高分子化学实验报告

2019-03-15 13:01

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。单体中的杂质可采用下列措施加以除去。

a.酸性杂质(包括阻聚剂对苯二酚等)用稀NaOH溶液洗涤除去,碱性杂质(包括阻聚剂苯胺)可用稀盐酸洗涤除去。

b.单体的脱水干燥,一般情况下可用普通干燥剂,如午睡CaCl2、无水Na2SO4和变色硅胶。严格要求时,需要使用CaH2来除水;进一步的除水,需要加入1,1-二苯基乙稀阴离子(仅适用于苯乙烯)或AlEt3(适用于甲基丙烯酸甲酯等),带液体呈一定颜色后,再蒸馏出单体。

c.芳香族杂质可用硝化试剂除去,杂环化合物可用硫酸洗涤除去,注意苯乙烯绝对不能用浓硫酸洗涤。

d.采用减压蒸馏法除去单体中的难挥发杂质。

离子型聚合物对单体的要求十分严格,在进行正常的纯化过程后,需要彻底除水和其它杂质。例如,进行(甲基)丙烯酸酯的阴离子聚合,最后还需要在AlEt3存在下进行减压蒸馏。

2. 主要仪器与试剂

实验仪器:500mL三颈烧瓶,毛细管,刺型分馏柱,直形冷凝管,0~100℃温度计,50mL圆底

烧瓶,250mL平底烧瓶,250mL分液漏斗,500mL磨口锥形瓶,分流头,温度计套 管,三通。

实验试剂:乙酸乙烯酯,10%碳酸钠溶液,饱和亚硫酸氢钠溶液,pH试纸,无水硫酸镁。

3. 实验步骤

a.200mL的乙酸乙烯酯加入到250mL的分液漏斗中,用饱和NaHSO3溶液充分洗涤3次(每次约50mL),再用蒸馏水洗涤2次(每次约50mL);用10%Na2CO3溶液洗涤3次(每次约50mL),再用蒸馏水洗涤至中性,最后将乙酸乙烯酯放入干燥的500mL磨口锥形瓶中,用10g无水硫酸镁干燥2h。

b.将干燥过的乙酸乙烯酯在装有刺型分馏柱的精馏装置上进行精馏,为防止暴聚及自聚,在蒸馏瓶中加入少量对二苯酚及沸石,收集71℃左右的馏分,低温储存待用。

4. 实验数据记录

乙酸乙烯酯:精制前 g;精制后 g; 产率: %;

5. 讨论与问题

聚合反应前为什么要对单体进行精制处理? 答:


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