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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。
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
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。
高分子化学实验报告10高二丙烯酰胺水溶液聚合实验四危平福1014122030丁胜10141220072013/5/20与本体聚合相比，溶液聚合体系具有粘度低、搅拌和传热比较容易、不易产生局部过热、聚合反应容易控制等优点。
丙烯酰胺水溶液聚合一、实验目的1. 掌握溶液聚合的方法及原理；2. 学习如何正确的选择溶剂。
二、实验原理与本体聚合相比，溶液聚合体系具有粘度低、搅拌和传热比较容易、不易产生局部过热、聚合反应容易控制等优点。
但由于溶剂的引入，溶剂的回收和提纯使聚合过程复杂化。
只有在直接使用聚合物溶液的场合，如涂料、胶粘剂、浸渍剂、合成纤维纺丝液等，使用溶液聚合才最为有利。
进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，对反应要产生各种影响，选择溶剂时要注意其对引发剂分解的影响、链转移作用、对聚合物的溶解性能的影响。
丙烯酰胺为水溶性单体，其聚合物也溶于水，本实验采用水为溶剂进行溶液聚合。
与以有机物作溶剂的溶液聚合相比，具有价廉、无毒、链转移常数小、对单体和聚合物的溶解性能好的优点。
聚丙烯酰胺是一种优良的絮凝剂，水溶性好，广泛应用于石油开采、选矿、化学工业及污水处理方面。
合成聚丙烯酰胺的化学反应简式如下：三、主要仪器和试剂三口瓶，球形冷凝管，温度计，丙烯酰胺，甲醇，过硫酸钾(或过硫酸铵)，氮气四、实验步骤与分析1.【在250mL 的三口瓶中，中间口安装搅拌器，分别装上一个温度计和一个冷凝管。
】现象与分析：安装搅拌器时，应先保证搅拌桨竖直，并且应该遵循自下而上的安装顺序，然后开启搅拌器，查看是否安装稳定，为了防止温度计打到搅拌桨，也可以暂时不安装温度计，等需要测量时再关闭搅拌器，用温度计测量即可。
2.【将5 g(0.14 mol)丙烯酰胺和40 mL 蒸馏水加入反应瓶中，开动搅拌器，约350到400转每分钟，用水浴加热至30 ℃①，使单体溶解。
然后把溶解在5 mL 蒸馏水中的0.025 g 过硫酸钾加入反应瓶中，逐步升温到90 ℃，这时聚合物便逐渐形成，在90 ℃下反应2~3 h。
丙烯酸酯的乳液聚合1 前言丙烯酸酯类聚合物是工业生产中应用比较广泛的原料，可以用于生产涂料、粘合剂、塑料等产品，具有良好的性能，价格便宜。
丙烯酸酯类单体多是通过乳液聚合的方式进行聚合反应。
乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。
其特点是聚合热易扩散,聚合反应温度易控制; 聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物; 能获得高分子量的聚合产物; 可直接以乳液形式使用。
本实验利用丙烯酸酯乳液聚合来探究其性质以及应用。
2 实验目的1)掌握丙烯酸酯乳液合成的基本方法和工艺路线；2)理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理；3)了解高聚物不同玻璃化转变温度对产品性能的影响；3 实验原理在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。
乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型与加入方式、单体的种类与配比、加料方式、聚合工艺、搅拌形状与搅拌速度等都会影响到聚合物乳液的稳定性及最终乳液的性能。
功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚，在一定程度上可提高乳液的稳定性，但因其具有极强的亲水性，聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子，会产生絮凝作用，极易破乳。
因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。
聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。
在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。
凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。
在搅拌作用下凝胶分散在乳液中，可通过过滤法或沉降法除去，但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶，使乳液蓝光减弱颜色发白，外观粗糙。
严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。
一、丙烯酰胺水溶液聚合一、实验目的1．掌握溶液聚合的方法和原理。
2．学习如何选择溶液。
3．掌握聚合物的处理方法。
二、实验原理将单体溶于溶剂中而进行聚合的方法叫做溶液聚合。
生成聚合物有的溶解有的不溶，前一种情况称为均相聚合，后者则称为沉淀聚合。
自由基聚合，离子型聚合和缩聚均可用溶液聚合的方法。
在沉淀聚合中，由于聚合物处在非良溶剂中，聚合物链处于卷曲状态，端基被包裹，聚合一开始就出现自动加速现象，不存在稳态阶段。
随着转化率的提高，包裹程度加深，自动加速效应也相应增强，沉淀聚合的动力学行为与均相聚合有明显不同。
均相聚合时，依双基终止机理，聚合速率与引发剂浓度的平方根成正比。
而沉淀聚合一开始就是非稳态，随包裹程度的加深，其只能单基终止，故聚合速率将与引发剂的浓度的一次方成正比。
在均相溶液聚合中，由于聚合物是处在良溶剂环境中，聚合物处于比较伸展状态，包裹程度浅链扩散容易，活性端基容易相互靠近而发生双基终止。
只有在高转化率时，才开始出现自动加速现象，若单体浓度不高，则有可能消除自动加速效应，使反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。
因而溶液聚合是实验室中研究聚合机理及聚合动力学等常用的方法之一。
进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，其对反应会产生各种影响，选择溶剂时应考虑以下几个问题：（1）对引发剂分解的影响：偶氮类引发剂（偶氮二异丁腈）的分解速率受溶剂的影响很小，但溶剂对有机过氧化物引发剂有较大的诱导分解作用。
这种作用按下列顺序依次增大：芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类，诱导分解的结果使引发剂的引发效率降低。
（2）溶剂的链转移作用：自由基是一个非常活泼的反应中心，它不仅能引发单体分子，而且还能与溶剂反应，夺取溶剂分子的一个原子，如氢或氯，以满足它的不饱和原子价。
溶剂分子提供这种原子的能力越强，链转移作用就越强。
链转移的结果使聚合物分子量降低。
若反应生成自由基活性降低，则聚合速度也将减小。
（3）对聚合物的溶解性能，溶剂溶解聚合物的性能控制着活性链的形态（卷曲或舒展）及其粘度，它们决定了链终止速度与分子量的分布。
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：2010m -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 am -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。
测验一（2010-10-26，50分钟）一填空题（33分，每一答案1.5分）1、合成涤纶的单体是对苯二甲酸和乙二醇（或二者的分子（结构）式），其聚合机理是逐步聚合/缩合聚合；合成SBR的单体是苯乙烯和丁二烯（或二者的分子（结构）式），其聚合机理是链式聚合；2、苯乙烯溶液聚合时可用 AIBN (BPO, ABVN等) 做引发剂，其产生自由基的反应式为；丙烯酸水溶液聚合时可用过硫酸钾（其它水溶性引发剂）做引发剂，其产生自由基的反应式为。
3、推导自由基聚合初期动力学方程时稳态假定的意义是自由基浓度处于稳定状态，自由基的生成速率等于自由基的消失速率；除稳态假定外，另外两个假定是等活性假定、聚合度很大假定；若某一单体的聚合动力学研究结果得Rp∝[I]0.9，说明链终止机理为单击终止和双基终止并存（单基终止为主）；4、均相体系出现自动加速现象后，自由基寿命延长，聚合物的分子量增加/升高， Rp 、Ri和Rt的大小关系为Rp 》Ri>Rt ，此时三个假定中稳态假定一定不成立。
5、自由基聚合属于链式/连锁机理，随反应时间延长，单体转化率增加，聚合物的平均相对分子质量基本不变；如果氯乙烯自由基聚合的其他条件不变，只把引发剂浓度变为原来的两倍，则其产物分子量基本不变（明显变大、明显变小或基本不变）。
二、简答题（36分）1、下列单体能否进行聚合？如能聚合请指出聚合反应机理。
（15分，每1.5分）答：CH2=CHCOOR 自由基聚合阴离子聚合CH3CH=CHCOOCH3不能进行聚合CH2=C(CH3)2 阳离子聚合CH2=CHCl 自由基聚合CH2=C(CH3)CH=CH2自由基聚合阴离子、阳离子聚合CH2=C(CN)COOR阴离子聚合CH2=C(C6H5)2不能聚合2、比较乙烯、丙烯、苯乙烯、四氟乙烯的聚合热，简单分析引起聚合热差异的原因？（9分）答：四氟乙烯>乙烯>丙烯>苯乙烯（3分），原因为取代基的影响：四氟乙烯中的强电负性取代基使聚合热升高，丙烯中的位阻效应使聚合热降低，苯乙烯中的共轭和位阻效应使聚合热降得更低，所以四氟乙烯的聚合热最高，而苯环的共轭和位阻均强于甲基，因此苯乙烯聚合热低于丙烯，二者均低于没有取代基的乙烯（6分）。
丙烯酸酯乳液聚合实验心得前言随着我国丙烯酸工业的快速发展，对丙烯酸下游产品的研究不断深入，应用领域范围不断扩大。
聚丙烯酸钠做为丙烯酸的一种主要下游产品，近年来在国内外的研究受到重视，生产也不断减少。
聚丙烯酸钠产品包含水溶性产品和水不溶性产品。
水溶性聚丙烯酸钠产品广为应用于食品、纺织造纸、化工等领域。
水不溶性聚丙烯酸钠产品尚佳吸水性，主要用作农林园艺、生理卫生等领域。
聚丙烯酸钠的分子量从几百至几千万以上，相同分子量的聚丙烯酸钠各存有各的用途。
超低分子量(700以下)的用途还未全然研发;高分子量(-)主要起至集中促进作用;中等分子量(104-106)表明存有增稠性;低分子量(106-107)的则主要搞增稠剂和絮凝剂;极高分子量(107以上)的在水中热裂，分解成水凝胶，主要用做变硬剂。
水溶性聚丙烯酸钠中又包含低分子量和高分子量两类。
目前高分子量聚丙烯酸钠合成是采用丙烯酸经氢氧化钠中和形成丙烯酸钠溶液，然后再聚合的工艺路线。
在水溶性高分子量聚丙烯酸钠的合成中，通常是高浓度丙烯酸钠溶液和低浓度氧化还原引发剂在低温下进行水溶液聚合。
制备的关键是在聚合前要除去丙烯酸中的阻聚剂。
去除阻聚剂的方法有减压蒸馏或加人活性炭吸附。
高分子量聚丙烯酸钠聚合时往往因为自交联作用或聚合速度过快使产品水溶性降低，因此需加入抗交联剂和缓聚合剂。
日本专利报道了以过硫酸盐和有机苯胺的复合引发体系，常温下催化丙烯酸钠水溶液聚合，制得溶解性能好的聚丙烯酸钠。
戚银城等采用氧化-还原体系，添加氨水和氯化钠，在30℃时合成了分子量几百至几千万的聚丙烯酸钠。
水溶液聚合法具有设备简单，操作容易的特点，但缺点是所得到的聚合产物含水量高达60%-70%，难干燥。
反相悬浮聚合法也可用于合成高分子量聚丙烯酸钠。
韩淑珍[5]报道了北京化工大学开发出反相悬浮聚合法合成聚丙烯酸钠絮凝剂，并建成L聚合釜装置。
反相悬浮聚合法工艺复杂、设备利用率低。
聚丙烯酸钠就是一种线状、可溶性高分子化合物，其分子链上的梭基由于静电背道而驰，并使聚合物链弯曲，催生存有吸附性功能团翘起至表面上，这些活性点溶解在溶液中漂浮粒子上，构成粒子间的架桥，从而快速了漂浮粒子的下陷。
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高分子化学实验（二）丙烯酸钠的水溶液聚合一、实验目的1、了解高吸水性树脂的基本功能及其用途。
2、掌握合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂的基本方法。
二、实验原理聚合机理：自由基聚合，使用单体为用氢氧化钠部分中和的丙烯酸，在水溶液中进行溶液聚合，引发剂过硫酸钾为水溶性的热引发剂，并使用N, N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂进行共聚合，以形成三维的网状结构。
反应方程式如下：高吸水性树脂的吸水原理：高吸水性树脂一般为含有亲水基团和交联结构的高分子电解质。
吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固。
与水接触时，因为吸水树脂上含有多个亲水基团，故首先进行水润湿，然后水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电离基团在水中电离。
由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。
由于电中性要求，反离子不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压。
水在反渗透压的作用下进一步进入树脂中，形成水凝胶。
同时，树脂本身的交联网状结构及氢键作用，又限制了凝胶的无限膨胀。
高吸水树脂的吸水性受多种因素制约，归纳起来主要有结构因素、形态因素和外界因素三个方面。
结构因素包括亲水基的性质、数量、交联剂种类和交联密度，树脂分子主链的性质等，树脂的结构与生产原料、制备方法有关。
交联剂的影响：交联剂用量越大，树脂交联密度越大，树脂不能充分地吸水膨胀；交联剂用量太低时，树脂交联不完全，部分树脂溶解于水中而使吸水率下降。
吸水力与水解度的关系：当水解度在60~85%时，吸收量较大；水解度太大，吸收量下降，其原因是随着水解度的增加，尽管亲水的羧酸基增多，但交联剂也发生了部分水解，使交联网络被破坏。
形态因素主要指高吸水性树脂的主品形态。
增大树脂主品的表面，有利于在较短时间内吸收较多的水，达到较高吸水率，因而将树脂制成多孔状或鳞片可保证其吸水性。
外界因素主要指吸收时间和吸收液的性质。
随着吸收时间的延长，水分由表面向树脂产品内部扩散，直至达到饱和。
高分子化学实验报告09高分子〔1〕班实验四(四) 丙烯酰胺水溶液聚合一、实验目的1. 掌握溶液聚合的方法及原理；2. 学习如何正确的选择溶剂。
二、实验原理与本体聚合相比，溶液聚合体系具有粘度低、搅拌和传热比较容易、不易产生局部过热、聚合反应容易控制等优点。
但由于溶剂的引入，溶剂的回收和提纯使聚合过程复杂化。
只有在直接使用聚合物溶液的场合，如涂料、胶粘剂、浸渍剂、合成纤维纺丝液等，使用溶液聚合才最为有利。
进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，对反应要产生各种影响，选择溶剂时要注意其对引发剂分解的影响、链转移作用、对聚合物的溶解性能的影响。
丙烯酰胺为水溶性单体，其聚合物也溶于水，本实验采用水为溶剂进行溶液聚合。
与以有机物作溶剂的溶液聚合相比，具有价廉、无毒、链转移常数小、对单体和聚合物的溶解性能好的优点。
聚丙烯酰胺是一种优良的絮凝剂，水溶性好，广泛应用于石油开采、选矿、化学工业及污水处理等方面。
合成聚丙烯酰胺的化学反应简式如下：三、主要仪器和试剂药品：丙烯酰胺〔10g〕--- 、甲醇〔150mL〕---、过硫酸钾〔0.05g〕、蒸馏水〔80+10+10mL〕等；仪器：恒温水浴锅、搅拌器、三口烧瓶、球型冷凝管、温度计、吸管、天平、量筒等。
四、实验装置图五、实验步骤六、实验图片七、实验思考与讨论分析〔1〕什么是溶液聚合，特点是什么？答：溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中,在溶液状态下进行的聚合反应，是高分子合成过程中一种重要的合成方法。
聚合体系的粘度比本体聚合低，混合和散热比较容易，生产操作和温度都易于控制，还可利用溶剂的蒸发以排除聚合热。
假设为自由基聚合，单体浓度低时可不出现自动加速效应，从而防止爆聚并使聚合反应器设计简化。
缺点是对于自由基聚合往往收率较低，聚合度也比其他方法小，使用和回收大量昂贵、可燃、甚至有毒的溶剂，不仅增加生产成本和设备投资、降低设备生产能力,还会造成环境污染。
如要制得固体聚合物,还要配置别离设备，增加洗涤、溶剂回收和精制等工序。
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。
