实验11苯乙烯-顺丁烯二酸酐的交替共聚 、目的要求 1 了解苯乙烯与顺丁稀二酸酐发生自山基交替共聚的基本原理 2、掌屋自山基溶液聚合的实施方法及聚合物折出方法。 3、学会除氧、充氮以及隔绝空气条件下的物料转移和聚合方法， 二、基本原理 顺丁烯二酸酐山于空间位阻效应在一般条件下很难发生均聚，而苯乙稀山于共轭效应很 易均聚，当将上述两种单体按一定配比混合后在引发剂作用下却很容易发生共聚，而且共聚 产物具有规整的交替结构，这与两种单体的结构有关。顺丁烯二酸酐双键两端带有两个吸电 子能力很强的酸酐基团，使酸酐中的城碳双键上的吃子云密度降低而带部分的正电荷，而苯 乙烯品一个大共都体系，在正由性的顺丁烯一酸肝的透导下，装环的由荷向双键移动，使成 碳双键上的电子云帝度增加而带部分的负电荷，这两种带有相反电荷的单体构成了受电子体 (Accepter)给电子体(Donor)体系，在静电作用下很容易形成一种电荷转移络合物，这种络 物可看作一个大单体，在引发剂作用下发生自山基共聚合，形成交替共聚的结构。下式所 示 Mr+M: MM,(络合物) -MM·+MM,(络合物) -MMMM· 另外，山©值和竞聚率亦可判定两种单体所形成的共聚物结构。山于苯乙烯的心值为- 0.8而顺丁烯二酸肝的e值为2.25，二者相差很大，因此发生交替共聚的趋势很大。在60℃ 时苯乙烯(M)-顺丁烯二酸断(M)的竞聚率分别为0.01和0，山共聚组成微分方程可阁 1岛 d[M 当惰性单体顺丁烯二酸的用量远大于易均聚单体苯乙烯时， ,持于零，共聚反应造于生成理想的交；结构。 M 两单体的结构决定了所生成的交替共聚物，不溶于非极性或极性较小的溶剂，如四氯化 碳、氯仿、苯、甲苯等，而可溶于极性较强的四氢呋响、二氧六环、二甲基甲酰胺、乙酸乙 酯等。鉴于上述特点，制备苯乙烯-顺丁烯二酸酐交替共聚物采用溶液聚合和沉淀聚合两种 方法。本实验选用乙酸乙脂作溶剂，采用溶液聚合的方法合成交替共聚物，而后训入工业酒 精使产物析出，此方法只适用于实验室制备。 主要试剂和仪器 二、主要试剂 名称 试剂 规格 用量 单体 苯乙烯 除去阻聚剂，纯度99% 0.6ml 顺丁烯二酸 A.R 0.5g 引发 过氧化二苯甲酰C卫，重结品精制 0.05g 溶剂 乙酸乙图 C.P 15ml 沉淀剂 工业酒精 工业级 15~20ml
三、主要仪器 真空抽排装置一套（包括油梨一台，安全瓶一只，干燥塔三个，氯气包一个，多口臭 空连接管 一只)：恒温水浴槽：聚合瓶：溶剂加料管：注射器：止血钳：布氏漏斗：烧杯 表面。 四、 实验步骤 五、称取0.5g顺丁烯二酸酐和0.05g过氧化二苯甲酰放入聚合瓶中（见实验5中图2-5）， 再将聚合瓶连接在 空抽排装置上，进行抽真空和充氨气侯作以排除瓶内空气，反复 次后，在充氨情况下将瓶取下，用止血钳夹住出料口 六、用圳川料管量取15ml乙酸乙酯，在保证不进入空气的情祝下力入到已充氮的聚合瓶中， 充分摇晃使固体溶解。再用注射器将0.6ml苯乙烯加入到聚合瓶中，充分摇匀。 1、将聚合瓶用单爪夹夹住放入80℃水浴中，时耀显，在反应15min之内 注意放气三次，以防止聚合瓶盖被冲开。一小时后结束反应。 将聚合瓶取出，室温冷却，再用冷水冷却全室温。然后将瓶盖打开，将聚 合液倒入烧杯内，一边搅拌一边加入工业酒精，出现白色沉淀金聚合物全部析出。 用布氏漏斗在水泉上抽滤，产物置于通风柜中晾干，称量，计算产率。 结果与讨论 八，记录反应物实际加入量，每隔10mm记录一次反应情况。 2、根据所得产物质量计算反应产率。 3、思考题 (1)说明苯乙烯-顺丁烯二酸酐交替共聚原理并写出共聚物结构式？何用化学分析法 和仪器分析法确定共聚物结构？ (2)如果苯乙烯和顺丁烯二酸酐不是等物质的量投料，如何计算产率？ (3)比较溶液聚合和沉淀聚合的优缺点 九、 试验拓展 【、苯乙烯-顺丁烯二酸杆交替物经水解可制成溶于水的树脂，该树脂可用作表面活性剂、 光亮剂和成膜剂等，无毒安全。其制备方法很简单：称取0.5g5%NaOH水溶液3ml加 入试管中， 将试管放入80℃恒温水浴中 不时用搅拌棒搅拌，全聚合物完全溶解，将 产品倒入表面皿中，放入80℃烘箱中干燥即行。 一、顺丁烯二酸肝还可与苯并呋响反应生成交替共聚物：聚[2,3(2,3二氢苯并呋暗二 基)4-(25二氧代一氧杂环戊二基小。将顺丁烯二酸酐、氯苯、苯并吠喃和偶氨二异了 酷在氢气保护下九入两口烧瓶中，混合均匀，在恒温油浴中振荡反应，在这一时因中 址物 逐渐分离出来，最后得到浅黄色的被溶剂溶胀的紧 状聚合物。 然后将反应物 倒入甲苯中沉淀，用多孔漏斗在氨气保护下过滤，先后用甲苯和无水乙醚洗涤，减压于 绿，即得白色粉状的交替共聚物 十二、背景知识 工业生产多采用以苯为介质的沉淀聚合工艺，工艺简单、产率高、分子量高，但是苯的毒性 很大，易造成对人身和环境的污染，若采用溶液聚合，聚合速率低，分子量小且后处理复杂