苯乙烯的聚合反应

苯乙烯的聚合反应

苯乙烯是一种广泛用于制造塑料、橡胶、纤维等材料的有机化合物。在化学工业中，苯乙烯的聚合反应是一个非常重要的过程。

苯乙烯的聚合反应是指将苯乙烯单体分子通过化学反应连接起来，形成高分子链的过程。这个过程通常使用催化剂来促进反应，生成聚苯乙烯这种高分子化合物。

在苯乙烯的聚合反应中，常用的催化剂有Ziegler-Natta催化剂、铝烷催化剂、钠催化剂等。这些催化剂能够使苯乙烯单体分子发生聚合反应，生成具有不同结构和性质的聚合物。

苯乙烯的聚合反应可以通过不同的方法进行，包括自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合等。在这些不同的聚合方式中，自由基聚合是最常用的一种。自由基聚合是指通过自由基催化剂引发反应，使苯乙烯单体分子发生聚合反应。

苯乙烯的聚合反应是一种重要的工业生产过程，能够制造出许多优良的材料。聚苯乙烯是其中最常见的材料之一，广泛用于制造各种塑料制品、电子产品、建筑材料等。

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实验七 苯乙烯珠状聚合

高 分 子 化 学 实 验 报 告 实验七苯乙烯珠状聚合

苯乙烯珠状聚合 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。 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，其所需的聚合时间比甲基丙烯酸甲酯多好几倍。 三、实验药品及仪器 药品：苯乙烯，聚乙烯醇，过氧化二苯甲酰，甲醇 仪器：250mL三口瓶，电动搅拌器，恒温水浴，冷凝管，温度计，吸管，抽滤装臵

苯乙烯聚合的综合实验

苯乙烯聚合的综合实验 实验目的： 1，了解苯乙烯聚合的反应原理 2.通过对聚苯乙烯的表征掌握对红外光谱，粘度仪、DSC等的使用方法。 实验原理：聚苯乙烯一般由单体苯乙烯通过自由基聚合获得。要获得分子量分布较窄的聚苯乙烯，则须通过阴离子聚合反应的方法。自由基聚合的实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。本体聚合和溶液聚合也适合于阴离子聚合。 阴离子聚合是活性聚合和化学聚合，其特点是无终止聚合。在反应条件控制得当的情况下，阴离子聚合体系可以长时间保持链增长活性。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：错误！未找到引用源。（双阴离子引发n＝2，单离子引发n＝1），其分子量分布指数接近1。

反应部分试剂与仪器 试剂：苯乙烯，正丁基锂，环己烷，无水氯化钙，甲醇，氢氧化钠. 仪器：250 mL分液漏斗，100 mL烧杯，量筒（10 mL、50 mL），注射器及针头，无水无氧操作系统，玻璃棒，反应管，抽滤瓶，布氏漏斗，注射器，试管。表征部分：红外光谱仪、DSC、粘度仪 实验步骤： 1试剂的预处理 取苯乙烯50mL于250mL分液漏斗，用5%NaOH洗至水层变为无色，再用水洗至pH约为7，得到淡黄色液体。向所得液体中加入无水氯化钙，于100mL锥形瓶中保存。 2苯乙烯的阴离子聚合 取干燥试管一支，配上单孔橡皮塞和短玻璃管及一段橡皮管，接上无水无氧干燥系统，以油泵抽真空，通氮气，反复三次。持续通入氮气作为保护气，由注射器从橡皮管依次且连续注入4mL无水环己烷、1.5mL干燥苯乙烯和0.8mL正丁基锂溶液。放置10分钟后，以注射器从橡皮管注射加入甲醇。 3 正丁基锂的制备 在氮气保护下，在5000ml的三口瓶中加入3L正己烷（或60-90℃石油醚），将140g(20mol)金属锂片用正己烷(或60-90℃石油醚)洗涤干净，戴上一次性手套，将金属锂片快速撕成小片，加入到5000ml的三口瓶中，装上机械搅拌，冰盐浴冷

实验三-苯乙烯悬浮聚合

实验三苯乙烯悬浮聚合 悬浮聚合是制备合成树脂的重要方法之一。它是在较强烈的机械搅拌力作用下，借着分散剂的帮助，将溶有引发剂的单体分散在与单体不相溶的介质中（通常为水）所进行的悬浮聚合。因此，悬浮聚合体系一般由单体、引发剂、水、分散剂四种基本成分组成。 悬浮聚合实际上是单体小液滴内的本体聚合，聚合机理和本体聚合相似。它的优点是：1 .体系粘度低，聚合热溶液排除，聚合温度容易控制。2. 产品分子量较高，与本体聚合相似。3. 产品易分离清洗，后处理简单。其缺点是产品中含有少量的分散剂残留物，影响纯度。比较悬浮聚合的优缺点可知，这是一种极有实用价值的高分子合成工艺。 根据聚合物在单体中的溶解与否，悬浮聚合的产物可以分为透明和不透明两类。氯乙稀的聚合物不溶于其单体，产品是不透明的。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶于其单体，产品都是透明的，这类聚合又叫珠状聚合。 悬浮聚合的反应机理和动力学与本体聚合基本相同，理论研究和工业应用所关心的是聚合过程中的成粒机理及分散剂和搅拌强度对成粒的影响。 一、目的要求 1.了解悬浮聚合的原理以及配方中各组分的作用。 2.了解悬浮聚合的工艺特点，掌握悬浮聚合的操作方法。 二、实验原理 苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。在引发剂或热的作用下，可通过自由基的连锁反应生成聚合物。因此，在储存过程中，常常加入阻聚剂以防止自聚。苯乙烯的自由基不太活泼，因此，聚合过程中的副反应较少，不易发生链转移反应，支链较少。此外，苯乙烯单体是其聚合物的良溶剂，因此，聚合过程中的凝胶化现象不十分显著。在本体聚合或悬浮聚合中，仅当转化率达到50％~70％，略有自动加速的现象发生。所以，一般来说，聚合物的聚合速度比较缓慢。苯乙烯的聚合反应如下：

实验三-苯乙烯悬浮聚合

1、悬浮聚合的简介： 悬浮聚合是以小液滴状悬浮在水中的聚合方法，单体溶有引发剂，一个小液滴就相当于一个小本体聚合单元，它是在较强烈的机械搅拌力作用下，借着分散剂的帮助，将溶有引发剂的单体分散在与单体不相溶的介质中（通常为水）所进行的悬浮聚合。因此，悬浮聚合体系一般由单体、引发剂、水、分散剂四种基本成分组成。悬浮聚合产物的颗粒粒径一般在0.05～0.2mm，其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。 悬浮聚合实际上是单体小液滴内的本体聚合，聚合机理和本体聚合相似。它的优点是：1 .体系粘度低，传热和温度易控制，产品分子量及其分布比较稳定。 2. 产品分子量较溶液聚合高，杂质含量比乳液聚合少。 3. 产品易分离清洗，后处理工序比乳液聚合和溶液聚合简单简单。其缺点是产品中含有少量的分散剂残留物，影响纯度。因此比较悬浮聚合的优缺点可知，这是一种极有实用价值的高分子合成工艺。 根据聚合物在单体中的溶解与否，悬浮聚合的产物可以分为透明和不透明两类。氯乙稀的聚合物不溶于其单体，产品是不透明的。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶于其单体，产品都是透明的，这类聚合又叫珠状聚合。 目前的悬浮聚合多采用间歇法，连续法尚在研究之中。 2、悬浮聚合的工艺： 悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引发剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。 悬浮聚合所使用的单体或单体混合物应为液体，要求单体纯度＞ 99.98%。 在工业生产中，引发剂、分子量调节剂分别加入到反应釜中。引发剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。 去离子水、分散剂、助分散剂、pH调节剂等组成水相。水相与单体之比一般在75：25～50：50范围内。

苯乙烯的悬浮聚合

苯乙烯的悬浮聚合 一、实验目的 1．通过对苯乙烯单体的悬浮聚合实验，了解自由基悬浮聚合的方法和配方中各组分的作用；2．学习悬浮聚合的操作方法； 3．通过对聚合物颗粒均匀性和大小的控制，了解分散剂、升温速度、搅拌形式与搅拌速度对悬浮聚合的重要性。 二、实验原理 苯乙烯在水和分散剂作用下分散成液滴状，在油性引发剂过氧化二苯甲酰引发下进行自由基聚合，其反应历程如下： 悬浮聚合是由烯类单体制备高聚物的重要方法，由于水为分散介质，聚合热可以迅速排除，因而反应温度容易控制，生产工艺简单，制成的成品呈均匀的颗粒状，故又称珠状聚合，产品不经造粒可直接加工成型。 苯乙烯是一种比较活泼非单体，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黏聚合物亦可使液滴相黏结。因此，悬浮聚合体系还需加入分散剂。 悬浮聚合实质上是借助于较强烈的搅拌和悬浮剂的作用，将单体分散在单体不溶的介质中，单体以小液滴的形式进行本体聚合，在没一个小液滴内，单体的聚合过程与本体聚合相似，遵循自由基聚合一般机理，具有与本体聚合相同的动力学过程。由于搅拌和悬浮剂作用，单体被分散成细小液滴，因此悬浮聚合又有其独到之处，即散热面积大，防止了在本体聚合中出现的不易散热的问题。由于分散剂的采用，最后的产物经分离纯化后可得到纯度较高的颗

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。

实验_苯乙烯悬浮聚合【仅供参考】

实验二:苯乙烯的悬浮聚合 一、实验目的 1．通过对苯乙烯单体的悬浮聚合实验，了解自由基悬浮聚合的方法和配方中各组分的作用； 2．学习悬浮聚合的操作方法； 3．通过对聚合物颗粒均匀性和大小的控制，了解分散剂、升温速度、搅拌形式与搅拌速度对悬浮聚合的重要性。 二、实验原理 悬浮聚合是由烯类单体制备高聚物的重要方法，由于水为分散介质，聚合热可以迅速排除，因而反应温度容易控制，生产工艺简单，制成的成品呈均匀的颗粒状，故又称珠状聚合，产品不经造粒可直接加工成型。悬浮聚合得到珠状的聚合物颗粒，常常作为离子交换树脂和高分子试剂、高分子催化剂的载体。 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。 悬浮聚合实质上是借助于较强烈的搅拌和悬浮剂的作用，将单体分散在单体不溶的介质（通常为水）中，单体以小液滴的形式进行本体聚合，在每一个小液滴内，单体的聚合过程与本体聚合相似，遵循自由基聚合一般机理，具有与本体聚合相同的动力学过程。由于单体在体系中被搅拌和悬浮剂作用，被分散成细小液滴，因此悬浮聚合又有其独到之处，即散热面积大，防止了在本体聚合中出现的不易散热的问题。由于分散剂的采用，最后的产物经分离纯化后可得到纯度较高的颗粒状聚合物。 悬浮聚合主要组分有四种：单体，分散介质（水），悬浮剂，引发剂。1．单体:单体不溶于水，如：苯乙烯（styrene），醋酸乙烯酯（vinyl acetate），甲

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，

苯乙烯综合实验---苯乙烯溶液聚合

苯乙烯综合实验---苯乙烯溶液聚合 一、实验目的 1. 了解溶液聚合的配方及各组份的作用。 2. 掌握苯乙烯溶液聚合的实验方法。 3. 比较悬浮聚合与溶液聚合产物形状 二、实验原理 将单体溶于适当溶剂中加入引发剂（或催化剂）在溶液状态下进行的聚合反应。溶液聚合(solution polymerization)是高分子合成过程中一种重要的合成方法。一般在溶剂的回流温度下进行，可以有效地控制反应温度，同时可以借溶剂的蒸发排散放热反应所放出的热量。如果生成的聚合物也能溶解于溶剂中，则产物是溶液，叫均相溶液聚合，如丙烯腈在二甲基甲酰胺中的聚合，倾入某些不能溶解聚合物的液体中，聚合物即沉淀析出，也可将溶液蒸馏除去溶剂得到聚合物。如果生成的聚合物不能溶解于溶剂中，则随着反应的进行生成的聚合物不断地沉淀出来，这种聚合叫非均相（或异相）溶液聚合，亦称沉淀聚合（precipitation polymerization)，如丙烯腈的水溶液聚合。溶液聚合的优点是：与本体聚合相比，溶剂可作为传热介质使体系传热较易，温度容易控制；体系粘度较低，减少凝胶效应，可以避免局部过热；易于调节产品的分子量和分子量分布。溶液聚合的缺点是：单体浓度较低，聚合速率较慢，设备生产能力和利用率较低；单体浓度低和向溶剂链转移的结果，使聚合物分子量较低；使用有机溶剂时增加成本、污染环境；溶剂分离回收费用较高，除尽聚合物中

残留溶剂困难。在工业上溶液聚合适用于直接使用聚合物溶液的场合，如涂料、胶黏剂、合成纤维纺丝液等。 三、实验试剂与实验仪器 实验仪器和试剂： 三口瓶、球冷、玻璃棒、量筒、烧杯、温度计、机械搅拌器、水浴。 苯乙烯、AIBN、甲苯。 四、实验步骤 量取10mL苯乙烯溶于40mL甲苯中，称取0.15g AIBN，加入其中，水浴85℃反应2.5-3小时。反应结束，冷却，玻璃棒搅拌下将反应液倒入100mL乙醇中，待PS析出后过滤，干燥，称重。 五、实验结果 实际产量= g 产物性状： 苯乙烯用量 mL 理论产量= g 产率=实际产量/理论产量*100%= %

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。

聚苯乙烯和苯乙烯反应方程式

聚苯乙烯和苯乙烯反应方程式 一、引言 聚苯乙烯（Polystyrene，简称PS）是一种广泛应用的塑料材料，在日常生活中具 有重要的作用。苯乙烯（Styrene）是聚苯乙烯的单体，在聚合过程中发挥关键的 作用。本文将探讨聚苯乙烯和苯乙烯的反应方程式，以及其原理、应用和影响因素等方面内容。 二、聚苯乙烯和苯乙烯的反应方程式 聚苯乙烯的化学式为（C8H8）n，苯乙烯的化学式为C8H8。聚苯乙烯是通过苯乙烯 的聚合反应得到的。聚合反应的化学方程式如下： [nC8H8 → (C8H8)_{n}] 在反应中，苯乙烯的分子通过共价键的形成连接在一起，构成了高分子聚合物聚苯乙烯的链状结构。聚苯乙烯的反应是一个自由基聚合反应，需要通过引发剂的作用来加速反应速率。 三、聚苯乙烯的原理 聚苯乙烯的反应机制主要有两种：自由基聚合和离子聚合。其中，自由基聚合是最常见的反应机制。在自由基聚合中，苯乙烯分子通过热或光等外界刺激生成自由基，进而引发链式聚合反应。 聚苯乙烯的自由基聚合机制如下： 1.引发剂的作用：引发剂将苯乙烯分解为自由基，如下所示： [C8H8 → C8H7• + H•] 2.自由基聚合：自由基通过共价键连接苯乙烯分子，如下所示： [C8H7• + C8H8 → C16H15•] 3.反应循环：生成的自由基再次参与聚合反应，形成线性或交联的聚苯乙烯结 构。 这种反应机制确保了聚苯乙烯的高分子量和均一性，从而赋予该材料良好的物理、化学性质。

四、聚苯乙烯的应用 聚苯乙烯作为一种常见的塑料材料，广泛应用于各个领域。以下是聚苯乙烯的主要应用： 4.1 包装材料 聚苯乙烯具有良好的透明性、韧性和耐冲击性，因此被广泛用于食品、电子产品等领域的包装材料。其透明度使得包装物品的外观更加清晰可见，有效提升了产品的陈列效果。 4.2 建筑材料 聚苯乙烯制成的泡沫板材具有较低的导热系数和良好的保温性能，可以用于建筑物的墙体保温和隔热。此外，聚苯乙烯也被用于制造各种装饰材料，如天花板板材、墙板、地板等。 4.3 医疗器械 聚苯乙烯具有良好的生物相容性和耐药品侵蚀性，因此被广泛用于医疗器械制造。例如，血液透析器、输液管道等医疗器械中常使用聚苯乙烯材料。 4.4 电子产品 聚苯乙烯的绝缘性能优良，因此在电子产品制造中被用作电路板的外层保护材料。聚苯乙烯还被广泛用于制造手机壳、电视外壳等产品。 五、影响聚苯乙烯反应的因素 聚苯乙烯的聚合反应受到多种因素的影响，以下是一些主要因素： 5.1 温度 温度是聚苯乙烯聚合反应速率的关键因素之一。一般来说，反应温度越高，反应速率越快。但过高的温度可能导致副反应的发生，从而影响聚苯乙烯的质量。

苯乙烯悬浮聚合

苯乙烯悬浮聚合 学时 8学时 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.了解悬浮聚合的工艺特点，掌握悬浮聚合的操作方法。 实验原理 苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。在引发剂或热的引发下，可通过自由基型连锁反应生成聚合物。因此，在储存过程中，常需加入阻聚剂以防止自聚。苯乙烯的自由基不太活泼，因此，聚合过程中副反应较少，不易发生链转移反应，支链较少。此外，苯乙烯单体是其聚合物的良溶剂，因此，在聚合过程中凝胶化现象不十分显著。在本体聚合或悬浮聚合中，仅当转化率达50％－70％时，略有自动加速现象发生。所以，一般来说，苯乙烯的聚合速度比较缓慢。 苯乙烯在水中溶解度很小．将其倒入水中，体系将分成两层．进行搅拌时，在剪切力作用下，单体层分散成液滴．单体和水两种液体之间存在一定的界面张力，界面张力力图使液滴保持球形。界面张力越大，保持成球形的能力就越大，形成的液滴也越大。搅拌剪切力和界面张力对液滴成球能力的作用影响方向相反，构成动态平衡，使液滴达到一定的大小和分布。这种由剪切力和界面张力形成的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，最后仍与水分层。另外，当聚合反应进行到一定程度后，单体液滴中溶有的聚合物使得液滴表面发粘。这时候，如果两个液滴碰撞，往往容易粘结在一起。在这种情况下，搅拌反而促进粘结。为了避免这种情况发生，必须在聚合体系中加入一定量的分散剂。加有分散剂的悬浮聚合体系在一定的聚合程度时（如转化率为20％－70％），如果停止搅拌，仍有粘结成块的危险。因此，在悬浮聚合过程中，搅拌和分散剂是两个不可缺少的工艺条件。 用于悬浮聚合的分散剂可分为两大类。一类是水溶性高分子物质，如聚乙烯

苯乙烯的乳液聚合

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 1、原理 乳液聚合技术的开发起始于本世纪早期，于20 年代末期就已有和目前生产配方类似的乳液聚合过程的专利出现。30 年代初，乳液聚合方法已见于工业生产。第二次世界大战期间，由于各参战国对合成橡胶需求量剧增，激发了人们对乳液聚合理论与技术的研究和开发，取得了较大进展。现在，乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性，在许多聚合物如合成橡胶、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物等的生产中，乳液聚合己成为主要的方法之一，每年世界上通过乳液聚合方法生产的聚合物数以千万吨计。生产聚 合物的实施方法有四种，本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。所谓本体聚合是单体本身或单体再加入少量引发剂(或催化科)的聚合；溶液聚合是在单体和引发剂溶于某种溶剂所构成的溶液中所进行的聚合，悬浮聚合是在悬浮于水中的单体珠滴中的聚合，体系主要由单体、水、溶于单体的引发剂及分散介质四种基本组分组成；乳液聚

合则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剂四种基本组分组成。首先在乳液聚台体系中．乳化剂以四种形式存在：以单分子的形式存在于水中．形成真溶液；以胶束的形式存在于溶液中；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；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。因为在乳胶粒表面上吸附了一层乳化剂分子，使其表面带上某种电荷，静电斥力使乳胶粒不能发生相互碰撞而聚并到一起．这样就形成了一个稳定的体系。无数个彼此孤立的乳胶粒稳定地分散在介质中，在每个乳胶粒中都进行着聚合反应，都相当于一个进行间断引发本体聚合的小反应器。而单体珠滴仅仅作为贮存单体的仓库，单体源源不断地由单体珠滴通过水相扩散到乳胶粒中，以补充聚合反应对单体的消耗。根据这一机理故又有人提出：乳液聚合是指在水乳液中按照胶柬机理形成彼此孤立的乳胶粒中，进行烯类单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术而言。 2、乳液聚合的特点 在自由基聚合反应的四种实施方法中，乳液聚合和本体聚合、溶液聚合及悬浮聚合相比有其可贵的、独特的优点。烯类单体聚合反应放热量很大，其聚合热约为60 一100KJ/mol。在聚合物生产过程中，反应热的排除是一个关键性的问题。它不仅关系到操作控制的稳定性和能否安全生产，而且严重地影响着产品的质量。对本体聚合和溶液

苯乙烯的悬浮聚合实验报告

苯乙烯的悬浮聚合实验报告 苯乙烯的悬浮聚合实验报告 悬浮聚合是一种常见的聚合方法，通过将单体悬浮在溶剂中，在催化剂的作用 下进行聚合反应。本实验旨在通过悬浮聚合方法合成苯乙烯聚合物，并对聚合 物的性质进行表征。 实验步骤： 1. 实验前准备：准备所需的苯乙烯单体、溶剂、催化剂和反应容器。确保所有 仪器和试剂都是干净的，以避免杂质的干扰。 2. 悬浮聚合反应：将苯乙烯单体加入适量的溶剂中，加入催化剂并充分搅拌。 将反应容器密封，保持一定的温度和时间，使聚合反应进行。 3. 聚合物的分离和洗涤：将反应溶液过滤，得到聚合物固体。用适量的溶剂反 复洗涤聚合物，以去除残留的催化剂和单体。 4. 干燥和表征：将洗涤后的聚合物在真空下干燥，得到最终的聚合物产物。使 用红外光谱、核磁共振等方法对聚合物的结构和性质进行表征。 实验结果： 通过悬浮聚合反应，成功合成了苯乙烯聚合物。经过洗涤和干燥后，得到了无 色透明的聚合物产物。红外光谱表明聚合物中存在苯环和乙烯基的特征吸收峰，证实了聚合物的结构。 聚合物的性质也进行了初步的表征。聚合物具有良好的热稳定性和机械性能， 可以应用于塑料制品的生产。此外，聚合物还具有一定的光学性质，可以应用 于光学材料的制备。 讨论与结论：

本实验采用悬浮聚合方法成功合成了苯乙烯聚合物，并对其进行了初步的表征。通过实验我们发现，悬浮聚合是一种简便有效的聚合方法，适用于合成各种聚 合物。 然而，本实验还存在一些问题和改进的空间。首先，聚合物的分子量分布范围 较广，需要进一步优化反应条件以提高聚合物的分子量一致性。其次，对聚合 物的进一步表征和性能测试也需要进一步深入研究。 总之，本实验通过悬浮聚合方法成功合成了苯乙烯聚合物，并对其进行了初步 的表征。该实验为我们进一步了解聚合反应的机理和聚合物的性质提供了基础。希望通过进一步的研究和改进，可以应用于更广泛的聚合物合成和应用领域。

苯乙烯的悬浮聚合和共聚合反应

实验一苯乙烯的悬浮聚合和共聚合反应 一试验目的 1 学习悬浮聚合反应 2学习共聚和反应 二试验原理 聚苯乙烯是具有刚性的无色透明塑料，其透光率仅次于有机玻璃，能制成各种色彩鲜艳的产品，极易加工成型，比重轻，耐水性能和耐化学腐蚀性都好，电性能好，在高分子电解质工业中，占有极重要的地位。 聚苯乙烯的主要缺点是耐热性低、质较脆，影响了它的应用范围。与各种含强极性基单体进行共聚合，是改性的主要方法之一。SM树脂是苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯共聚合的产品，国产204型改性聚苯乙烯是以70%苯乙烯和30%甲基丙烯酸甲酯以悬浮共聚合所得的产品。苯乙烯的主要共聚产品是丁苯橡胶（与丁二烯共聚物）和ABS树脂（与丙烯腈和丁二烯共聚物）。 单体在搅拌下悬浮在含有稳定剂的非溶剂（一般为水）中进行聚合，称为悬浮聚合。因产物为珠状故亦称为球状聚合。悬浮聚合是依靠激烈的机械搅拌，使含有引发剂的单体分散到与单体互不相溶的介质中实现的。由于大多数烯类单体只微溶于水或几乎不溶于水，悬浮聚合通常都以水为介质。在进行水溶性单体，如丙烯酰胺的悬浮聚合时，则应当以憎水性的有机溶剂，如烷烃等作为分散介质，这种悬浮聚合过程被称为反相悬浮聚合。 在悬浮聚合中，单体以小油珠的形式分散在介质中。每个小油珠都是一个微型聚合场所，油珠周围的介质连续相则是这些微型反应器的热传导体。因此，尽管每个油珠中单体的聚合与本体聚合无异，但整个聚合体系的温度控制还是比较容易的。 悬浮聚合的优点表现在：⑴大量的聚合热被非溶剂吸收从而保证反应均匀进行。⑵产物为球状，从而减少了由于产物的硬、黏、弹等性质而带来的不易粉碎的困难。缺点为：附着在产品表面的稳定剂不易除尽，产品不够纯。 悬浮聚合体系分为不互溶的两相：单体相和水相，单体相内溶有油溶性的引发剂（例如过氧化苯甲酰），在水相中有相当溶解度的单体，必须在水相中加入相应量的电解质进行盐析，才有可能进行悬浮聚合。 悬浮体系是不稳定的。尽管加入悬浮稳定剂可以帮助稳定单体颗粒在介质中的分散，稳定的高速搅拌与悬浮聚合的成功关系极大。搅拌速度还决定着产品聚合物颗粒的大小。一般来说，搅拌速度越高则产品颗粒越细。悬浮聚合体系中的单体颗粒存在着相互结合形成较大颗粒的倾向，特别是随着单体向聚合物的转化，颗粒的黏度增大，颗粒间的粘连便越容易。这个问题的解决在大规模工业生产中有决定性的意义，因为分散颗粒的粘连结块不仅可以导致散热困难和爆聚，还可能因使管道堵塞而造成反应体系的高压力。只有当分散颗粒中单体转化率足够高、颗粒硬度足够大时，粘连结块的危险才消失。因此，悬浮聚合条件的选择和控制是十分重要的。 水相主要用水（亦可用乙二醇等强极性溶剂，但无突出的优点），水相作为热交换介质，其中含有稳定剂。稳定剂有两种：一种为水溶性的有机聚合体，又被称为保护胶体，例如明胶、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯酸、淀粉、蛋

实验三-苯乙烯悬浮聚合

实验三-苯乙烯悬浮聚合 苯乙烯悬浮聚合（ Suspension Polymerization of Styrene）是一种合成聚合树脂 的重要工艺，是常规聚合中最受欢迎和最常用的方法之一。它在聚合树脂领域应用最广泛，以及因其优良的性能而成为首选聚合树脂工艺。苯乙烯悬浮聚合是采用苯乙烯（Styrene）作为原料，利用离子活性助剂（Ionic Activator）制备发泡聚合物的工艺方法。其特点 是反应操作简便，可以控制发泡粒大小，外观稳定，强度高等。 苯乙烯悬浮聚合的原理是当苯乙烯溶剂，离子活性助剂之间进行反应时，悬浮在溶液 中的苯乙烯分子粒子会发生聚合，但苯乙烯分子粒子之间会形成一种微小的共价键特征。 由于空气中的水分，物质在空气中开始分解，这也会使得苯乙烯分子热量受到影响，从而 引起化学反应。在高温的状态下，这种化学反应可以形成新的复合物，改变原有的分子结构，从而实现聚合树脂的生成。 苯乙烯悬浮聚合的反应体系具有苯乙烯（Styrene）、双醚化合物（PEG）和载体溶剂 三大组成部分。其中苯乙烯通常用于聚合树脂的合成，双醚化合物用于离子活性助剂，而 载体溶剂则可以稀释原料，以降低结晶度。苯乙烯悬浮聚合的反应温度一般介于60℃ ~90℃，反应时间从几小时到几十小时不等，反应的产物是一种发泡的聚苯乙烯（ Foam Polystyrene）。 苯乙烯悬浮聚合在实际应用中有着广泛的用途，像高分子材料、防火材料、保温防火 等都用到了聚合树脂。作为高分子材料，苯乙烯悬浮聚合可以制备出一种韧性强、轻质廉 价的产品，具有优越的物理性能，可用于制造模型、模具、复合材料和多种新材料。作为 保温防火，它可以制备出具有良好的隔热和绝热性能、透水、无污染等特性的低密度结构 聚合物，为建筑气候调节提供了优良的材料。 苯乙烯悬浮聚合是一种具有多功能性的工艺，在合成高分子材料和保温防火等以外， 还可以用于电子功能材料、智能包装材料、生物材料等方面。只需要结合合理的配方和适 当的参数就可以制备出满足用户要求的聚合树脂。