三步基元反响.个中激发速度最小,成为掌握全部聚合速度的症结.4 链转移在自由基聚合进程中,链自由基有可能从单体.溶剂.激发剂等低分子或大分子上牟取—个原子而终止,并使这些掉去原子的分子成为自由基,持续新链的增长,使聚合反响持续进行下去.这一反响称做链转移反响.向低分子链转移的反响式示意如下：向低分子转移的成果,使聚合物分子量下降.链自由基也有可能从大分子上牟取原子而转移.向大分子转移一般产生在叔氢原子或氯原子上,成果使叔碳原子上带上独电子,形成大分子自由基.单体在其长进一步增长,形成支链.自由基向某些物资转移后,形成稳固的自由基,不克不及再激发单体聚合,最后只能与其他自由基双基终止.成果,初期无聚合物形成,消失了所谓“引诱期”.这种现象称做阻聚感化.具有阻聚感化的物资称做阻聚剂,如苯醌等.阻聚反响其实不是聚合的基元反响,但颇重要.依据上述机理剖析,可将自由基聚合的特点归纳综合如下.①自由基聚合反响在微不雅上可以显著地区分成链的激发.增长.终止.转移等基元反响.个中激发速度最小,是掌握总聚合速度的症结.可以归纳综合为慢激发.快增长,速终止.②只有链增长反响才使聚合度增长.一个单体分子从激发,经增长和终止,改变成大分子,时光极短,不克不及逗留在中央聚合度阶段,反响混杂物仅由单体和聚合物构成.在聚合全进程中,聚合度变更较小.③在聚合进程中,单体浓度慢慢下降,聚合物浓度响应进步.延伸聚应时光主如果进步转化率,对分子量影响较小.④少量(0.01％～0.1％)阻聚剂足以使自由基聚合反响终止.四种共聚物一无规共聚物无规共聚物(random copolymer).单体M1,M2在大分子链上无规分列,两单体在主链上呈随机散布,没有一种单体能在分子链上形成单独的较长链段. ：～～～～～M1 M1M2 M2M2 M1M2 M1M2 M2M1～～～～～今朝开辟出的共聚物中多半是这一类,如丁二烯-苯乙烯无规共聚物(丁苯橡胶),氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等.聚丙烯无规共聚物也是聚丙烯的一种,它的高分子链的根本构造用参加不合种类的单体分于加以改性.乙烯是最经常运用的单体,它引起聚丙烯物理性质的改变.与PP均聚物比拟,无规共聚物改良了光学机能（增长了透明度并削减了浊雾）,进步了抗冲击机能,增长了挠性,下降了融化温度,从而也下降了热熔接温度;同时在化学稳固性.水蒸汽隔离机能和器官感到机能（低气息和味道）方面与均聚物基底细同.运用于吹塑.注塑.薄膜和片材挤压加工范畴,作食物包装材料.医药包装材料和日常花费品.二嵌断共聚物嵌段共聚物（block copolymer）又称镶嵌共聚物. 由化学构造不合的链段瓜代聚合而成的线型共聚物.瓜代联合的链段有有规瓜代和无规瓜代两种. 嵌段共聚物与共混物和接枝共聚物在构造和性质上是不合的.它的玻璃化温度由温度较低的聚合物决议的,而软化点却随该温度较高的聚合物而变更,因而处于高弹态的温度范围较宽. 可用阴离子聚合.自由基聚合.络合聚合.缩聚或机械化学等办法制备. 由较长的M1链段和较长的M2链段距离分列形成的大分子链,依据链段的若干可以分为：二嵌段,如苯乙烯-丁二烯共聚物;三嵌段,如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯;多嵌段共聚物等.TPEE（热塑性聚酯弹性体）是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物.个中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区,起物理交联点的感化.TPEE具有橡胶的弹性和工程塑料的强度;软段付与它弹性,使它象橡胶;硬段付与它加工机能,使它象塑料;与橡胶比拟,它具有更好的加工机能和更长的运用寿命;与工程料比拟,同样具有强度高的特色,而柔韧性和动态力学机能更好.三瓜代共聚物由二种或多种单体在生成的共聚物主链上单体单元呈瓜代（或雷同）分列的共聚反响.其产品称瓜代共聚物.如：…ABABABAB….在进行瓜代共聚的单体中,有的均聚偏向很小或根本不均聚.例如具有吸电子基团的马来酸酐（顺丁烯二酸酐）就不均聚;但它能与具有给电子基团的单体（如苯乙烯或乙烯基醚等）进行瓜代共聚.又如马来酸酐与具有给电子代替基的1,2－二苯乙烯都不克不及显著地均聚;但它们却能瓜代共聚.所以瓜代效应本质上反应了单体之间的极性效应.例如苯乙烯和马来酸酐的瓜代共聚,是因为有给电子代替基的苯乙烯与有吸电子代替基的马来酸酐之间产生电荷转移而生成电荷转移络合物的成果：代替基吸电子才能不敷强的单体（如丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯）与苯乙烯之间只能进行无规共聚;但是假如参加氯化锌,则它能与丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯络合,使这两种单体的代替基的吸电子才能加强,它们都可以与苯乙烯形成 1:1的电荷转移络合物,并得到瓜代共聚物.四接枝共聚物接枝共聚物(Graft copolymer) ：聚合物主链的某些原子上接有与主链化学构造不合的聚合物链段的侧链的一种共聚物,称为接枝共聚物,如接枝氯丁橡胶.SBS接枝共聚物.所谓接枝共聚是指大分子链上经由过程化学键结适合当的支链或功效性侧基的反响,所形成的产品称作接枝共聚物.接枝共聚物的机能决议于主链和支链的构成,构造,长度以及支链数.长支链的接枝物类似共混物,支链短而多大接枝物则类似无规共聚物.经由过程共聚,可将两种性质不合的聚合物接枝在一路,形成机能特别的接枝物.是以,聚合物的接枝改性,已成为扩展聚合物运用范畴,改良高分子材料机能的一种简略又行之有用的办法. 接枝共聚反响起首要形成活性接枝点,各类聚合的激发剂或催化剂都能为接枝共聚供给活性种,尔后产生接枝点.活性点处于链的末尾,聚合后将形成嵌段共聚物;活性点处于链段中央,聚合后才形成接枝共聚物.。

二乙烯基苯的聚合条件
二乙烯基苯是一种常用于聚合反应的化合物，其聚合条件十分关键。

本文将从人类视角出发，以生动的叙述方式描述二乙烯基苯的聚合条件。

聚合反应是一种将小分子化合物通过化学反应连接成长链高分子的过程。

二乙烯基苯的聚合条件主要包括反应温度、催化剂和反应时间。

反应温度是二乙烯基苯聚合反应中的重要因素之一。

在聚合反应中，温度的选择对于聚合产物的分子量和分子量分布有着重要影响。

一般来说，较高的温度可以促进聚合反应的进行，但过高的温度可能导致聚合产物的分解。

因此，在选择反应温度时，需要考虑二乙烯基苯的热稳定性以及所需聚合产物的要求。

催化剂是二乙烯基苯聚合反应中的另一个重要因素。

常用的催化剂包括过渡金属配合物、有机酸、有机碱等。

催化剂的选择应根据聚合反应的具体要求和化合物的性质来确定。

催化剂可以有效降低聚合反应的活化能，加速反应速率，并控制聚合产物的分子量分布。

反应时间是二乙烯基苯聚合反应中需要仔细控制的因素之一。

反应时间的选择应根据所需聚合产物的要求和催化剂的活性来确定。

过短的反应时间可能导致聚合反应不完全，产物分子量较低；而过长的反应时间则可能导致聚合反应过度进行，产物分子量过高。

二乙烯基苯的聚合条件涉及反应温度、催化剂和反应时间。

在进行聚合反应时，需要合理选择反应温度，选择适当的催化剂，并精确控制反应时间，以获得所需的聚合产物。

通过科学合理的聚合条件，可以实现二乙烯基苯的高效聚合，获得具有理想性能的高分子材料。

自由基聚合机理烯类单体的加聚反应多属连锁聚合，连锁聚合反应由链引发、链增长、链终止等基元反应组成，各步的反应速率和活化能相差很大。

连锁聚合链引发形成活性中心（或称活性种），活性中心不断与单体加成而使链增长（单体之间并不反应），活性中心的破坏就是链终止。

自由基、阳离子、阴离子都可能成为活性中心引发聚合，故连锁聚合又可分为自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合等，其中自由基聚合产物约占聚合物总产量的60％。

热力学上能够聚合的单体对聚合机理的选择是有差异的，如氯乙烯只能自由基聚合、异丁烯只能阳离子聚合、MMA可以进行自由基聚合和阴离子聚合、苯乙烯则可按各种连锁机理聚合。

自由基聚合产物约占聚合物总产量60％以上，其重要性可想而知。

高压聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯类、聚丙烯腈、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、ABS树脂等聚合物都通过自由基聚合来生产。

本节将对自由基链式聚合反应作较详细的讨论。

自由基聚合的基元反应烯类单体的自由基聚合反应一般由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。

此外，还可能伴有链转移反应。

现将各基元反应及其主要特征分述如下。

1 链引发链引发反应是形成单体自由基活性种的反应。

用引发剂引发时，将由下列两步组成：（1）引发剂I分解，形成初级自由基R?；（2）初级自由基与单体加成，形成单体自由基。

单体自由基形成以后，继续与其他单体加聚，而使链增长。

比较上述两步反应，引发剂分解是吸热反应，活化能高，约105～150kJ／mo1，反应速率小，分解速率常数约10－4～10－6s－1。

初级自由基与单体结合成单体自由基这一步是放热反应，活化能低，约20～34kJ/mo1，反应速率大，与后继的链增长反应相似。

但链引发必须包括这一步，因为一些副反应可以使初级自由基不参与单体自由基的形成，也就无法继续链增长。

有些单体可以用热、光、辐射等能源来直接引发聚合。

这方面的研究工作不少，苯乙烯热聚合已工业化；紫外光固化涂料也已大规模使用。

苯乙烯聚合反应机理一、引言苯乙烯是一种重要的化学品，广泛应用于塑料、橡胶和纺织品等领域。

苯乙烯的聚合反应机理对于了解苯乙烯的制备和应用具有重要意义。

本文将对苯乙烯聚合反应机理进行详细介绍。

二、苯乙烯聚合反应机理苯乙烯聚合是指将苯乙烯分子通过化学反应连接起来形成聚苯乙烯的过程。

苯乙烯聚合反应主要有两种类型：自由基聚合和阴离子聚合。

1. 自由基聚合自由基聚合是指在自由基引发剂的催化下，苯乙烯分子中的双键发生开裂，形成自由基，并与其他苯乙烯分子发生反应，最终形成聚苯乙烯。

自由基聚合反应分为以下几个步骤：（1）引发步骤：自由基引发剂受热或光照射后分解生成自由基。

例如，过氧化苯甲酸是常用的自由基引发剂，它在加热或光照射下分解成苯甲酸自由基和氧自由基。

（2）引发步骤：双键发生开裂，形成苯乙烯自由基。

（3）传递步骤：苯乙烯自由基与其他苯乙烯分子发生反应，将自由基传递给其他分子。

（4）终止步骤：自由基与其他物质发生反应，链的增长终止。

2. 阴离子聚合阴离子聚合是指在碱性催化剂的作用下，苯乙烯分子中的双键发生开裂，形成负离子，并与其他苯乙烯分子发生反应，最终形成聚苯乙烯。

阴离子聚合反应分为以下几个步骤：（1）引发步骤：碱性催化剂引发苯乙烯分子中的双键开裂，形成负离子。

（2）传递步骤：负离子与其他苯乙烯分子发生反应，将负离子传递给其他分子。

（3）终止步骤：负离子与其他物质发生反应，链的增长终止。

三、应用和发展聚苯乙烯是一种重要的塑料，具有优异的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于家电、建筑材料、包装材料等领域。

苯乙烯聚合反应机理的深入研究有助于优化聚苯乙烯的合成工艺，提高产率和质量。

随着科学技术的发展，苯乙烯聚合反应机理的研究也在不断深入。

研究人员通过改变反应条件、引发剂的选择以及添加助剂等方法，进一步优化聚苯乙烯的合成过程，提高聚合反应的效率和选择性。

四、结论苯乙烯聚合反应机理是了解苯乙烯合成过程的重要基础。

自由基聚合和阴离子聚合是两种常见的聚合方式。