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聚已二酰已二胺的制备一、实验目的缩聚反应是合成高分子化合物的重要方法之一，被广泛应用于化学纤维，橡胶和料工业中。通过本实验应达到以下目的：1，掌握熔融缩聚的方法：2，了解缩聚产物分子量的控制：3，了解影响缩聚反应的因素。二、实验原理等摩尔的已二酸和已二胺合成聚已二胺的主要化学反应为：nH,N(CH,)NH,+nHOOC(CH,),COOH一H[HN(CH,)NHCO(CH,),CO],OH+(2n-1)H,0缩聚反应往往具有可逆平衡的性质。欲提高产物的聚合度，必须使平衡向右移动，这样就得不断地排除反应中所析出的小分子。反应体系中通入情性气体或采用真空设施都是为了这个目的。但在生产上并不是分子量愈大愈好，而是根据实际需要将其控制在适当的范围。通常，控制分子量的可靠方法有两种。1，控制原料单体的辜尔比：当非等摩尔的a一R一a和b一R一b型单体进行混缩聚时，若体系中没有其他杂质，则产物的数均聚合度为：1+rDP=(1)2Y(1-P)+(1-Y)式中P为反应程度：Y为当量系数。若以Na和Nb分别表示A单体和B单体的官能团数-2-
- 2 - 聚己二酰己二胺的制备 一、实验目的 缩聚反应是合成高分子化合物的重要方法之一，被广泛应用于化 学纤维，橡胶和料工业中。 通过本实验应达到以下目的： 1， 掌握熔融缩聚的方法； 2， 了解缩聚产物分子量的控制； 3， 了解影响缩聚反应的因素。 二、 实验原理 等摩尔的己二酸和己二胺合成聚己二胺的主要化学反应为； 缩聚反应往往具有可逆平衡的性质。欲提高产物的聚合度，必 须使平衡向右移动，这样就得不断地排除反应中所析出的小分子。 反应体系中通入惰性气体或采用真空设施都是为了这个目的。 但在生产上并不是分子量愈大愈好，而是根据实际需要将其控制 在适当的范围。通常，控制分子量的可靠方法有两种。 1， 控制原料单体的摹尔比：当非等摩尔的 a—R—a 和 b—R—b 型单体进行混缩聚时，若体系中没有其他杂质，则产物的数 均聚合度为： （1） 式中 P 为反应程度；γ为当量系数。 若以 Na 和 Nb 分别表示 A 单体和 B 单体的官能团数， 2 2 6 2 2 4 2 6 2 4 2 ( ) ( ) [ ( ) ( ) ] (2 1) n nH N CH NH nHOOC CH COOH H HN CH NHCO CH CO OH n H O + + − 1 2 (1 ) (1 ) DP P + = − + −
Y-N。故Na），则N.度P-1时，则(2)DP_I+Y1-Y式（2）就是两种单体非等摩尔时所得产物的最大聚合度。2，加入单官能团的化合物：当等摩尔的a一R一a和b一R一b型单体进行混缩聚或a-R-a型单体进行均缩聚时，则=1，式（1）变成若反应中P=一不断排除小分子，即P→1，则理论上。在生产上为了避免这种聚合度过高的现象，常采用加入单管能团物质B来调节聚合度，这时，(3)NaY=Na+2N;式中N，为单官能团物质分子B的分子数系数2是表示一个单管能物质分子相当一个双管能团分子(b一R一b)的两个b管能团的作用。将式（3）代入式（2），整理化简后式（2）变成：DP_N,+N;N,C4-3-
- 3 - 且规定 B 单体过量（Nb>Na），则 故γ<1。若反应程 度 P 1 时，则 （2） 式（2）就是两种单体非等摩尔时所得产物的最大聚合度。 2， 加入单官能团的化合物：当等摩尔的 a—R—a 和 b—R—b 型 单体进行混缩聚或 a-R-a 型单体进行均缩聚时，则 γ=1， 式（1）变成 若反应中 不断排除小分子，即 P 1，则理论上。 在生产上为了 避免这种聚合度过高的现象，常采用加入 单管能团物质 B’来调节聚合度，这时， （3） 式中 N ' b 为单官能团物质分子 B ' 的分子数， 系数 2 是表示一个单管能物质分子相当一个双管能团分子(b—R ' —b)的两个 b 管能团的作用。 将式（3）代入式（2），整理化简后式（2）变成： ( 4 1 1 DP P = − a b N N = 1 1 DP + = − ' 2 b Na Na N = + ' ' a b b N N DP N + =
式（4）就是单官能团物质来调节分子时，所得到的最大聚合度。在聚已二酰已二胺的生产中，既用上述方法控制最大聚合度。三、仪器与试剂1、仪器铝锭加热器（1000W）1个：调压变压器（1kVA）1个：钳3把；氮气钢瓶（高纯氮）1个：三角烧瓶（150ml）1个；试管（Φ25×150或具有支管）3个：温度计（0~300℃）1支：“Y”形玻璃管4个：氮气转子流量计（0~100mL/min）1个。2、试剂尼龙66盐（工业级）：已二酸（CP）：月桂酸（CP）四、实验步骤（1）用称量纸分别称取尼龙66盐三份，每份重7g。其中一份加入精称的已二酸0.20g-4-
- 4 - ) 式（4）就是单官能团物质来调节分子时，所得到的最大聚合度。 在聚己二酰己二胺的生产中，既用上述方法控制最大聚合度。 三、仪器与试剂 1、仪器 铝锭加热器（1000W）1 个；调压变压器（1kVA）1 个； 坩埚钳 3 把；氮气钢瓶（高纯氮○1 ）1 个；三角烧瓶（150ml）1 个； 试管（φ25×150 或具有支管）3 个；温度计（0~300℃）1 支；“Y” 形玻璃管 4 个；氮气转子流量计（0~100mL/min）1 个。 2、 试剂 尼龙 66 盐（工业级）；己二酸（CP）;月桂酸（CP ）. 四、实验步骤 （1）用称量纸分别称取尼龙 66 盐三份，每份重 7g。其中一份加 入精称的己二酸 0.20g;
一份加入月桂酸（即十二碳酸）0.16g，分别混合均匀。然后，将两种混合物及另一份纯净的尼龙66盐分别装入三个试管，并做好标记。（2）将一细玻璃管插入到反应物的上部作为氮气入口，玻璃管N.图4-1尼纶66盐缩聚装置示意图1一温度12一优管3一三角烧瓶4一观熟孔5一铝饮加热器的另一端用“Y”形管并联，与氮气接通：试管的支部作为氮气的出口，并用“Y”形管并联后插入水中。注意节氮气流（此时氮气流量不需太大，只要有气泡鼓出即可）。然后将三个试管插入铝锭加热其中，装置如图4-1所示。（3）将填压变压器开启到200~220V，使铝锭加热器迅速升温，注意观察温度。（4）当从铝锭加热器的观察孔看到反应物熔融后，可将氮气的玻璃管插入到市底部，使其流量保持在40~60mL/min，同时将电压降至70~100V，缓慢升温，使反应在260~280℃进行1.5h-5
- 5 - 一份加入月桂酸（即十二碳酸）0.16g,分别混合均匀。然后，将两 种混合物及另一份纯净的尼龙 66 盐分别装入三个试管，并做好标 记。 （2） 将一细玻璃管插入到反应物的上部作为氮气入口，玻璃管 的另一端用“Y”形管并联，与氮气接通；试管的支部作为氮气的 出口，并用“Y”形管并联后插入水中。注意节氮气流（此时氮气 流量不需太大，只要有气泡鼓出即可）。然后将三个试管插入铝锭 加热其中，装置如图 4-1 所示。 （3）将填压变压器开启到 200~220V,使铝锭加热器迅速升温，注 意观察温度。 （4） 当从铝锭加热器的观察孔看到反应物熔融后，可将氮气的 玻璃管插入到市底部，使其流量保持在 40~60 mL/min ，同时将电 压降至 70~100V，缓慢升温，使反应在 260~280℃进行 1.5h
（5）反应完毕后，同时用三个三个埚钳分别挟住三个试管，面转动试管，一面比较三个试管中产物的年度大小的次序。并使产物在试管上结成薄膜，然后停止通氮气。（6）待试管冷却后，用重物敲碎试管去出产物（可留作测分子量用)。五、实验结果与数据处理实验记录可参照表4-1。表 4-1项目尼龙66盐加月桂酸加己二酸观察理论理论粘度聚合分子克数摩尔数克数摩尔数克数「摩尔数情况度量序号123已知尼龙66盐的分子量为262：已二酸分子量为146：月桂酸分子量为200。六、注意事项1．在反应过程中，露在铝锭加热器外面的试管上面，应用石棉布包好，以防止反应体系中的水蒸气凝聚而倒流到试管中。2．三个试管中的氮气流量应尽量均匀，以免影响实验结果。七、思考题1．在反应过程中为什么要通入氮气？2.为什么在尼龙66盐熔融后会产生大量水分？而随着反应进行水分反而消失？3.通过本实验，你对单官能团物质和原料单体的非摩尔比对缩聚-6-
- 6 - （5）反应完毕后，同时用三个三个坩埚钳分别挟住三个试管，一 面转动试管，一面比较三个试管中产物的年度大小的次序。并使产 物在试管上结成薄膜，然后停止通氮气。 （6）待试管冷却后，用重物敲碎试管去出产物（可留作测分子量 用）。 五、实验结果与数据处理 实验记录可参照表 4-1。 表 4-1 项目 序号 尼龙 66 盐 加月桂酸 加己二酸 观察 粘度 情况 理论 聚合 度 理论 分子 量 克数 摩尔数 克数 摩尔数 克数 摩尔数 1 2 3 已知尼龙 66 盐的分子量为 262；己二酸分子量为 146；月桂酸分 子量为 200。 六、注意事项 1．在反应过程中，露在铝锭加热器外面的试管上面，应用石棉布 包好，以防止反应体系中的水蒸气凝聚而倒流到试管中。 2．三个试管中的氮气流量应尽量均匀，以免影响实验结果。 七、思考题 1．在反应过程中为什么要通入氮气? 2.为什么在尼龙 66 盐熔融后会产生大量水分？而随着反应进行水 分反而消失？ 3．通过本实验，你对单官能团物质和原料单体的非摩尔比对缩聚
产物分子量的影响有何体会？李燕立北京化纤工学院-7-
- 7 - 产物分子量的影响有何体会? 北京化纤工学院 李燕立
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