高分子化学反应试剂
- 格式:docx
- 大小:36.81 KB
- 文档页数:2
聚乙烯醇的制备——PVAc的合成和醇解2011011743 分1 黄浩一、实验目的1.通过乙酸乙烯酯的溶液聚合,了解溶液聚合原理及过程。
2.掌握用于制备维尼纶的聚乙酸乙烯酯工艺条件的特点。
3.了解高分子化学反应的基本原理及特点。
4.了解聚醋酸乙烯酯醇解反应的原理、特点及影响醇解反应的因素。
二、实验原理(一)PVAc合成:1.聚合机理:自由基聚合。
醋酸乙烯酯是低活性单体、高活性自由基,容易发生链转移,一般转移至醋酸基的端甲基处,如向大分子转移则形成交联产物、向单体和溶剂转移则降低分子量。
为了控制链转移以控制分子量,需要对温度进行控制,温度升高则链转移反应增加,降低分子量,温度降低则反应速率降低,因此要选择适当的反应温度。
因为链转移的存在,聚乙酸乙烯酯(PVAc)为非结晶性聚合物,玻璃化温度较低,性脆,并且呈现出冷流,不能用作塑料制品。
2.实施方法:溶液聚合。
溶液聚合体系由单体、引发剂和溶剂组成,具有反应均匀、聚合热易散发、容易控温、分子量分布均匀等优点。
但同时,溶液聚合也存在着一些缺点,如自由基向溶剂进行链转移,导致分子量降低;单体浓度相对本体聚合降低,使得聚合速率降低;增加了溶剂分离的步骤,增加了工业生产的成本,等等。
因此,溶液聚合通常用于聚合物溶液直接使用的场合,如涂料、粘合剂、合成纤维纺丝液等。
3.聚合条件:本实验使用AIBN为引发剂,甲醇为溶剂,控制聚合温度为70℃,最后通过水浸+水洗的方法,将聚合物与溶剂和单体分离。
AIBN是热引发的引发剂,根据半衰期选择聚合温度在70℃附近;为使聚合终点得以判断,选择低沸点溶剂甲醇,以其气化的气泡来监测体系粘度。
反应方程式如下:O O**OOnn(二)PVAc醇解:本实验为高分子反应,酯的醇解,即酯交换反应,在碱催化下进行。
高分子反应由于链团的屏蔽和分子扩散的阻碍,以及邻基效应、几率效应和溶解度效应等,反应程度普遍不高,与小分子反应存在较大差别。
由于“乙烯醇”易异构化为乙醛,不能通过理论单体“乙烯醇”的聚合来制备聚乙烯醇,只能通过聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反应来制备,而醇解法制成的PVA 精制容易,纯度较高,主产物的性能较好,因此工业上通常采用醇解法。
实验一溶液缩聚——三聚氰胺/甲醛树脂的合成三聚氰胺(M)—甲醛树脂(F)俗名密胺树脂(melamine resin),是由三聚氰胺和甲醛缩合而得的热固性树脂,是含有脲结构的氨基树脂的一个重要品种。
密胺树脂主要用于涂料和粘合剂。
如目前生产胶合板、强化木地板以及层压塑料板等,多采用密胺树脂做粘合剂,而过去则多采用脲醛树脂。
该树脂比脲醛树脂具有更低的吸水性,在潮湿条件下仍然具有良好的机械强度和电气绝缘性能,而且其耐热性能也十分良好,所以也常常用于质量要求较高的电器和日用品的制造。
除此之外,用密胺树脂制作的日用餐具安全无毒,外观与瓷器几乎完全一样,几乎可以假乱真。
一、实验目的1.掌握进行体型缩聚反应预聚阶段的一般原理、基本配方和操作过程;2.掌握三聚氰胺-甲醛树脂的合成方法;3.了解溶液聚合和缩合聚合的特点。
二、实验原理三聚氰胺是由尿素和氨合成,它与甲醛的缩合反应产物属于无规预聚物,其组成和结构取决于单体配比、反应的pH值和反应温度等因素。
在微碱性条件下,三聚氰胺与甲醛亲核加成,先形成羟基衍生物,原则上每一氨基可形成两个羟甲基,1分子就可能有6个羟甲基,但实际上也有不少单羟甲基衍生物存在。
层压用树脂的M/F摩尔投料比为1:2-3。
缩合反应是在碱性介质中进行,先生成可溶性预缩合物:这些缩合物是以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主,在PH值为8-9时,特别稳定。
一旦pH值偏低,反应将立即进入N-羟甲基和NH-基团的脱水阶段,从而大大降低其溶解性能,最后转变为不溶不熔的体型交联产物。
如:三.仪器和试剂主要器材:配有电动搅拌器、水冷回流冷凝管、自动控温电加热水浴和100℃温度计的250ml 玻璃三口瓶——即所谓“标准高分子合成装置”1套,比色管、滤纸、pH试纸、移液管、烧杯、镊子等。
主要试剂:试剂名称:三聚氰胺甲醛水溶液(37%) 六次甲基四胺三乙醇胺试剂规格:C.P C.P C.P C.P用量(g):63 101.4 0.25 0.3四、实验步骤1.合成树脂安装仪器(搅拌器、回流冷凝管、温度计、250m1三口烧瓶),检查电动搅拌器运作是否正常,循环水回流冷凝是否正常。
高分子化学反应所谓高分子就是相对高分子量的分子,其结构主要由相对低分子量的分子按实际或概念上衍生的单位多重重复组成。
高分子的化学反应是指聚合物分子链上或分子链间官能团相互转化的化学反应过程。
高分子的化学反应种类很多,范围甚广,目前高分子化学反应尚难完全按机理分类,不妨暂按结构和聚合度变化先进行归类,即先大致归纳成基团反应、接枝、嵌段、扩连、交联、降解等几大类。
低分子有机化合物有许多反应,如氢话化、卤化、硝化、磺化、醚化、酯化、水解、醇解、加成等,高分子也可以有类似的基团反应。
例如乙烯基聚合物往往带有侧基,如烷基、苯基、卤素、羧基、酯基等,二烯烃聚合物主链上有双键,这些基团都可进行相应反应。
可以概括成加成、取代、消去、成环等多种类型[1]。
高分子官能团可以起各种化学反应,由于高分子存在链结构、聚集态结构,官能团反应具有特殊性。
高分子链上的官能团很难全部起反应;一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同基团,类似共聚产物。
例如聚丙烯腈水解::高分子化学反应与低分子化学反应的一个主要区别在于高分子的降解与老化。
降解是使分子量变小的反应。
影响降解的因素很多,如热、机械力和超声波、光和辐射等物理因素,氧、水、化学品、微生物等化学因素。
高分子在热的作用下发生降解是一种常见现象,成为热降解。
高分子热降解主要有解聚、无规断链、基团脱除三种类型。
热裂解一般是自由基反应,先在链端发生断裂,生成活性较低的自由基,然后按连锁机理迅速脱除单体,这就是解聚反应。
高分子发生解聚的难易与其结构有关。
主链带有季碳原子的高分子易发生解聚。
原因是无叔氢原子,难以转移。
如PMMA 、聚a -甲基苯乙烯、聚异丁烯:链端带有半缩醛结构的聚合物易解聚。
如聚甲醛。
聚合物受热时,主链的任何处都可以断裂,分子量迅速下降,单体收率很少,这种反应称为无规断链。
如聚乙烯,断链后形成的自由基活性很高,周围又有许多仲氢原子,易发生链转移反应,几乎无单体产生。
高分子化学反应试剂
高分子化学反应试剂是指在高分子化学反应过程中所需的化学试剂。
高分子化学反应是指由单体分子通过化学反应加成、缩合、聚合、交联等方式形成的高分子化合物的反应过程。
高分子化学反应试剂包括引发剂、链转移剂、交联剂、反应助剂等。
引发剂是高分子化学反应中广泛使用的一种试剂。
引发剂能够引发单体分子的自由基聚合反应,从而加速反应的进行。
常用的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基、过氧化氢、亚硝基化合物等。
链转移剂是在高分子聚合反应中用于控制聚合反应的试剂。
链转移剂能够改变聚合链的长度和分子量分布,从而影响高分子物质的性质和用途。
常用的链转移剂有硫酸盐、甲基丙烯酸甲酯、二甲基二硫代醚等。
交联剂是在高分子化学反应中用于形成高分子物质三维网络结构的试剂。
交联剂能够使高分子物质的力学性能、耐热性、抗化学腐蚀性等性能得到提高。
常用的交联剂有环氧化合物、丙烯酸酯等。
反应助剂是在高分子化学反应中用于改善反应条件、控制反应速率、调节分子量分布等的试剂。
反应助剂能够使高分子化合物的性能得到优化和改善。
常用的反应助剂有溶剂、表面活性剂、稳定剂等。
除了以上常见的高分子化学反应试剂外,还有许多其他的试剂,如
光引发剂、离子型引发剂、氧化剂等。
这些试剂都在高分子化学反应中起着重要的作用,能够使高分子物质的性质和用途得到优化和改善。
高分子化学反应试剂是高分子化学反应过程中不可或缺的一部分。
选择合适的试剂能够使高分子化合物的性能得到优化和改善,同时也能够控制反应的速率和分子量分布,从而实现高分子化合物的定制化生产。
高分子化学反应试剂高分子化学反应试剂是一类在高分子化学反应中起到催化、促进或调控反应的化合物或物质。
它们能够引发或参与高分子化学反应,从而实现高分子材料的合成、改性和加工等过程。
本文将介绍几种常见的高分子化学反应试剂及其应用。
一、引发剂引发剂是高分子化学反应中常用的试剂之一,它能够引发高分子化学反应的起始步骤,从而开始反应链的生长。
常见的引发剂有自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂。
1. 自由基引发剂自由基引发剂是一类能够产生自由基的化合物,常用于自由基聚合反应、自由基交联反应等高分子化学反应中。
例如,过氧化苯甲酰(BPO)是一种常用的自由基引发剂,可用于聚合物的合成和交联反应。
2. 阳离子引发剂阳离子引发剂是一类能够产生阳离子的化合物,常用于阳离子聚合反应、环氧树脂的固化等高分子化学反应中。
例如,二十二烷基苯磺酸铵(DBSA)是一种常用的阳离子引发剂,可用于聚合物的合成和固化反应。
3. 阴离子引发剂阴离子引发剂是一类能够产生阴离子的化合物,常用于阴离子聚合反应、缩聚反应等高分子化学反应中。
例如,碳酸钾是一种常用的阴离子引发剂,可用于聚合物的合成和缩聚反应。
二、促进剂促进剂是高分子化学反应中常用的试剂之一,它能够促进高分子化学反应的进行,并提高反应速率和效果。
常见的促进剂有活性剂、溶剂和催化剂等。
1. 活性剂活性剂是一类能够活化高分子化学反应的化合物,常用于聚合反应中。
例如,活性溴化物是一种常用的活性剂,可用于聚合物的合成反应。
2. 溶剂溶剂是一类能够溶解高分子化学反应物质的化合物,常用于高分子化学反应的反应介质中。
例如,二甲基亚砜是一种常用的溶剂,可用于聚合物的合成反应。
3. 催化剂催化剂是一类能够加速高分子化学反应的进行的物质,常用于高分子化学反应中。
例如,过渡金属配合物是一类常用的催化剂,可用于聚合物的合成反应。
三、调控剂调控剂是一类能够调控高分子化学反应过程的试剂,常用于调控高分子材料的分子结构、分子量和分子量分布等性质。
对于高分子与化学试剂反应均相与非均相影响简述一相容性:所谓高聚物相容性就是聚合物的的混合物乘均相状态。
大部分聚合物是不相容的。
结构相似的聚合物,如聚苯乙烯与聚叔丁基苯乙烯也是互不相容的。
单体组成只差5%的共聚物,也会产生不均匀的混合物。
聚合物的不相容性是化学反应受到重要的影响。
往往由于聚合物原料与他的产品结构不同,甚至在反应程度不高的情况下,也会发生链段卷曲,致使反应不能进行。
在这种情况下,可以使用混合溶剂,以达到既能溶解或溶胀已反应的聚合物。
参考文献:《中国大百科全书化学1》,P310-P313.何炳林,李乃宏二离子液体条件下N-酰化壳聚糖的均相合成新工艺研究作者结论:在相同的条件下,盐酸类氨基酸制得的N-乙酰化壳聚糖的取代度高于氯乙酸类的,原因是盐酸类离子液体提供了Cl+,根据离子液体溶解天然高分子的机理【95】,离子液体的离子对发生解离,形成阴离子Cl-。
,阴离子Cl+与壳聚糖大分子链中的H原子形成氢键,还可以与羟基进一步形成氢键,使壳聚糖分子间或分子内的氢键作用减弱,溶解壳聚糖效果更好,从而利于反应进行。
用【Gly】Cl-离子液体水溶液作溶剂合成的N-乙酰化壳聚糖的取代度高于其他三种离子液体制得的N-乙酰化壳聚糖的取代度。
天然高分子物质的溶解机理是溶剂小分子渗入到高分子内部,使高分子溶胀,然后高分子才均匀的分散在溶剂中达到溶解。
这三种氨基酸中,甘氨酸分子是最小的,而游离的阳离子—+NH3一CH2—COOH更容易进入到壳聚糖分子内部,达到迅速的溶解。
随着壳聚糖的溶解,溶液粘度迅速增大,使较大分子的氨基酸分子难进入到壳聚糖分子中,后续反应也受到影响,导致N-乙酰化壳聚糖的取代度较低。
离子液体阴阳离子与壳聚糖大分子的相互作用,便于壳聚糖分子表面的充分打开、铺展,使反应接触面积增大,反应效果更好,尤其在【Gly】Cl-离子液体水溶液条件下,N-乙酰化壳聚糖的取代度接近90%。
参考文献:纪欢欢离子液体条件下N-酰化壳聚糖的均相合成新工艺研究[学位论文]—青岛科技大学:工业催化2009三改进非均相高碘酸氧化纤维素反应作者结论:非均相高碘酸戴化纤维素的反应速率同样也受到HIO4扩散速率的影响,且由于氧化产物二醛纤维素的醛基与纤维素分子链上羟基缩合,使可供反应试刹渗透扩散的微孔数弱减少,HIO4更难是未反应纤维索分子链中再次渗透、扩散,导致了该反应速率低,反应时间长,氧化剂消耗量大。
第九章高分子的化学反应本章要点:1)高分子化学反应的基本特点:高分子能发生相应小分子化合物所能进行的化学反应;但是,由于高分子的结构特征,高分子的化学反应有产物结构的不均一性、反应场所的不均一性和存在高分子结构效应等特点。
2)高分子化学反应的类型:根据反应前后聚合度的变化情况,高分子的化学反应包括基团转换反应、聚合度变大的反应(接枝、嵌段和交联)和聚合度变小的反应(降解)。
3)基团转换反应:高分子的侧基和末端基可转变成其它类型,最典型的包括淀粉和纤维素衍生物的生成、聚乙酸乙烯酯的水解和进一步的缩醛化、聚苯乙烯的苯环反应。
4)接枝聚合:有三种方法制备接枝共聚物,从主链高分子形成接枝链(graft-from)、主链高分子和接枝链的键连(graft-onto)以及大分子单体法。
5)嵌段共聚:嵌段共聚物的制备也有对应的三种方法,单体的顺序活性聚合法、嵌段交换法和嵌段键连法。
6)交联反应:根据预聚体的结构,可采取不同形式的交联。
7)降解反应:导致高分子降解的因素包括热、光、氧化、酸碱和微生物(酶)。
高分子的结构不同,其降解能力和情况存在差异;不同因素对高分子降解过程的作用,既相互促进,又相互制约。
8)高分子的老化:高分子在使用过程中性能变差的现象称为老化,它是由多种环境因素共同作用导致的,高分子结构的变化也复杂;根据老化的机制,可以采取相应的措施,抑制高分子的老化。
本章难点:1)高分子的结构效应:2)接枝和嵌段共聚物的制备:3)高分子的降解机制:9.1 高分子的化学反应9.1.1. 高分子化学反应的分类高分子能发生相应小分子所能进行的反应,根据反应前后聚合度的变化情况,高分子的化学反应包括基团转换反应、聚合度变大的反应(接枝、嵌段和交联)和聚合度变小的反应(降解)。
9.1.2. 高分子化学反应的特点1. 产物结构的不均一性对于不同的分子链而言,它们的官能团转换程度以及其它反应的程度会有所不同。
例如,聚乙酸乙烯酯的醇解反应,当酯基转变成羟基的总转化率为80 %时,该值只是一个的平均值;除不同分子链的反应程度不同外,某个分子链中乙酸乙烯酯结构单元和乙烯醇结构单元也有一定的几率分布。
第二篇高分子化学实验实验2-1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合一、实验目的1.通过实验了解本体聚合的基本原理和特点,并着重了解聚合温度对产品质量的影响。
2.掌握有机玻璃制造的操作技术。
二、实验原理本体聚合又称为块状聚合,它是在没有任何介质的情况下,单体本身在微量引发剂的引发下聚合,或者直接在热、光、辐射线的照射下引发聚合。
本体聚合的优点是: 生产过程比较简单,聚合物不需要后处理,可直接聚合成各种规格的板、棒、管制品,所需的辅助材料少,产品比较纯净。
但是,由于聚合反应是一个链锁反应,反应速度较快,在反应某一阶段出现自动加速现象,反应放热比较集中;又因为体系粘度较大,传热效率很低,所以大量热不易排出,因而易造成局部过热,使产品变黄,出现气泡,而影响产品质量和性能,甚至会引起单体沸腾爆聚,使聚合失败。
因此,本体聚合中严格控制不同阶段的反应温度,及时排出聚合热,乃是聚合成功的关键问题。
当本体聚合至一定阶段后,体系粘度大大增加,这时大分子活性链移动困难,但单体分子的扩散并不受多大的影响,因此,链引发、链增长仍然照样进行,而链终止反应则因为粘度大而受到很大的抑制。
这样,在聚合体系中活性链总浓度就不断增加,结果必然使聚合反应速度加快。
又因为链终止速度减慢,活性链寿命延长,所以产物的相对分子质量也随之增加。
这种反应速度加快,产物相对分子质量增加的现象称为自动加速现象(或称凝胶效应)。
反应后期,单体浓度降低,体系粘度进一步增加,单体和大分子活性链的移动都很困难,因而反应速度减慢,产物的相对分子质量也降低。
由于这种原因,聚合产物的相对分子质量不均一性(相对分子质量分布宽)就更为突出,这是本体聚合本身的特点所造成的。
对于不同的单体来讲,由于其聚合热不同、大分子活性链在聚合体系中的状态(伸展或卷曲)的不同;凝胶效应出现的早晚不同、其程度也不同。
并不是所有单体都能选用本体聚合的实施方法,对于聚合热值过大的单体,由于热量排出更为困难,就不易采用本体聚合,一般选用聚合热适中的单体,以便于生产操作的控制。
实验要求实验注意事项1、实验用试剂有一定毒性,实验过程中带橡胶手套(注意节约,循环使用),不要用鼻子去闻试剂;2、实验结束后,尽快清洗实验仪器(以防硬化不易清洗),以备下次实验使用。
所得产物倒入指定收集桶内,不要倒入下水道;3、高化实验所用仪器每组一套,请小心使用,若破坏,后果自负。
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、主要药品与仪器甲基丙烯酸甲酯(MMA)20mL过氧化二苯甲酰(BPO)0.038g(单体质量的0.2%)(由于BPO结块,引发效率降低,故加大量)丙酮若干液体石蜡若干抽脂棉聚四氟乙烯膜锥形瓶(50mL)1个恒温水浴1套试管夹 2 个试管20mL 2 支量筒25mL 1个二、实验步骤:1、预聚合(1)用25mL量筒量取20mL MMA加入50mL锥形瓶中,用天平称取0.038g BPO 加入锥形瓶中;(2)用聚四氟乙烯膜包裹胶塞后塞住锥形瓶口(注意:塞子只需轻轻盖上,不要塞紧,以防温度升高时,塞子爆冲)。
(3)用试管夹(或铁架台夹)夹住瓶颈在87o C的水浴中(提前往磁力搅拌器中倒入液体石蜡至完全覆盖液面,实验结束后不用倒掉,以备后续实验使用)不断摇动,进行预聚合约0.5-1h。
注意观察体系的粘度变化,当体系粘度变大,但仍能顺利流动时(粘度近似室温下的甘油),结束预聚合。
2、浇铸灌模将以上制备的预聚液小心的灌入预先干燥的两支试管中,浇灌时注意防止锥形瓶外的水珠滴入。
锥形瓶用丙酮进行清洗。
3、后聚合将灌好预聚液的试管口塞上棉花团,放入45-50o C的水浴中反应约3h,注意控制温度不能太高,否则易使产物内部产生气泡。
4、观察体系的流动性及透明性,是否有气泡。
三、思考题1、MMA本体聚合有何特点?制造有机玻璃的步骤有哪些?2、进行本体浇铸聚合时,如果预聚阶段单体转化率偏低会产生什么后果?为什么要严格控制不同阶段的反应温度?实验二乙酸乙烯酯的溶液聚合一、主要药品与仪器乙酸乙烯酯50mL甲醇30mLAIBN 0.21g液体石蜡一瓶三颈瓶(250mL, 19磨口)一个玻璃塞(19磨口)2个球形冷凝管(19磨口)一支搅拌器一套聚四氟乙烯搅拌棒一支搅拌塞19口一个橡胶管n米量筒(10mL、50mL、100mL)各一个烧杯25mL 一个玻璃棒一个培养皿 中号 一个恒温水浴 一套铁架台用夹 2个二、实验步骤1、用天平称取0.21g AIBN 于25mL 烧杯中,用10mL 量筒量取10mL 甲醇倒于25mL 烧杯中,用玻璃杯搅拌至溶解;2、用50mL 量筒量取50mL 乙酸乙烯酯于三颈瓶中,各口用玻璃塞塞上;3、将溶解的AIBN 甲醇溶液倒入三颈瓶中,装好搅拌器、冷凝管,往水浴中倒入石蜡至覆盖液面为止;4、开动搅拌,加热升温,将反应物逐步升温至62o C (若不反应,可适当升温),反应约3h 后,升温至65o C ,继续反应0.5h 后,冷却结束聚合反应。
高分子反应砂
高分子反应砂,又称为离子反应砂,是一种含有高分子物质的化学试剂,常用于有机合成、药物制备和生物化学研究中。
它的主要作用是促进化学反应的进行,提高反应速率和产率。
高分子反应砂的主要成分是聚乙烯醇(PVA)和交联剂,其中PVA 是一种水溶性的高分子化合物,具有良好的结构稳定性和可溶性。
交联剂则可以使PVA形成具有高度结构稳定性的三维网络结构,从而增加其机械强度和耐热性。
在化学反应中,高分子反应砂可以起到多种作用。
首先,它可以作为催化剂,促进反应物之间的化学反应,提高反应速率和产率。
其次,它可以作为稳定剂,防止反应物的分解或失活。
最后,它可以作为分离剂,帮助分离产物和反应物。
高分子反应砂的应用非常广泛,特别是在有机合成和药物制备中。
例如,它可以用于酯化反应、醇酸反应、烯烃加成反应、氧化反应等多种反应中。
此外,它还可以用于合成药物、制备高分子材料等方面。
虽然高分子反应砂具有多种优点,但也存在一些缺点。
首先,它的价格比较昂贵,增加了实验成本。
其次,它的稳定性和可重复使用性有限,需要经常更换。
最后,由于其特殊的结构和性质,高分子反应砂可能对反应物的选择性和产物的纯度产生一定的影响。
因此,在使用高分子反应砂时,需要根据具体反应情况选择合适的反应条件和试剂,合理控制反应时间和温度,以获得最佳的反应效果和产物质量。
高分子反应砂是一种广泛应用于化学合成和生物化学研究中的化学试剂,具有多种优点和缺点。
在实际应用中,需要根据具体情况进行选择和操作,以达到最佳的反应效果和产物质量。
实验名称苯乙烯-马来酸酐交替共聚合2013级高分子2班林夏洁 1314171014覃秋桦 1314171027一、实验目的1.了解苯乙烯与马来酸酐自由基交替共聚的基本原理;2.了解单体浓度对聚合反应速度的影响,掌握苯乙烯与马来酸酐自由基交替共聚合的方法。
二、实验原理带强推电子取代基的乙烯基单体与带强吸电子取代基的乙烯基单体组成的单体对进行共聚合反应时容易得到交替共聚物。
如本实验的苯乙烯和马来酸酐就是发生交替共聚,其反应机理有两种理论:(1)过渡态极性理论因为极性效应,苯乙烯自由基更易于马来酸酐单体形成稳定的共振过渡态,因而优先与马来酸酐进行交叉链增长反应;反之马来酸酐自由基则优先与苯乙烯单体加成,得到交替共聚物。
(2)电子转移复合物均聚理论“电子转移复合物均聚理论”认为两种不同的极性的单体先形成电子转移复合物,该复合物再进行均聚反应得到交替共聚物,这种聚合方式不再是典型的自由基聚合。
其中,D为带给电子取代基单体,A为带吸电子取代基单体。
顺丁烯二酸酐由于结构对称,极化度低一般不能自聚。
但是它能与苯乙烯相好地共聚,这是因为顺丁烯二酸酐上有强吸电子基,使双键上电子云密度降低,因而具有正电性,而苯乙烯具有共扼体系的结构,当带正电性的单体进攻时,双键上显负电性,因而电性相反的两种烯类单体容易交替地进入聚合链生成交替共聚物。
苯乙烯(M1)和顺丁烯二酸酐(M2)共聚的竞聚率r1=0.04,r2=0.015,r1·r2=0.006 若两种单体以1 比1(mol)投料,则得到的接近交替共聚的产物。
三、实验仪器及药品试剂:苯乙烯、顺丁烯二酸酐、甲苯、AIBN、乙醇仪器:搅拌器、三口瓶、球形冷凝管、温度计、布氏漏斗、抽滤瓶锥形瓶、烧杯、水浴锅、铁架台、滴液漏斗四、实验装置流程图五、注意事项1.沉淀聚合凝胶效应会使反应自动加速,故实验过程中要控制好温度;2.要将苯乙烯、AIBN和甲苯的混合物放入滴液漏斗中缓慢加入。
聚乙酸乙烯酯的制备及分子量的测定(一)偶氮二异丁腈的精制1.实验原理引发剂是影响聚合反应速率和聚合物相对分子质量的重要因素,其用量必须准确计算。
由于引发剂的性质比较活泼,在储运中易发生氧化、潮解等反应,对其纯度影响很大,因此聚合前要对使用的引发剂进行提纯。
偶氮二异丁腈(AIBN)是一种广泛应用的引发剂,为白色结晶,熔点102~104℃,有毒!溶于乙醇、乙醚、甲苯和苯胺等,易燃。
偶氮二异丁腈是一种有机化合物,可采用常规的重结晶方法进行精制。
2.主要仪器和试剂实验仪器:500mL锥形瓶,恒温水浴,0~100℃温度计,布氏漏斗,抽滤瓶,表面皿,真空干燥箱,球形回流管,棕色瓶。
实验试剂:偶氮二异丁腈(分析纯),乙醇(分析纯)3.实验步骤a.在500mL锥形瓶中加入100mL95%的乙醇,然后在80℃水浴中加热至乙醇将近沸腾。
迅速加入20g偶氮二异丁腈,摇荡使其溶解;b.溶液趁热抽滤,滤液冷却后即产生白色结晶。
c.结晶出现后静置30min,用布氏漏斗抽滤。
滤饼摊开于表面皿中,自然干燥24h,然后置于真空干燥箱中常温干燥24h。
称量。
d.精制后的偶氮二异丁腈置于棕色瓶中密封,低温保存备用。
4.实验数据记录未精制偶氮二异丁腈量:g;精制温度:℃;精制后偶氮二异丁腈量:g;乙醇用量:g;产率:%;5.讨论与问题a.偶氮二异丁腈常作为何种聚合反应的引发剂?其常规分解温度是多少?分解反应是如何表达?b.精制后的偶氮二异丁腈为何要贮存在棕色瓶中?(二)乙酸乙烯酯的精制1. 实验原理在高分子化学实验中,单体的精制主要是对烯类单体而言,也包括某些其它类型单体。
单体的杂志的来源多种多样,如产生过程中引入的副产物(苯乙烯中的乙苯和二乙烯苯)和销售时加入的阻聚剂(对苯二酚和对叔丁基苯酚);单体在储运过程中与氧接触形成的氧化或还原产物(二烯单体中的过氧化物,苯乙烯中的苯乙醛)以及少量聚合物。
固体单体常用的纯化方法为结晶(双酚A用甲苯重结晶)和升华,液体单体可采用减压蒸馏、在惰性气氛下分流的方法进行纯化,也可以用植被色谱分离纯化单体。
综合化学实验(一)——系列高分子合成与表征1 试剂精制在高分子化学中,将能够通过加成或者缩合反应形成高分子化合物的低分子有机化合物称之为单体。
制备好的单体,无论是工业产品还是市售化学试剂,为了防止贮存过程中发生聚合反应,一般都加入阻聚剂如对苯二酚或对叔丁基邻苯二酚,然后在低温下用棕色容器储存,所以在聚合反应之前,必须首先进行单体的纯化工作。
在聚合反应中,常使用各种各样的化学试剂,如引发剂、溶剂、分子量调节剂等等,这些试剂的纯度对聚合反应及其聚合产物性质的影响是很大的,因此,高分子化学实验中,要求使用经过纯化精制的试剂。
下面简单介绍几种常用的单体和试剂的精制步骤。
1.1 苯乙烯苯乙烯为无色(或略带浅黄色)的透明液体。
沸点145.2o C,熔点-30.6o C,n D20=1.5468,纯品比重0.9060(20/4o C)。
苯乙烯的精制方法:在500mL分液漏斗中装入250mL苯乙烯,每次用约50mL 5%NaOH水溶液洗涤数次,至无色后,再用蒸馏水洗涤至水层显中性。
然后,加入适量的无水Na2SO4,静置干燥。
干燥后的苯乙烯进行减压蒸馏,收集60o C/5.33kPa馏分,测定纯度。
不同压力下苯乙烯的沸点温度/o C 18 39.8 44.6 59.8 69.5 82.1 101.4压力/kPa 0.67 1.33 2.67 5.33 8.00 13.3 26.71.2 过硫酸钾(或过硫酸铵)先在40o C下制备得到过硫酸钾(或过硫酸铵)的饱和水溶液,再加入过量5~l0%的蒸馏水,过滤,滤液放在低温浴或冰箱中冷却。
析出的晶体用冷的蒸馏水洗涤,并用BaCl2溶液检验洗涤液。
若其中仍含有SO42-则应进行再次结晶。
得到的白色针状或白色片状结晶放入真空干燥箱中干燥,存放在干燥器中。
1.4 过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰(BPO)的精制是利用BPO在不同溶剂中溶解度相差很大的原理进行的。
过氧化苯甲酰(BPO)在几种常用溶剂中的溶解度如下:室温下几种溶剂中过氧化苯甲酰的溶解度溶剂石油醚甲醇乙醇甲苯苯丙酮氯仿溶解度g/100mL 0.5 1.0 1.5 11.0 14.6 16.4 31.6 精制的常用方法是选用一种溶解度较大的溶剂,在室温下将BPO溶解并达到饱和(不要加热!),然后将BPO在另一溶解度较小的溶剂中结晶出来。
高分子化学反应试剂
高分子化学反应试剂是一类重要的化学试剂,广泛应用在合成、改性、加工等领域。
常见的高分子化学反应试剂有聚合引发剂、交联剂、接枝剂、稳定剂、表面活性剂等。
聚合引发剂是促进聚合反应的催化剂,常用的有自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂等。
自由基聚合引发剂的常用种类有过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化物、过氧化氢等。
阴离子聚合引发剂的常用种类有氯代胍、硫代硫酸钾等。
阳离子聚合引发剂的常用种类有硫酸亚铁、过硫酸铵等。
交联剂是使高分子链之间形成交联点,从而提高高分子材料的硬度和强度。
常用的交联剂有烷基苯丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯二醇二甲基丙烯酸酯等。
接枝剂是将一种高分子材料接枝在另一种高分子材料上,从而实现高分子间的相容和融合。
常用的接枝剂有一氧化碳、乙烯基三氯硅烷、光气等。
稳定剂是防止高分子材料在合成、贮存、使用时的分解、变质和老化的化学添加剂。
常用的稳定剂有碳酸二叔丁酯、硬脂酸铅、光稳定剂等。
表面活性剂是一种能在水中形成胶束,使构成表面的空气-水、水-油、油-油界面变稳定的高分子化学试剂。
常用的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。
总之,高分子化学反应试剂在现代化工生产中具有不可替代的作用。
在使用过程中必须严格按照指导手册进行操作。
未经专业人员授权使用试剂仅会带来安全隐患,甚至对人体造成严重伤害,因此大众不得擅自使用高分子化学反应试剂。