实验59苯乙烯-丁二烯共聚合实验设计 一、目的要求 掌搔以苯乙烯、 丁二烯为单体,针对目标产物进行聚合实验设计的基本原理。 2、进行不问聚合机理、聚合方法的选择及确定。 3、在体系组成原理、作用、配方设计、用量确定等方面得到初步锻炼。 4、初步对聚合工艺条件的设胃有所了解罩屋。 5、对课所学理论进一步深入理解,对实验室所做实验的理论依据有清楚认识,达 到理论与实际应用相结合 二、基本原理 苯乙烯、丁二烯是两种来源广泛的廉价单体,目前都己实现工业化生产,均形成系列化 产品。聚苯乙烯为典型的热塑性塑料,聚丁二烯为典型的弹性体,两者的结合则形成一系列 不同于 者的新的聚合物,通过苯乙烯和丁二烯的士 企今已实现工业化生产的主要共聚 物有:合成橡胶的第一大品种,采用自山基乳液聚合法生产的乳聚丁苯橡胶(E-SBR):近 年来新兴起的所谓节能橡胶,采用阴离子溶液聚合法生产的溶聚丁苯橡胶(S-SBR):有第 三代橡胶之称的热塑性弹性体,采用阴离子溶液聚合法生产的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三揿段 共聚物(SBS):通时以橡胶改性的用涂广泛的高抗冲聚苯乙烯,采用自山基本体-悬浮聚合 法生产的丁二烯-苯乙烯接技共聚物(HS)等 苯乙烯 二烯共聚合试验设计足以共聚物目标产物的性能为出发点 进而推断出具有 此种性能共聚物的大分子结构:山共聚物分子结构可确定所要采用的聚合机理和聚合方法 再确定聚合配方及聚合工艺条件,在此基础上进行聚合:最后对产物进行结构分析及性能测 试,结果用于对所确定的合成路线进行修订。下面以星型热塑性弹性体(SBR为例说明设 合成的且体实施 )分子结构的确定 1、目标产物为一种弹性体,因此大分子链结构应以聚丁二烯为主。作为橡胶的聚丁 烯要体现出弹性,需经硫化形成以化学键为连接点的三维侧络结构才小成,这样一来就失去了 热塑性。山于聚苯乙烯和聚丁二烯内聚能的不同,两者混合时会出现“相分离”现象,能 利用聚苯乙烯的热期性,在大分子聚集态中以“物甲交联点”的形式代替化学牌形成一维网 络结构,则可实现具有塑料加工成型特色 的弹性体 考虑日标产 物为星型结构 ,大分子链结构应设计为嵌段共聚物结构,月聚丁二婚处 于中间,而聚苯乙烯处于外端(为什么?)。为证弹性及一定的强度,设计苯乙烯/门丁二 烯=30/70(为什么?)。 (二聚合机理及聚合方法的确定 1、对于合成嵌段共聚合来说,最好的聚合机理采用阴离子活性聚合,而丁二烯、苯乙 烯均为有 π结构的共轭单 利于进行阴离子聚合(为什么 2、具体聚合路线为以单锂引发剂引发,先合成出聚苯乙烯-丁二烯的活性链,耳加入偶 联剂,四氯化硅,进行偶联反应,形成具有四臂结构的星型聚合物。 3、山于活性链与偶联剂的偶联反应为聚合物的化学反应,为保证反应完全,且有利于 传热、传质算原因考虑,采用溶液爽合。 (三)聚合配方及工艺条件的确定 1、聚合配方 引发剂根据要有较高的活性和适当的稳定性的原则,选用正丁基锂做引发剂。用量按 阴离子计量聚合原理,以星型聚合物每臂相对分子质量为方计(为什么?)