實驗127水溶液聚合法合成聚丙烯酸鈉類聚合物.ppt

實驗127 水溶液聚合法合成聚丙烯酸鈉類聚合物,127.1 實驗?zāi)康?（1）學(xué)習(xí)和掌握水溶液聚合法的基本原理和合成實驗方法。 （2）掌握端基法測定聚丙烯酸鈉相對分子質(zhì)量，黏度法測定聚合物相對分子質(zhì)量和溶脹稱量法測定高吸水性樹脂吸液量等測定方法。 （3）熟悉分散劑、絮凝劑和高吸水性樹脂的應(yīng)用。,127.2 實驗原理 （一）自由基加聚反應(yīng) 1. 鏈引發(fā) 鏈引發(fā)反應(yīng)是借外界條件(光、熱、輻射或引發(fā)劑)使單體分子活化成為單體自由基(活性鏈)的過程。本實驗采用引發(fā)劑引發(fā)，由下面兩步組成: (a) 引發(fā)劑（I）分解為初級自由基（R） I 2R,(b) 初級自由基打開單體的雙鍵，使單體末端形成新的反應(yīng)活性中心自由基（單體自由基） 2. 鏈增長反應(yīng),3. 鏈終止反應(yīng) （a）偶合終止 兩個活性鏈自由基相互作用成共價鍵，生成無活性的穩(wěn)定大分子的反應(yīng)。如下式： （b）歧化終止 某鏈自由基奪取另一自由基上的氫原子，發(fā)生歧化反應(yīng)而相互終止。,127.3 實驗步驟 1. 低相對分子質(zhì)量均聚、共聚聚丙烯酸鈉分散劑的合成實驗 (1) 實驗步驟,圖1 聚丙烯酸鈉分散劑制備實驗裝置圖 電動攪拌器；2. 攪拌槳；3. 冷凝管；4. 四口燒瓶； 5. 水浴鍋；6. 鐵架臺；7、8恒壓滴液漏斗；9. 溫度計,(2) 相對分子質(zhì)量測定,(3) 分散力的測定,圖 4-2 聚丙烯酸鈉分散力測定示意圖： （A）聚丙烯酸鈉分散樣品；（B）空白樣品,2. 高相對分子質(zhì)量聚丙烯酸鈉絮凝劑的常溫水溶液聚合法合成實驗,3. 常溫下水溶脹性聚丙烯酸鈉均聚物、共聚物（AA和AMPS）的水溶液交聯(lián)聚合實驗,取10 mL AA或AA 與AMPS的混合物 于100 mL燒杯中,加入0.25 g活性炭 脫氧,加入0.0125 g NMBA,0.025 g過 硫酸銨,依次加入引發(fā)劑 以及氧化還原劑,攪拌、加入 18%鈉氫氧 化溶液20 mL,繼續(xù)攪拌、 反應(yīng)0.5 h,得到產(chǎn)物在在65 下 烘干、粉碎、過篩,加入活 性炭脫氧,0.02 g亞 硫酸氫鈉,得到均聚吸水 劑產(chǎn)物備用,127.4 注意事項 (1) 要準(zhǔn)確配制工作液和引發(fā)劑等。 (2) 按照所用儀器的使用方法操作儀器和設(shè)定測量條件。 (3) 丙烯酸為易燃、易揮發(fā)氣體，必須嚴(yán)格按照操作要求進行。必須切記以保障安全。 (4) 在聚合前必須除去丙烯酸鈉中的阻聚劑,可采用減壓蒸餾或活性炭吸附方法。 (5) 實驗過程中，要打開抽風(fēng)機。,127.5 問題討論 （1）連鎖聚合的機理是什么？ （2）如何有效的去處丙烯酸中的阻聚劑? （3）為什么要在恒溫水浴中測定聚合物溶液的流出時間？ （4）反應(yīng)單體、引發(fā)劑及交聯(lián)劑的配比對聚合物有什么影響？試用理論解釋。 （5）丙烯酸鈉均聚物、AA/AMPS共聚物兩者的吸水性能對比有何差異？為什么？,127.6 參考答案 （1）連鎖聚合的機理是什么？ 答：以自由基連鎖聚合反應(yīng)為原理合成聚丙烯酸鈉類聚合物，該反應(yīng)由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移等基元反應(yīng)組成。,（2）如何有效的去處丙烯酸中的阻聚劑? 答：可采用減壓蒸餾或活性炭吸附方法。,（3）為什么要在恒溫水浴中測定聚合物溶液的流出時間？ 答：這主要是因為在（300.1）恒溫水浴中測定特性黏度 (單位為Lg-1)，根據(jù)下式計算相對分子質(zhì)量M： 當(dāng)測量的溫度發(fā)生改變的時候，測量出來的特性黏度將發(fā)生改變，其黏均分子量與特性黏度之間的關(guān)系常數(shù)也會發(fā)生改變，因此為保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)在恒溫水浴中進行。,（4）反應(yīng)單體、引發(fā)劑及交聯(lián)劑的配比對聚合物有什么影響？試用理論解釋。 答：在聚合過程中，在單體量一定時，如果引發(fā)劑用量較高，根據(jù)連鎖反應(yīng)機理可知，但引發(fā)劑消耗完后，能夠形成較多的端基帶有自由基的低聚物鏈，低聚物自由基繼續(xù)反應(yīng)而終止，可見得到較多的低聚物分子，聚合物平均相對分子質(zhì)量?。环粗l(fā)劑用量少時，得到的聚合物平均相對分子質(zhì)量較大。 而交聯(lián)劑的引入將使聚合物的相對分質(zhì)子量進一步增大，使聚合物形成網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)，隨著交聯(lián)劑用量的進一步增大，聚合物將形成凝膠。,（5）丙烯酸鈉均聚物、AA/AMPS共聚物兩者的吸水性能對比有何差異？為什么？ 答：AA/AMPS共聚物具