丙烯腈的沉淀聚合

丙烯腈的沉淀聚合一、目的要求1、通过丙烯腈的水溶液聚合，熟悉沉淀聚合的特点和操作技术2、了解氧化还原体系引发自由基聚合的原理和特点二、实验原理在自由基聚合反应过程中，如果聚合物不溶于单体，生成的聚合物或长链自 由基就会以固态沉析出来，形成异相聚合体系，把它叫做沉淀聚合丙烯腈在水 溶液中的聚合反应就属于此类，反应开始以后，很快出现白色沉淀，沉淀越积越 多，形成淤浆，故又叫淤浆聚合在聚合过程中，由于长链自由基不溶于丙烯腈的水溶液，呈卷曲状态，使其 端基可能被包离，而大大影响了双基终止的速度，出现反应自动加速的现象使聚 合周期缩短通常通过氧化物热分解产生自由基，引发聚合反应，若将过氧化物与适当的 还原剂配位，组成氧化还原体系，由氧化还原反应产生自由基，以引发聚合反应， 这可使引发剂的分解活化能降低，从而提高了引发和聚合速率，或者可使聚合反 应在较低的温度下进行以过硫酸铵为氧化剂，亚硫酸氢钠为还原剂的氧化还愿反应为：S2O8= + hso3 S04- + so4- + hso3-体系中还可以进行其他的氧化还原反应，如：SO4- + H2O HSO4- + HO-HO- + Fe-- ►- OH- + Fe---这些自由基都可能引发丙烯腈聚合，得到高分子质量的聚丙烯腈（难溶于一般溶剂，可 溶于极性溶剂）。

三、实验操作1、溶液的配置⑴ 4％过硫酸铵水溶液 5ml ；⑵ 1 ％的亚硫酸氢钠水溶液 10ml ；⑶ 0.1N 硫酸 0.8ml ；⑷ 0.5％的硫酸亚铁铵水溶液 4ml ；⑸ 1 ％的碳酸钠水溶液 10ml；⑹ 蒸馏水 80ml ；⑺ 丙烯腈 10ml ；⑻ 乙醇 20ml 2、聚合操作在三口反应瓶中装有温度计，并且带轴封的搅拌器和回流冷凝管，冷凝管的 顶部接一气密封水管，用氮气置换反应瓶中的空气，然后加入80ml蒸馏水和10ml 丙烯腈，用水浴加热，当水浴反应温度达到40°C时，加入4ml硫酸亚铁铵水溶 液和0.8ml的0.1N硫酸的混合液，当反应温度升到50C时，加入5ml过硫酸氨 溶液和 10ml 亚硫酸氢钠溶液，很快便有白色沉淀出现，使反应液呈现乳白色 反应初期放热量大，应注意控温，反应 1h 后，加入碳酸钠溶液，使聚合反应终 止，聚合物在布氏漏斗上过滤，用蒸馏水洗两次，再用 20ml 乙醇洗一次，在 50C 真空烘箱中干燥，称重，计算产率四、思考题1、 自由基聚合反应中的自动加速现象为什么会在本实验中出现？聚合中长链自由基不溶于丙烯腈的水溶液，呈卷曲状态，其端基可能 被包埋，大大影响了双基终止的速度，出现自动加速现象2、 本实验为什么会在较短的时间内完成？⑴聚合中长链自由基不溶于丙烯腈的水溶液，呈卷曲状态，其端基可能被包 埋，大大影响了双基终止的速度，出现自动加速现象，使聚合周期缩短⑵氧化还原引发体系，引发剂的分解活化能低，聚合反应可在较低的温度下 进行，提高了引发和聚合速率3、 氧化对实验有什么影响？在实验中怎么才能避免它的影响？还有哪些因 素影响聚合反应？⑴氧化消耗引发剂体系中的还原剂，使引发效率降低⑵氮气置换反应瓶中的空气，除氧⑶还原剂用量要少于氧化剂，还原剂过量，与自由基反应使活性消失【注】1.聚丙烯腈难溶于一般溶剂，可溶于极性溶剂（如二甲基甲酰胺）2.丙烯腈共聚物：丙烯酸甲酯作第二单体可提高溶解性能，改善纤维柔性；衣康酸作第三单体改善染色性能。