苯乙烯聚合的基本原理

苯乙烯聚合的基本原理

苯乙烯聚合是一种重要的聚合反应，它是指将苯乙烯单体分子连接在一起，形成长链或交联聚合物的过程。苯乙烯聚合的基本原理涉及两个关键步骤：引发反应和聚合链的生长。

首先，聚合反应的引发步骤是至关重要的。引发剂是一种化学物质，它能够产生自由基（一个不稳定的分子，具有未成对电子）。最常用的引发剂是过氧化物，例如过氧化苯甲酰（BPO）或过氧化丙酮（PA），它们通过热或紫外线的作用可以分解产生自由基。

当引发剂分解形成自由基之后，它们会与苯乙烯中的一个单体相互作用，从而形成一个新的自由基。这个自由基可以进一步反应，将新的自由基转移到另一个苯乙烯分子上，继续聚合反应。这种传递自由基的过程称为链引发反应。

其次，聚合链的生长步骤是聚合反应的核心。一旦自由基传递给另一个苯乙烯分子，它会重新结合并形成一个新的自由基，从而引发下一个聚合反应。这种聚合链的生长过程是一个连续的循环，在引发剂存在的情况下可以持续进行。

聚合链的生长可以分为两种机制：自由基聚合和离子聚合。

自由基聚合是最常见的聚合机制。在这种机制下，自由基通过与其他苯乙烯单体相互作用来增长聚合链。这种反应发生在高温下，通常在50-120摄氏度的范围

内进行。自由基聚合反应速度较快，但产生的聚合物分子结构通常是随机的。

离子聚合是另一种聚合机制。在这种机制下，引发剂会引发苯乙烯分子的阳离子或阴离子的形成。聚合链通过逐步加入苯乙烯分子来增长，形成规则有序的结构。离子聚合一般在低温下进行，通常在-78摄氏度以下。

总体而言，苯乙烯聚合是一种重要的聚合反应，可以通过引发剂产生自由基或离子，并通过聚合链的生长将单体连接成聚合物。这个过程可以通过自由基聚合或离子聚合进行，并且可以在不同温度下进行。苯乙烯聚合广泛应用于塑料、橡胶、纺织品和涂料等领域，对于提高产品的性能和改善性能具有重要的意义。

(完整)苯乙烯的本体聚合

实验一：苯乙烯的本体聚合 一、实验目的： 1.通过实验，了解自由基聚合反应特点; 2.掌握苯乙烯的本体聚合的试验方法。 二、实验原理: 聚苯乙烯(PS）是一种无色透明的热塑性塑料，是以苯乙烯为单体通过加聚反应得到的线性高分子化合物，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。 苯乙烯的聚合有三种方式：自由基聚合、阴离子聚合和阳离子聚合。 本实验采用自由基聚合。引发剂：偶氮二异丁睛 自由基聚合的机理 反应条件要求无氧，避免引发剂分解 三、实验仪器与药品: 四、实验步骤 1.苯乙烯精制:去除里面的阻聚剂，酚类物质—部分同学做 在500ml的分液漏斗中装入250ml的苯乙烯，每次用50ml的5%NaOH水溶液洗涤数次,至无色后再用蒸馏水洗至呈中性，然后加入适量的无水Na2SO4放置干燥。干燥后的苯乙烯在进行减压蒸馏,收集60度/5.33Kpa 的馏分.

实验室减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气（减压）、安全保护和测压四部分组成。 蒸馏部分由蒸馏瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。克氏蒸馏头可减少由于液体暴沸而溅入冷凝管的可能性；毛细管是作为气化中心，使蒸馏平稳，避免液体过热而产生暴沸冲出现象。 蒸出液接受通常用多尾接液管连接两个或三个梨形或圆形烧瓶,在接受不同馏分时，只需转动接液管，在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝或薄壁的玻璃仪器.尤其不能用不耐压的平底瓶（如锥形瓶等），以防止内向爆炸 结合前段时间做的实验总结了下面几条: 1。蒸馏瓶内液体不可超过其体积的一半,因为减压下蒸汽的体积比常压下大得多。 2.正式蒸馏前的关键步骤：空试。以保证真空度能达标.装好仪器后首先检查气密性。 3.加料后,先向空试操作一样，是真空泵稳定在所需数值上,在开始加热.因为减压下物质熔沸点会降低，加热的过程中抽真空的话可能会引起液体暴沸。 4.加热过程中，避免蒸汽过热，仪器不能有裂缝，不能使用薄壁及不耐压的仪器。 5.实验结束时要先停止加热，一走热源，再稍微抽片刻，是蒸馏瓶以及残留液冷却，慢开活塞，带压力回复后，停泵，移走热源。 这一部分重点掌握减压蒸馏的操作 2。偶氮二异丁睛的精制 偶氮二异丁腈的精制：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。偶氮二异丁基是一种有机化合物，可采用常规的重结晶方法进行精制。 （1）在500ml锥形瓶中加入200ml 95%的乙醇，然后在80℃水浴中加热至乙醇将近沸腾。迅速加入20克偶氮二异丁腈，摇荡使其溶解；(2)溶液趁热抽滤,滤液冷却后，即产生白色晶体.若冷却至室温仍无结晶产生,可将锥形瓶置于冰水中冷却片刻，即会产生结晶；（3）结晶出现后静置30min,用布氏漏斗抽滤.滤饼摊开于表面皿中,自然干燥至少24h,然后置于真空干燥箱中干燥24ｈ。称量，计算产率；（4)精制后的偶氮二异丁腈置于棕色瓶中低温保存备用。 3。苯乙烯的本体聚合（自由基聚合） 取三口瓶，加入0。15g偶氮二异丁睛，再加入15ml精制的苯乙烯， 三口瓶通氮气，85度恒温水浴中进行聚合 聚合时间30min左右,过程中，发现瓶内液体逐渐粘稠，变为乳白色,搅拌发生困难，停止加热，取出三口瓶，趁热将粘液倒入洗净的干燥烧杯中,冷却。 加入20ml甲苯。搅拌粘稠液体，再将聚合物溶液在搅拌下慢慢倒入盛有40ml的乙醇小烧杯中，使苯乙烯沉析出来。 过滤，烘干，称重，计算转化率。 五、实验结果与数据处理 六、实验小结

苯乙烯聚合

苯乙烯悬浮聚合 一、实验目的 （1）了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用； （2）了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点； （3）通过实验，了解苯乙烯单体在聚合反应上的特性。 二、实验原理 悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。根据聚合物在单体中溶解与否，可得透明状聚合物或不透明不规整的颗粒状聚合物。像苯乙烯、甲基丙烯酸酯，其悬浮聚合物多是透明珠状物，故又称珠状聚合；而聚氯乙烯因不溶于其单体中，故为不透明、不规整的乳白色小颗粒(称为颗粒状聚合)。 悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。由于单体以小液滴形式分散在水中，散热表面积大，水的比热大，因而解决了散热问题，保证了反应温度的均一性，有利于反应的控制。悬浮聚合的另一优点是由于采用悬浮稳定剂，所以最后得到易分离、易清洗、纯度高的颗粒状聚合产物，便于直接成型加工。

可作为悬浮剂的有两类物质:一类是可以溶于水的高分子化合物，如聚乙烯醇、明胶、聚甲基丙烯酸钠等。另一类是不溶于水的无机盐粉末，如硅藻土、钙镁的碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等。悬浮剂的性能和用量对聚合物颗粒大小和分布有很大影响。一般来讲，悬浮剂用量越大，所得聚合物颗粒越细，如果悬浮剂为水溶性高分子化合物，悬浮剂相对分子质量越小，所得的树脂颗粒就越大，因此悬浮剂相对分子质量的不均一会造成树脂颗粒分布变宽。如果是固体悬浮剂，用量一定时，悬浮剂粒度越细，所得树脂的粒度也越小，因此，悬浮剂粒度的不均匀也会导致树脂颗粒大小的不均匀。 为了得到颗粒度合格的珠状聚合物，除加入悬浮剂外，严格控制搅拌速度是一个相当关键的问题。随着聚合转化率的增加，小液滴变得很粘，如果搅拌速度太慢，则珠状不规则，且颗粒易发生粘结现象。但搅拌太快时，又易使颗粒太细，因此，悬浮聚合产品的粒度分布的控制是悬浮聚合中的一个很重要的问题。 掌握悬浮聚合的一般原理后，本实验仅对苯乙烯单体及其在珠状聚合中的一些特点作一简述苯乙烯是一个比较活泼的单体，易起氧化和聚合反应。在贮存过程中，如不添加阻聚剂即会引起自聚。但是，苯乙烯的游离基并不活泼，因此，在苯乙烯聚合过程中副反应较少，不容易有链支化及其它歧化反应发生。链终止方式据实验证明是双基结合。另外，苯乙烯在聚合过程中凝胶效应并不特别显著，在本体及悬浮聚合中，仅在转化率由50%~70%时，有一些自动加速现象。因此，苯乙烯的聚合速度比较缓慢，例如与甲基丙烯酸甲酯相比较，在用同量的引发剂时，其所需的聚合时间

苯乙烯的悬浮聚合

苯乙烯的悬浮聚合 一、实验目的 1.学习悬浮聚合的原理。 2.掌握悬浮聚合的操作方法。 3.了解各种操作条件对合成树脂粒径的影响。 二、实验原理 悬浮聚合通常是依靠激烈的机械搅拌使含有引发剂的单体分散成直径为 0.01~5mm的单体液滴而悬浮于水中。这样，每一个小滴都是一个微型聚合场所，因小 滴的粒径甚小而且水的粘度低，所以传热效果好，整个聚合体系的温度比较容易控制。 因为悬浮体系在热力学上不稳定，故需搅拌和加入悬浮稳定剂以维持稳定。悬浮聚合的配方一般至少有四个组分，即单体、引发剂、水和悬浮稳定剂。悬浮就和中单体不能溶于水，否则就不能使单体分散成小珠滴。不溶于水的单体，如苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯等。 引发剂（溶于单体），如过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、十二烷基过氧化物等。 悬浮稳定剂有三种：（1）水溶性高分子化合物，如明胶、琼脂、果胶、藻朊酸盐、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐（或聚甲基丙烯酸盐）、聚乙烯基吡咯烷酮、聚甲基丙烯酰胺等。（2）非水溶性矿物质，如矾土、硅胶、磷酸钙、硫酸钡、碳酸镁等。。 （3）可溶性电解质，如氯化钠、氯化钾、硫酸钠、焦磷酸钠等。 悬浮稳定剂的作用在于调节聚合物的表面张力、比重、粘度，避免单体液滴在水相中粘结。例如：添加食盐等电解质当做辅助稳定剂，可用来降低单体与水的相容性、调节水相的比重、表面张力及粘度。 影响粒径的主要因素有下列几点：（1）搅拌速度越快，液滴越小。（2）单体与水的比例越大，粒径越大。通常为1:2左右（实验室中水用量可大一些）。（3）悬浮稳定剂的种类及添加量。（4）搅拌叶片的宽度及位置。 悬浮聚合具有下列特征： ①单体不溶于水。 ②可得圆柱状粒子，机械强度大。 ③聚合热易扩散到水中。 ④加入分散剂，时颗粒不能聚集在一起。 ⑤没有副产品。 ⑥无公害（不用有机溶剂）。 其缺点为 ①单位反应器的产量少。 ②因聚合珠粒上必附有残余的悬浮稳定剂，其纯度不如本体聚合产品。 ③无法进行连续式聚合。 三、仪器及药品 三口烧瓶、温度计、搅拌器、水浴锅、铁架台、冷凝管、量筒、烧杯、抽滤装置 苯乙烯、聚乙烯醇、去离子水、 四、实验步骤 1．取16ml苯乙烯，0.3g BPO 于三口烧瓶溶解。 2．取20ml 1.5%的聚乙烯醇溶液加130ml水加入三口烧瓶。 3．在30min内升温到80~90℃反应1h 4．反应达到1.5h观察反应液有液珠产生，将反应液倒入去离子水中得到透明珍珠粒状物。

苯乙烯悬浮聚合

实验名称：苯乙烯悬浮聚合 一.实验目的 1.了解悬浮聚合的配方及各组份的作用。 2.了解控制粒径的条件。 3. 掌握苯乙烯悬浮聚合的实验方法。 二．实验原理 悬浮聚合是指油溶性单体在溶有分散剂（或称悬浮剂）的水中，借助于搅拌作用分散成细小液滴进行的聚合反应。悬浮聚合在工业上的应用还有比较多的，根据聚合物在水中的溶解情况，可合成不同形态的悬浮聚合物，若聚合物不溶于单体，则产物呈不透明、不规整的颗粒状，如氯乙烯等单体的聚合；若聚合物溶于单体，则可得到透明的珠状产品，因此又可称为珠状聚合，如苯乙烯等单体的聚合。 苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下液滴达到一定的大小和分布。而这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后与水分层，同时聚合到一定程度以后的液滴中溶有的发粘聚合物亦可使液滴相粘结。因此，悬浮聚合体系还需加入分散剂。 悬浮聚合中，在每一个被分散的小液滴中，恰似一个本体聚合的微反应器，其聚合速度和平均相对分子质量以及产物的性质，都与在相同条件下本体聚合所得到的相仿。不过其毕竟是在非均相的体系中进行，它的全部反应过程是处于亚稳态的。因此据合众搅拌速度和分散剂的种类及用量是控制所得聚合物颗粒形态和大小的主要因素。 悬浮聚合的主要优点有：以水为介质，体系粘度低，易传热和控温；产物分子质量比溶液聚合高，分子质量分布均匀；杂质含量比乳液聚合的低；后处理工序比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本低，固体颗粒可直接使用。 悬浮聚合主要组分有四种：单体，水，分散剂，油溶性引发剂： 1、单体：单体不溶于水，如：氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯等。 2、水：作为热传导介质。 3、分散剂：包括水溶性高分子物质和水不溶性无机盐粉末两类。水溶性高分子分散剂主要有天然高分子（如明胶、甲基纤维素、羟丙基纤维素）和合成高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的盐类、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物）两类，它们的作用是吸附在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护作用，同时可阻碍液滴间的结合。无机盐粉末主要由碳酸钙、碳酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土等，它们吸附在液滴表面，起着机械隔离作用。 4、油溶性引发剂：如过氧化二苯甲酰（BPO），偶氮二异丁腈（AIBN）等。 目前悬浮聚合法主要用来生产聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯以及聚乙酸乙烯酯等。 聚苯乙烯用注模、压制、挤出等方法制成各种工业用品，如仪表外壳，仪器零件，高效绝缘制品，薄膜和日用品。聚苯乙烯泡沫塑料是优良的防震、防湿、保冷、隔音材料。 AIBN * * PVA,H2O

苯乙烯的乳液聚合

实验8 苯乙烯的乳液聚合 一、实验目的 1.通过苯乙烯乳液聚合，了解乳液和固体聚合物的制备方法 2.了解乳液聚合特点及操作方法 3.了解乳液聚合的原理及各组分的作用 二、实验原理 聚苯乙烯树脂是一种无色透明的热塑性塑料，属无定型高分子聚合物，聚苯乙烯大分子键的侧基为苯环，大体积苯环侧基的无规排列决定了苯乙 烯物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高、性脆等。主要分 为通用级聚苯乙烯（GPPS、俗称透苯）、抗冲击级聚苯乙烯（HIPS、俗称 改苯）和发泡级聚苯乙烯（EPS）。 乳液聚合是指将不溶或微溶于水的单体在强烈的机械搅拌及乳化剂的作用下于水形成乳状液，在水溶性引发剂的引发下进行的聚合反应。体系 主要是由单体、引发剂、乳化液和分散介质组成。乳化剂是决定乳液聚合 成败的关键，乳化剂分子是由非极性的烃基和极性基团两部分组成的。根 据极性基团的性质可将乳化剂分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子 型几类，乳液聚合与悬浮聚合有着相似之处，都是将油溶性单体分散在水 中进行聚合反应，因而也具有导热容易、聚合反应温度容易控制的优点，但与悬浮聚合又有着显著的区别，在乳液聚合中，单体虽然同样是以单体 液滴和单体增溶胶束形式分散在水中的。但是由于采用的是水溶性引发剂，因而聚合反应不是发生在单体液滴内，而是发生在增溶胶束内形成M/P（单 体/聚合物）乳胶粒，每一个M/P乳胶粒仅含有一个自由基，因而聚合反 应速率主要决定于M/P乳胶粒的数目，也取决于乳化剂的浓度，由于胶束 颗粒比悬浮聚合的单体液滴小很多，因而乳液聚合得到的聚合物粒子也比 悬浮聚合的小的多。乳液聚合能在高聚合速率下获得高分子量的聚合产物，且聚合反应温度通常都较低，特别是如果是用氧化还原引发剂时，聚合反 应可在室温下进行。乳液聚合的不足之处在于聚合体系及后处理工艺复杂。 本实验采用最典型的乳液聚合配方：不溶于水的单体，溶于水的乳化剂和引发剂，且生成的聚合物可溶于单体中，故可视为理想的乳液聚合体系，

苯乙烯聚合的基本原理

苯乙烯聚合的基本原理 苯乙烯聚合是一种重要的聚合反应，它是指将苯乙烯单体分子连接在一起，形成长链或交联聚合物的过程。苯乙烯聚合的基本原理涉及两个关键步骤：引发反应和聚合链的生长。 首先，聚合反应的引发步骤是至关重要的。引发剂是一种化学物质，它能够产生自由基（一个不稳定的分子，具有未成对电子）。最常用的引发剂是过氧化物，例如过氧化苯甲酰（BPO）或过氧化丙酮（PA），它们通过热或紫外线的作用可以分解产生自由基。 当引发剂分解形成自由基之后，它们会与苯乙烯中的一个单体相互作用，从而形成一个新的自由基。这个自由基可以进一步反应，将新的自由基转移到另一个苯乙烯分子上，继续聚合反应。这种传递自由基的过程称为链引发反应。 其次，聚合链的生长步骤是聚合反应的核心。一旦自由基传递给另一个苯乙烯分子，它会重新结合并形成一个新的自由基，从而引发下一个聚合反应。这种聚合链的生长过程是一个连续的循环，在引发剂存在的情况下可以持续进行。 聚合链的生长可以分为两种机制：自由基聚合和离子聚合。 自由基聚合是最常见的聚合机制。在这种机制下，自由基通过与其他苯乙烯单体相互作用来增长聚合链。这种反应发生在高温下，通常在50-120摄氏度的范围

内进行。自由基聚合反应速度较快，但产生的聚合物分子结构通常是随机的。 离子聚合是另一种聚合机制。在这种机制下，引发剂会引发苯乙烯分子的阳离子或阴离子的形成。聚合链通过逐步加入苯乙烯分子来增长，形成规则有序的结构。离子聚合一般在低温下进行，通常在-78摄氏度以下。 总体而言，苯乙烯聚合是一种重要的聚合反应，可以通过引发剂产生自由基或离子，并通过聚合链的生长将单体连接成聚合物。这个过程可以通过自由基聚合或离子聚合进行，并且可以在不同温度下进行。苯乙烯聚合广泛应用于塑料、橡胶、纺织品和涂料等领域，对于提高产品的性能和改善性能具有重要的意义。

高分子化学实验 苯乙烯的乳液聚合

实验名称苯乙烯的乳液聚合2013级高分子2班 覃秋桦 1314171027 林夏洁 1314171014

一、实验目的 1. 通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质 量的影响，从而了解乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用，尤其是乳化剂的作用。 2. 掌握制备聚苯乙烯胶乳的方法，以及用电解质凝聚胶乳和净化聚 合物的方法。 二、实验原理 乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下，分散在介质中加入水溶性 引发剂，在机械搅拌或振荡情况下进行非均相聚合的反应过程。它 不同于溶液聚合，又不同于悬浮聚合，它是在乳液的胶束中进行的 聚合反应，产品为具有胶体溶液特征的聚合物胶乳。乳液聚合体系 主要包括:单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂，还有调节剂、pH 缓冲剂及电解质等其他辅助试剂，它们的比例大致如下: 水(分散介质)：60%~80%；(占乳液总质量)；单体：20%~40% (占乳液总质量) ；乳化剂：0.1%~5% (占单体质量) ；引发剂：0.1%~0.5%(占单体质量)；调节剂：0.1%~1%(占单体质量)；其他：少量。乳化剂是乳 液聚合中的主要组分，当乳化剂水溶液超过临界胶束浓度时，开始 形成胶束。在一般乳液配方条件下，由于胶束数量极大，胶束内有 增溶的单体，所以在聚合早期链引发与链增长绝大部分在胶束中发生，以胶束转变为单体聚合物颗粒，乳液聚合的反应速度和产物 相对分子质量与反应温度、反应地点、单体浓度、引发剂浓度和单 位体积内单体聚合物颗粒数目等有关。而体系中最终有多少单体-聚 合物颗粒主要取决于乳化剂和引发剂的种类和用量。当温度、单体 浓度、引发剂浓度、乳化剂种类一定时，在一定范围内，乳化剂用 量越多、反应速度越快，产物相对分子质量越大。乳化剂的另一作 用是减少分散相与分散介质间的界面张力，使单体与单体-聚合物颗 粒分散在介质中形成稳定的乳浊液。 乳液聚合的优点是：①聚合速度快、产物相对分子质量高。②由 于使用水作介质，易于散热、温度容易控制、费用也低。③由于聚 合形成稳定的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、粘合剂、织 物浸渍等。如需要将聚合物分离，除使用高速离心外，亦可将胶乳 冷冻，或加入电解质将聚合物凝聚，然后进行分离，经净化干燥后，可得固体状产品。它的缺点是:聚合物中常带有未洗净的乳化剂和电

苯乙烯综合实验---苯乙烯悬浮聚合

苯乙烯综合实验---苯乙烯悬浮聚合 一.实验目的 1.了解悬浮聚合的配方及各组份的作用。 2.了解控制粒径的条件。 3. 掌握苯乙烯悬浮聚合的实验方法。 二．实验原理 悬浮聚合是指油溶性单体在溶有分散剂（或称悬浮剂）的水中，借助于搅拌作用分散成细小液滴进行的聚合反应。悬浮聚合在工业上的应用还有比较多的，根据聚合物在水中的溶解情况，可合成不同形态的悬浮聚合物，若聚合物不溶于单体，则产物呈不透明、不规整的颗粒状，如氯乙烯等单体的聚合；若聚合物溶于单体，则可得到透明的珠状产品，因此又可称为珠状聚合，如苯乙烯等单体的聚合。 苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下液滴达到一定的大小和分布。而这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后与水分层，同时聚合到一定程度以后的液滴中溶有的发粘聚合物亦可使液滴相粘结。因此，悬浮聚合体系还需加入分散剂。 悬浮聚合中，在每一个被分散的小液滴中，恰似一个本体聚合的微反应器，其聚合速度和平均相对分子质量以及产物的性质，都与在

相同条件下本体聚合所得到的相仿。不过其毕竟是在非均相的体系中进行，它的全部反应过程是处于亚稳态的。因此据合众搅拌速度和分散剂的种类及用量是控制所得聚合物颗粒形态和大小的主要因素。 悬浮聚合的主要优点有：以水为介质，体系粘度低，易传热和控温；产物分子质量比溶液聚合高，分子质量分布均匀；杂质含量比乳液聚合的低；后处理工序比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本低，固体颗粒可直接使用。 悬浮聚合主要组分有四种：单体，水，分散剂，油溶性引发剂： 1、单体：单体不溶于水，如：氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯等。 2、水：作为热传导介质。 3、分散剂：包括水溶性高分子物质和水不溶性无机盐粉末两类。水溶性高分子分散剂主要有天然高分子（如明胶、甲基纤维素、羟丙基纤维素）和合成高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的盐类、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物）两类，它们的作用是吸附在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护作用，同时可阻碍液滴间的结合。无机盐粉末主要由碳酸钙、碳酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土等，它们吸附在液滴表面，起着机械隔离作用。 4、油溶性引发剂：如过氧化二苯甲酰（BPO），偶氮二异丁腈（AIBN）等。 目前悬浮聚合法主要用来生产聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯以及聚乙酸

苯乙烯的悬浮聚合

一、实验目的 1.了解悬浮聚合的特点和反应机理。 2.掌握悬浮聚合的工艺特点及配方中每个组分的作用。 二、实验原理 悬浮聚合是指油溶性单体在溶有分散剂（或称悬浮剂）的水中，借助于搅拌作用分散成细小液滴进行的聚合反应。悬浮聚合在工业上的应用还有比较多的，根据聚合物在水中的溶解情况，可合成不同形态的悬浮聚合物，若聚合物不溶于单体，则产物呈不透明、不规整的颗粒状，如氯乙烯等单体的聚合；若聚合物溶于单体，则可得到透明的珠状产品，因此又可称为珠状聚合，如苯乙烯等单体的聚合。苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下液滴达到一定的大小和分布。而这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后与水分层，同时聚合到一定程度以后的液滴中溶有的发粘聚合物亦可使液滴相粘结。因此，悬浮聚合体系还需加入分散剂。悬浮聚合中，在每一个被分散的小液滴中，恰似一个本体聚合的微反应器，其聚合速度和平均相对分子质量以及产物的性质，都与在相同条件下本体聚合所得到的相仿。不过其毕竟是在非均相的体系中进行，它的全部反应过程是处于亚稳态的。因此据合众搅拌速度和分散剂的种类及用量是控制所得聚合物颗粒形态

和大小的主要因素。 悬浮聚合的主要优点有：以水为介质，体系粘度低，易传热和控温；产物分子质量比溶液聚合高，分子质量分布均匀；杂质含量比乳液聚合的低；后处理工序比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本低，固体颗粒可直接使用。 悬浮聚合主要组分有四种：单体，水，分散剂，油溶性引发剂：单体：单体不溶于水，如：氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯等。水：作为热传导介质。分散剂：水溶性高分子分散剂主要有天然高分子（如明胶、甲基纤维素、羟丙基纤维素）和合成高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的盐类、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物)两类，它们的作用是吸附在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护作用，同时可阻碍液滴间的结合。油溶性引发剂：如过氧化二苯甲酰(BPO),偶氮二异丁腈(AIBN)等。 三、实验仪器与药品 1.实验仪器：磨口三颈瓶、磨口球形冷凝管、玻璃搅拌棒、量筒、烧杯、培养皿、布氏漏斗及配套吸滤瓶、温度计、机械搅拌器、水浴、不同目数的铜网筛。 2.实验试剂：经减压蒸馏的苯乙烯、经重结晶的偶氮二异丁腈(AIBN)、 0.1%聚乙烯醇溶液（聚乙烯醇醇解度为88%）。 四、实验步骤 1.准确称取0.4 g AIBN于一洗净、干燥的小烧杯中，加入30mL提纯后的苯乙烯，溶解后待用。

苯乙烯的乳液聚合

一、实验目的 1.通过制备苯乙烯胶乳，了解乳液聚合的特点，各组份的作用。 2.掌握“理想乳液聚合体系”反应特点，以及用电解质凝聚胶乳和净化聚合物的方法。 3.掌握乳液聚合的制备工艺，了解合成共聚乳液方法和乳液稳定性的测定方法。 二、实验原理 乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下，分散在介质中加入水溶性引发剂，在机械搅拌或振荡情况下进行非均相聚合的反应过程。它不同于溶液聚合，又不同于悬浮聚合，它是在乳液的胶束中进行的聚合反应，产品为具有胶体溶液特征的聚合物胶乳。乳化剂是乳液聚合中的主要组分，当乳化剂水溶液超过临界胶束浓度时，开始形成胶束，在一般乳液配方条件下，由于胶束数量极大，胶束内有增溶的单体，所以在聚合早期链引发与链增长绝大部分在胶束中发生，以胶束转变为单体聚合物颗粒，乳液聚合的反应速度和产物相对分子质量与反应温度、反应地点、单体浓度、引发剂浓度和单位体积内单体聚合物颗粒数目等有关。而体系中最终有多少单体一聚合物颗粒主要取决于乳化剂和引发剂的种类和用量。当温度、单体浓度、引发剂浓度、乳化剂种类一泄时，在一些范围内，乳化剂用量越多、反应速度越快，产物相对分子质量越大。乳化剂的另一作用是减少分散相与分散介质间的界面张力，使单体与单体聚合物颗粒分散在介质中形成稳左的乳浊液。乳液聚合的优点是：①聚合速度快、产物相对分子质量高②由于

使用水作介质，易于散热、温度容易控制、费用也低③由于聚合形成稳左的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、粘合剂、织物浸渍等。如需要将聚合物分离，除使用高速离心外，亦可将胶乳冷冻，或加入电解质将聚合物凝聚，然后进行分离，经净化千燥后，可得固体状产品。它的缺点是：聚合物中常带有未洗净的乳化剂和电解质等杂质，从而影响成品的透明度、热稳左性、电性能等。尽管如此，乳液聚合仍是工业生产的重要方法，特别是在合成橡胶工业中应用得最多。 三、实验仪器与药品 仪器：三颈瓶、容量瓶、移液管、称量瓶、机械搅拌器、水浴锅 试剂配方： 去离子水60mL 乳化剂（十二烷基硫酸钠）0.18g 引发剂（经重结晶的过硫酸铵）20mL 单体（经减压蒸馏的苯乙烯）20mL 破乳剂(20%三氯化铝溶液) 10mL 对苯二酚水溶液（质量分数1%） 四、实验步骤 1.批量法合成聚苯乙烯乳液 准确量取20mL过硫酸铵,在装有搅拌器和冷凝管的250mL 三颈瓶中，按配方量加入去离子水及乳化剂,开动搅拌，使乳化剂逐渐溶解。此后加入单体，搅拌5min,使其充分乳化。用移液管加人5mL已配好的引发剂溶液，再逐渐将水浴升温至80℃，保持温度在

苯乙烯聚合反应机理

苯乙烯聚合反应机理 引言： 苯乙烯聚合反应是一种重要的工业化学反应，用于生产聚苯乙烯（PS），该材料在日常生活和工业中有广泛的应用。本文将介绍苯乙烯聚合反应的机理，揭示聚合过程中的关键步骤和分子间相互作用。 1. 反应起始物 苯乙烯聚合反应的起始物是苯乙烯单体，其化学式为C8H8。苯乙烯分子具有两个重要的官能团：苯环和乙烯基。苯环是稳定的芳香环，乙烯基使苯乙烯具有反应性。 2. 自由基聚合机理 苯乙烯聚合反应主要通过自由基聚合机理进行。首先，通过热或光引发剂，苯乙烯分子中的一个乙烯基发生自由基引发反应，生成一个自由基中间体。该自由基中间体具有未配对的电子，具有很高的反应性。 3. 单体添加和聚合链延长 生成的自由基中间体可以与另一个苯乙烯单体反应，形成一个新的自由基，并将新的苯乙烯单体添加到聚合链中。这个过程称为单体添加。随着反应的进行，聚合链逐渐延长，形成长链聚合物。 4. 聚合反应的链传递和终止 在苯乙烯聚合反应中，链传递和终止是不可避免的反应。链传递是

指自由基聚合链与其他分子发生反应，生成新的自由基中间体，并将聚合链转移到其他分子上。这个过程会导致聚合链的断裂和重新组合，从而改变聚合物的结构和分子量。 终止是指聚合链中的自由基与其他物质（如氧气或杂质）发生反应，导致聚合链的终止。这个过程会产生短链聚合物或不活性的聚合物。 5. 聚合反应的控制 苯乙烯聚合反应的控制是很重要的，它可以影响聚合物的结构和性质。一种常用的控制方法是通过添加控制剂，如链转移剂或抑制剂来调节聚合反应的速率和聚合度。控制剂可以与自由基中间体反应，改变聚合链的分子量和分子量分布。 6. 聚合反应的机理研究 苯乙烯聚合反应的机理研究是一个复杂的课题，需要综合应用实验和理论模拟方法。实验方法包括核磁共振、质谱、红外光谱等技术，用于分析聚合物的结构和反应过程。理论模拟方法包括量子化学计算和分子动力学模拟，用于探索聚合反应的详细机理。 结论： 苯乙烯聚合反应是一种重要的工业化学反应，具有复杂的反应机理。通过了解聚合反应的关键步骤和分子间相互作用，可以控制聚合过程，调节聚合物的结构和性质。深入研究苯乙烯聚合反应的机理，有助于提高聚合反应的效率和聚合物的质量，推动聚合物材料的发

苯乙烯生产装置聚合物的产生原因及预防措施

苯乙烯生产装置聚合物的产生原因及 预防措施 摘要：苯乙烯装置在生产过程中会产生大量热量，在这个过程中苯乙烯通过化学反应会生成新的自由基，然后形成新的聚合反应，从而产生苯乙烯聚合。因而，本文结合研究及工作实践主要研究引起苯乙烯装置引发苯乙烯聚合反应的因素，并制定相对应的策略，抑制苯乙烯聚合物的生成，确保苯乙烯装置正常生产工作，从而有效地保障化工企业的经济利益。 关键词：苯乙烯聚；聚合物；脱氢；机理 一、苯乙烯装置的工作流程分析 苯乙烯装置的工作流程：把乙苯和还没有进行脱氢的循环使用的乙苯还有水蒸气一起放入乙苯蒸发设备，设备经过反应后，加热炉会往设备中添加蒸气，使设备内的气体混合，气体混合后进入第一、第二级乙苯脱氢反应设备，通过高温和负压作用下，混合气体发生脱氢反应，继而生成苯乙烯、氢气、苯等物质。这些物质还要通过热锅炉、急冷器、空冷设备，最后才到油水分离设备。分离出来的水会通过凝液回收设备低温处理后再利用，分离出来的油则再进行精馏工序，进入粗苯乙烯塔和精苯乙烯塔，进一步再生成苤乙烯等物质。乙苯氢没有与其他物质产生反应，需求再进行循环反应。在发生反应时，物质主要进行反应的位置有三个，分别是焦油产出线、汽提塔塔釜、废热锅炉。 二、苯乙烯聚合机理及原因 （一）苯乙烯聚合机理 结合实践来看，苯乙烯生产过程中如果在进行反应作用时没有添加引发剂，苯乙烯单体发生反应的室内温度下的聚合反应较慢。温度越高，聚合反应越快。所以温度产生的热能是促进苯乙烯聚合反应的主要原因。

（二）苯乙烯聚合的原因 苯乙烯分子结构与其他物质的分子结构不同，比较容易发生聚合反应。聚合 反应生产的热能会导致苯乙烯生成新的自由基，从而发生新的聚合反应。通过研 究及结合工作实践来看，引起苯乙烯聚合反应的因素有三个。第一个是温度。苯 乙烯聚合的速度受温度影响。温度越高，聚合速度越快。如果温度超过120度， 聚合反应的速度会急聚上升，所以在设备中安装急冷器可以有效控制温度，从而 掌控苯乙烯的聚合反应。第二个是停留时间。苯乙烯聚合物在高温反应下分子会 增加，粘度会随着分子增加而增加，粘度上升也会影响分子的流动速度，苯乙烯 流动速度下降后停留时间过长会生成较多的聚合物，聚合物过多会堵塞管线。同 时日常生产过程中，废热锅炉底部由于温度较高往往聚集较多的聚合物。所以当 锅炉温度上升到94度时，会添加脱盐盐水来降低温度，但是气体物质由于温度 降低又会变成液体物质，液体物质过多又会产生苯乙烯聚合反应。第三个是原料 纯度。使用原料的纯净度深深影响着苯乙烯聚合反应。原料杂质多，聚合反应后 剩余的杂质会变成附着物，为聚合物的生产提供了反应条件。在正常反应状态下，如果乙苯中二乙苯的含量低于0.001%，二乙苯容易在温度较高的条件下反应生成 二乙烃基本这样一来往往便会导致设备堵塞。同时由于催化剂材料中含有铁离子，可以和凝液发生反应生成络合物，并且在滤网位置聚集，从而导致泵上量不足， 这就要工作人员经常切换使用泵来保证工作正常运行。 三、苯乙烯装置聚合物的预防措施 （一）加入精馏阻聚剂 苯乙烯等物质使用卸车泵运输时，要在储存罐中添加阻聚剂，而且还要根据 运输苯乙烯的浓度计算出20%-40%的乙苯作为备份原料。然后让乙苯和阻聚剂进 行融合。融合后的液体输入粗苯乙烯塔或者脱氢凝液罐里，还要按照负荷能力确 定输送量。添加阻聚剂主要是为了避免苯乙烯在进行精馏时产生融合反应。如果 不添加阻聚剂容易发生聚合反应，发生聚合反应后会导致设备阻塞，影响设备正 常运行。 （二）阻聚剂的加入

实验五 苯乙烯乳液聚合

高 分 子 化 学 实 验 报 告 实验五苯乙烯乳液聚合

苯乙烯乳液聚合 一、实验目的 1、通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质量的影响，从而了解乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用，尤其是乳化剂的作用； 2、掌握制备聚苯乙烯胶乳的方法，以及用电解质凝聚胶乳和净化聚合物的方法。 二、实验原理 所谓乳液聚合就是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合，体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发刑四种基本组分组成。 首先在乳液聚台体系中．乳化剂以四种形式存在：①以单分子的形式存在于水中．形成真溶液；②以胶束的形式存在于溶液中；③被吸附在单体球滴表面上，使单体珠滴稳定地悬浮在介质中；④吸附在乳胶粒表面上顺聚合物乳液体系稳定。其次，乳胶粒主要是由胶束形成的，叫作乳胶粒形成的胶束机理。乳液聚合的聚合反应实际上发生在乳胶粒中。乳液聚合分为四个阶段：①分三阶段；②乳胶粒生成阶段；③乳胶粒长大阶段；④聚合完成阶段。 乳液聚合的优点是：①聚合速度快、产物相对分子质量高； ②由于使用水作介质，易于散热、温度容易控制、费用也低；③由于聚合形成稳定的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、粘合剂、织物浸渍等。如需要将聚合物分离，除使用高速离心外，亦可将胶乳冷冻，或加入电解质将聚合物凝聚，然后进行分离，经净化干燥后，可得固体状产品。 乳液聚合的缺点是:聚合物中常带有未洗净的乳化剂和电解质等杂质，从而影响成品的透明度、热稳定性、电性能等。尽管如

此，乳液聚合仍是工业生产的重要方法，特别是在合成橡胶工业中应用得最多。 三、实验药品及仪器 药品：苯乙烯、过硫酸钾、十二烷基磺酸钠、蒸馏水、氯化钠 仪器：三口瓶、回流冷凝管、电动搅拌器、恒温水浴锅、温度计、量筒、烧杯、布氏漏斗、抽滤瓶、水泵、电子天平 实验装置如下图： 四、实验步骤及现象 步骤现象分析 在装有温度计、搅拌器、水冷凝管的150 mL三颈瓶中加入50 mL去离子水(或蒸馏水)、 0.3000g乳化剂（用十二烷基磺酸钠）。开始搅拌并水浴加热，当乳化剂溶解后，瓶内温度达80℃左右时，加入0.3000g K2S2O8溶液（配成10mL溶刚加入乳化剂时乳化 剂不溶解或部分溶 解，呈白色，随着温 度的升高，乳化剂逐 渐溶解，最后完全溶 解溶液呈无色。 白色K2S2O8加水溶解， 呈无色。 加入苯乙烯单体后， 溶液由无色变为乳白 色，且随着单体的加 入乳白色越来越深。 迅速升温后，随着反 十二烷基磺酸钠的烃 基较大，在冷水中溶 解度较小，随着温度 的升高，乳化剂之间 的相互作用力减弱， 从而被溶解。 K2S2O8易溶于水。 出现兰色荧光是因为 引发剂与单体在温度 较高下反应后，生成 的分子不稳定，处于 激发态，分子衰变为 基态或低激发态时发

苯乙烯聚合温度

苯乙烯聚合温度 苯乙烯是一种常见的塑料原料，广泛应用于各种塑料制品的生产中。苯乙烯聚合是苯乙烯制备的重要步骤之一，而温度是影响苯乙烯聚合反应的重要因素之一。本文将从苯乙烯聚合的基本原理、影响苯乙烯聚合温度的因素以及合理控制苯乙烯聚合温度等方面进行探讨。 二、苯乙烯聚合的基本原理 苯乙烯聚合是指将苯乙烯单体分子通过化学反应连接起来形成 高分子化合物的过程。苯乙烯聚合反应一般采用自由基聚合反应机理，即在引发剂的作用下，苯乙烯单体分子中的双键发生开裂，生成自由基，自由基与其他苯乙烯单体分子相互作用，连接起来形成高分子化合物。 三、影响苯乙烯聚合温度的因素 苯乙烯聚合温度是影响苯乙烯聚合反应的重要因素之一，以下是影响苯乙烯聚合温度的主要因素： 1、引发剂种类和用量 引发剂是苯乙烯聚合反应的重要组成部分，不同的引发剂种类和用量会影响苯乙烯聚合反应的速率和温度。 2、单体浓度 单体浓度是影响苯乙烯聚合反应速率的重要因素之一，单体浓度越高，苯乙烯聚合反应速率越快，温度也会相应升高。 3、反应器尺寸和形状 反应器尺寸和形状会影响苯乙烯聚合反应的传热和传质过程，从

而影响反应温度和速率。 4、催化剂种类和用量 催化剂是苯乙烯聚合反应中的重要组成部分，不同的催化剂种类和用量会影响苯乙烯聚合反应的速率和温度。 四、合理控制苯乙烯聚合温度 合理控制苯乙烯聚合温度对于提高苯乙烯聚合反应的效率和降低生产成本具有重要意义。以下是合理控制苯乙烯聚合温度的几点建议： 1、选择合适的引发剂种类和用量，控制好反应温度，使反应速率和温度保持在适宜的范围内。 2、合理控制单体浓度，避免单体浓度过高或过低导致反应温度过高或过低。 3、选择合适的反应器尺寸和形状，优化反应器结构和传热传质条件，从而达到合理控制反应温度的目的。 4、选择合适的催化剂种类和用量，控制好反应温度，使反应速率和温度保持在适宜的范围内。 五、总结 苯乙烯聚合温度是影响苯乙烯聚合反应的重要因素之一，合理控制苯乙烯聚合温度对于提高苯乙烯聚合反应的效率和降低生产成本具有重要意义。本文从苯乙烯聚合的基本原理、影响苯乙烯聚合温度的因素以及合理控制苯乙烯聚合温度等方面进行了探讨，希望能对相关从业人员提供一些参考和借鉴。