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苯乙烯的自由基和阴离子聚合及聚苯乙烯的表征
周思锦 20**********
摘要:聚苯乙烯是一种由苯乙烯单体通过自由基加聚反应合成的聚合物。本实验通过自由基聚合和阴离子聚合两种方式制得聚苯乙烯,并通过改变引发剂和单体的用量,合成了不同分子量的苯乙烯,初步探究了不同比例的引发剂对苯乙烯聚合的影响。
关键词:苯乙烯聚苯乙烯自由基聚合阴离子聚合分子量
0 引言
实验原理:
聚苯乙烯是广泛应用的聚合物材料,一般由单体苯乙烯通过自由基聚合生产。要获得窄分布的聚苯乙烯,则须通过阴离子聚合反应的方法。
不溶于水的单体以小液滴状态悬浮在水中进行的聚合反应叫悬浮聚合,又叫珠状聚合。体系主要由四个部分组成:单体、引发剂、水和分散剂。单体液层在搅拌的剪切力作用下分散成微小液滴,粒径的大小主要由搅拌的速度决定。由于油水两相间的表面张力可使液滴粘结,必须加入分散剂降低表面张力,保护液滴,使形成的小珠有一定的稳定性。分散剂可用溶于水的聚乙烯醇、明胶等高分子或不溶水的无机盐,如 CaCO3、 BaSO4 等。对孤立的小珠本身而言,实际上仍是本体聚合。
阴离子聚合是活性聚合和化学聚合。活性聚合技术是目前合成单分散特定分子量的聚合物的一种方法。阴离子活性聚合物的分子量可通过单体浓度和引发剂的浓度来控制:
Xn=n[单体浓度]/[引发剂浓度](双阴离子引发 n=2,单离子引发n=1),分子量分布指数接近 1。
聚合物的分子量及其分布不但是高分子合成中的重要控制指标,也是聚合物的最基本的结构参数,它们对聚合物的力学性能和加工性能有很大影响。聚合物的分子量是一个平均值,根据统计方法的不同,可分为数均分子量、重均分子量、 z均分子量和粘均分子量。实验目的:
1. 掌握高分子化学合成实验的基本技能和物理实验方法;
2. 掌握自由基聚合、阴离子聚合的原理及特点;
3. 了解单体的纯化、引发剂的精制及阴离子引发剂 RLi 的制备方法;
4. 了解苯乙烯的性能和制法及一般用途;
5. 掌握高分子分子量及其分布的表示及测定原理和方法;
1 实验部分
试剂与仪器

苯乙烯,过氧化苯甲酰(BPO),聚乙烯醇(PVA1788 1750),四氢呋喃,钠,正丁基锂,环己烷,甲醇,氯仿,无水氯化钙,氢氧化钠,乙醇,邻苯二甲酸二丁酯,食盐,羧甲基纤维素(CMC)

红外灯,电动搅拌器,磁力搅拌器,氮气瓶,油泵,螺旋夹,橡皮塞,翻口橡皮塞,水浴锅,100ml三口瓶,250mL 三口瓶,回流冷凝管,
250ml 分液漏斗,100ml 烧杯,100ml量筒,10mL 量筒,注射器,注射针头,无水无氧操作系统,玻璃棒,玻璃管,试管(10mL), 过滤瓶(50mL),布氏漏斗(4cm),培养皿,磨口弯头,注射器(10mL,50mL,各二)。
实验步骤
(一)单体的纯化、引发剂的精制和正丁基锂的制备
1. 苯乙烯的纯化
取苯乙烯以碱洗涤,然后用水洗至中性,萃取分液,干燥待用。
的精制
取BPO溶于氯仿中,过滤,向滤液中滴入冰盐冷却的甲醇,真空干燥待用。
(二)苯乙烯的悬浮聚合和阴离子聚合

取阴离子聚合装置,接上无水无氧干燥系统,先排除试管