聚丙烯酰胺的合成与水解

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1、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

2、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

3、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

4、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 原始数据记录表烧杯 +棒重（ 棒重（ g） 45.742g 48.581g药物重（ 药物重（ g） 2.00g合成加水 需补加水22.162g水 解后加水 需补加水40801g实验现象、结果 1. 在丙烯酰胺的加聚反应中：刚开始为澄清透明溶液，随着加热时间的增加，逐渐变为黏稠状。而且越来越粘。2. 在制得的聚丙烯酰胺中加水搅拌，产物变稀。加入百分之十的氢氧化钠溶液后。加热。产物逐渐变粘。并且用广泛试

5、纸放于烧杯口。试纸迅速变为绿色。加水补充后的水。制成百分之五部分水解聚丙烯酰胺，与初始的百分之五的聚丙烯酰胺相比较，变得更粘稠。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

6、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。