苯乙烯论文：苯乙烯阴离子聚合引发剂缔合以及引发机理的研究
苯乙烯论文：苯乙烯阴离子聚合引发剂缔合以及引发机理的研究
【中文摘要】作为最早实现活性聚合的方法,阴离子聚合是合成分子量分布较窄以及星型、嵌段等特定结构的聚合物最重要的方法之一,同时,这也是目前能够广泛应用于工业上的合成手段。利用这种方法可以合成特定结构的聚合物,如ABA型嵌段共聚物,星型、梳型等聚合物,达到了聚合物分子设计的。本文采用一种创新的反应装置,采用一段不锈钢的螺旋管作为该反应管道,用两台能够精确控制流量的计量泵来作为单体和引发剂的输出装置。装置通过油浴锅进行温度的调节,温度变化一般不超过1℃,可以通过改变反应管道的长度来控制反应时间,可以将时间精确到1s以内。本方法突破了阴离子聚合动力学的传统方法中仅采用高真空度、稀溶液下以及较低转化率的局限性。首先,以正丁基锂作为引发剂,将苯乙烯溶解在非极性溶剂环己烷中,制成苯乙烯的较高浓度的溶液,初步探讨阴离子聚合动力学的相关内容。研究发现,聚合反应的转化率随时间变化曲线含有一个转化率停滞不前的平台阶段(SCP)。反应初期,转化率随反应时间的增加持续增高,当转化率上升到一定程度(4%)时,出现停滞不前或者增长非常缓慢的阶段,转化率仅从4%上升到5%。然后,同样以正丁基锂作为引发剂,对苯乙烯阴离子本体聚合进行研究,同时改变样品处理的方法,将样品在常温下进行处理。结果发现：在转化率随反应时间的变化曲线中,得到了和溶液聚合相似的结果,但在GPC曲线中出现三个峰,在反映初期,出现两个峰,其中的主峰宽而平,代表正丁基锂缔合态活性中
心引发的聚合物,在平台期阶段,主峰裂分为两个峰,表示为缔合态进行了部分解缔合,在达到聚合后期时,缔合态全部进行了解缔合,以新的活性中心进行增长。最后,更改引发剂的种类,采用叔丁基锂进行苯乙烯阴离子本体聚合动力学的进一步研究,在转化率随反应时间的曲线与之前的研究类似,通过对其产物的GPC进行分析得知,引发阶段
叔丁基锂含有两种不同形态的缔合体,同时引发单体进行聚合,并进
行增长。
【英文摘要】Anionic polymerization as the first method of living polymerization was used for the synthesizing of designated structure polymers, like narrow molecular weight, star-model and block copolymer. Meanwhile, it was broadly applied in the industry. It can be used to design molecular structures like ABA-block copolymer, star-model and
comb-model.This work used a self invented device, which consists of stainless steel tube for reaction pipline, two accurate flow control pump for exporting of monomer and initiator. Temperature was controlled by an oil pot that changes in 1℃. We can change the length of tube to adjust reaction time which fluctuated in 1s. This work breaks traditional anionic polymerization kinetic method which conditions was high-vacuum and dilute-solution.At first,
n-BuLi was used to initiate high styrene concentration in
cyclohexane. We discovered that time-conversation curve contains a stationary-conversation platform(SCP). At the initial reaction time, conversation was increased with the reaction time, and came to still or slow increase level when it was up to certainly level(4%).Secondly, use n-BuLi to initiate styrene in the same way as the first part, change the way to treat samples from high temperature to normal temperature. The result shows that, the same time-conversation curve is got. But in GPC curve, we get 3 peaks, at the beginning period, two peaks appears, the main one stands for association of n-BuLi, in the period of SCP, the main peak breaks into two peaks, it means the association was dissociated. At the end of SCP, all the associations were dissociated, and went on polymerizing.At last, t-BuLi was used to initiate styrene for a further research. A similar time-conversation was got, from the analysis of the GPC curve, we knew that, there were two types of associations in t-BuLi, they initiated monomer at the same time.
【关键词】苯乙烯阴离子本体聚合动力学
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【英文关键词】styrene anionic polymerization kinetics bulk-polymerization
【目录】苯乙烯阴离子聚合引发剂缔合以及引发机理的研究摘要5-6Abstract6第1章绪论9-231.1 阴离子聚合的发展概况9-101.2 阴离子聚合的基本原理10-131.2.1 阴离子聚合使用的引发剂和单体101.2.2 阴离子聚合反应机理10-131.3 阴离子聚合反应的研究进展13-161.3.1 阴离子聚合引发体系的研究进展13-141.3.2 阴离子聚
合单体的研究进展14-161.3.3 新型阴离子动力学研究方法及聚合技术的开发应用161.4 阴离子聚合动力学的研究进展16-221.4.1 传
统的阴离子聚合动力学研究16-181.4.2 不同极性条件下烯烃阴离子聚合动力学的研究18-201.4.3 新型反应装置的应用20-221.5 选题目的22-23第2章实验装置及测试方法23-322.1 聚合反应实验装
置23-262.2 提纯的实验装置26-282.2.1 环己烷精制实验装备图
26-272.2.2 氯丁烷精制实验装备图27-282.3 引发剂的制备和分析28-292.3.1 正丁基锂引发剂制备的实验装置28-292.3.2 正丁基锂
引发剂的制备原理292.3.3 引发剂正丁基铿的分析方法292.4 苯乙烯单体的精制29-302.5 实验分析方法30-322.5.1 产物转化率的测定30-312.5.2 凝胶渗透色谱(GPC)的测试312.5.3 超分子结构的原子力显微镜分析31-32第3章正丁基锂引发苯乙烯阴离子溶液聚合32-393.1 实验原料及预处理32-333.1.1 实验原料323.1.2 原料的预处理32-333.1.3 主要仪器和设备333.2 实验过程333.3 转化率
及分子量的制样与分析方法33-343.4 结果与讨论34-383.4.1 正丁
基锂为引发剂的阴离子溶液聚合反应343.4.2 非极性条件下转化率随反应时间的关系34-353.4.3 不同反应时间下分子量及分子量分布35-383.5 本章小结38-39第4章正丁基锂引发苯乙烯阴离子本体聚合39-524.1 实验部分39-404.1.1 实验原料394.1.2 原料的预处理39-404.1.3 主要仪器和设备404.1.4 反应装置图404.2 实验原理与方法40-424.2.1 实验方案40-414.2.2 实验原理414.2.3 转化率及分子量的制样与分析方法41-424.3 结果与讨论42-494.3.1 非极性条件下转化率随反应时间的关系424.3.2 不同反应时间下分子量及分子量分布42-484.3.3 缔合超分子结构的验证48-494.4 阴离子本体聚合机理49-514.5 本章小结51-52第5章叔丁基锂引发苯乙烯阴离子本体聚合52-585.1 实验部分52-535.1.1 实验原料
525.1.2 原料的预处理52-535.1.3 主要仪器和设备535.1.4 反应装置图535.2 实验原理与方法53-545.2.1 实验方案53-545.2.2 转化率及分子量的制样与分析方法545.3 结果与讨论54-575.3.1 非极性条件下转化率随反应时间的关系545.3.2 不同反应时间下分子量及分子量分布54-575.4 本章小结57-58第6章全文总结58-59参考文献59-63致谢63-64攻读硕士期间论文发表情况64
1,4-二乙烯基苯活性阴离子聚合
1,4-二乙烯基苯活性阴离子聚合 摘要：我们第一次成功发现: 1,4-二乙烯基苯使用特定的引发剂可以进行阴离子聚合。该引发剂系统由寡核苷酸锂和11倍或者更多的钾基叔丁醇组成。此反应在-78℃下1分钟内迅速完成。这种条件下，获得大量单体单元中含有吊坠式乙烯基组的可溶性聚合物。由此得到的聚乙烯基苯具有可预测的数均分子量（11 000 -26400 g/mol）以及比较窄的分子量多分散指数（＜1.05）。另外，在相同的引发剂系统下，通过银离子嵌段共聚可以成功地合成一个确切定义的嵌段共聚物：聚二乙烯基苯嵌段聚二乙烯基苯。其中，1,4-二乙烯基苯和叔丁基甲基丙烯酸甲酯被不断的引入到该体系中。 实验部分 在通常的乙烯基聚合中，1,4-二乙烯基苯和它的同分异构体通常被用作交联剂。事实上，在1,4-二乙烯基苯和其他乙烯基单体的自由基共聚或阴离子共聚中，在聚合的早期，通常会形成具有交联结构的不容于所有溶剂的凝胶。这些交联材料常常被用作离子交换树脂和可反应的微观和宏观凝胶。由反应性活性阴离子聚合物如苯乙烯、1,3-丁二烯或异戊二烯与1,4-二乙烯基苯，通过加聚和交联反应可以很容易地制备带有许多星形支链聚合物。 意外的是，在适当条件下通过1,4-二乙烯基苯的阴离子聚合或1,4-二乙烯基苯与苯乙烯或1,3-丁二烯单体的阴离子共聚可以得到具有吊坠式乙烯基的可溶性轻度交联聚合物。毫无疑问，可溶性聚合物的形成主要是因为：在聚合物链中，1,4-二乙烯基苯中的乙烯基通过苯基被一个含有乙烯基或其他基团的很长的共轭体系激活，而吊坠式乙烯基比它的反应性低很多。因此，链增长之前的链引发反应可在吊坠式乙烯基被端基阴离子攻击之前进行，从而避免了交联结构的形成。关于1,4-二乙烯基苯聚合的一些先进研究表明了1,4-二乙烯基苯中的乙烯基和吊坠式乙烯基反应性的区别。然而，即使在这样的聚合反应中，反应的最终阶段聚合物间经常会形成交联结构，从而产生不溶性聚合物。 日本鹤田和他的同事报道了这样一个特例：通过1,4-二乙烯基苯，二异丙基氨基锂和过量的二异丙胺的阴离子聚合可以得到产率高达90%的可溶性聚合物。作者指出，过量的二异丙胺起到十分重要的作用，它使端基碳负离子稳定到对吊坠式双键具有足够惰性。但是，聚合过程中过量的二异丙胺和端基碳负离子常常
苯乙烯阴离子聚合实验报告
苯乙烯阴离子聚合实验报告 苯乙烯阴离子聚合实验报告 实验目的： 本实验旨在通过聚合反应，合成苯乙烯聚合物，并对聚合过程进行观察和分析，探究苯乙烯阴离子聚合的特点和机理。 实验原理： 苯乙烯是一种具有双键结构的烯烃类化合物，其分子中的双键可被引发剂引发 开裂，形成自由基，从而引发聚合反应。由于苯乙烯分子中的双键数量较少， 因此单个引发剂分解生成的自由基只能引发少数苯乙烯分子的聚合。为了提高 反应效率，通常需要引入一种称为“共聚单体”的物质，以增加反应中活性自由 基的数量，从而促进聚合反应的进行。 实验步骤： 1. 准备实验所需材料，包括苯乙烯、引发剂、共聚单体等。 2. 在实验室条件下，将苯乙烯和共聚单体按照一定的比例混合，得到混合物。 3. 将混合物倒入装有引发剂的反应器中，同时控制反应器的温度和压力。 4. 在一定的时间内观察反应过程，并记录下来。 5. 反应结束后，将产物进行分离和纯化，得到聚合物。 实验结果： 通过实验观察和数据记录，我们发现苯乙烯阴离子聚合反应在合适的条件下可 以高效进行。在反应过程中，我们可以清晰地观察到苯乙烯分子逐渐聚合形成 聚合物的过程。聚合物的形态和性质可以通过不同的实验手段进行表征和分析。实验分析：
苯乙烯阴离子聚合反应是一种重要的聚合反应，其产物广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。通过实验观察和数据分析，我们可以得出以下结论： 1. 引发剂的选择和使用量对反应的效果有重要影响。过少的引发剂会导致反应 速率过慢，而过多的引发剂则可能引起副反应，影响产物的纯度和性质。 2. 温度和压力的控制也对反应结果有重要影响。适宜的温度和压力可以提高反 应速率和产物的收率。 3. 共聚单体的选择和比例也会影响聚合物的性质。通过调整共聚单体的种类和 比例，可以改变聚合物的结构和性能。 实验结论： 苯乙烯阴离子聚合是一种高效的聚合反应，通过合适的实验条件和反应控制， 可以得到具有不同结构和性能的聚合物。本实验通过观察和分析，对苯乙烯阴 离子聚合的特点和机理进行了初步探究，为进一步研究和应用提供了基础。 实验改进： 本实验可以进一步改进，以提高实验结果的准确性和可靠性。例如，可以通过 引入不同的共聚单体和引发剂，探究它们对聚合反应的影响；可以改变温度和 压力的条件，研究它们对反应速率和产物性质的影响。此外，可以结合理论分 析和计算模拟，深入研究苯乙烯阴离子聚合的机理和动力学过程，为聚合反应 的优化和应用提供更深入的理论指导。
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：（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，冰盐浴冷却至0度左右(注意温度别太低，否则引发比较慢），往其中滴加925g(10mol)氯丁烷，控温在15度以下（注意反应引发后为紫灰色，开始时应该滴加较慢，反应放热比较厉害，特别注意别冲料），加完后，冰盐浴控温15度以下继续搅拌2小时，然后撤去冰盐浴，室温搅拌1小时，然后改为回流装置，逐渐升温回流4-5小时，冷却至室温，静置沉降过夜，上清液为丁基锂溶液，用氮气压至储存瓶中，残渣加入2L溶剂搅拌，沉降过夜，上清液合并到丁基锂溶液中备用。 4 在苯乙烯的阴离子聚合中正丁基锂溶液加入时，局部立即变为橙红色（基本透明），将试管中溶液摇匀，溶液均变为橙红色（快速出现浑浊）。刚刚摇匀后，试管底部有少量深红色物质，且与上层溶液分层。放置10分钟后，试管中溶液明显放热，底部有1cm左右高的不明红色分层，上部溶液呈橙红色浑浊。以注射器从橡皮管注射加入甲醇后，上部溶液颜色
苯乙烯悬浮聚合研究
悬浮聚合 一、悬浮聚合的目的和意义： 聚苯乙烯(Polystyrene，PS)在合成树脂中有重要地位，已成为当今世界五大通用塑料之一。聚苯乙烯合成多采用悬浮聚合工艺，以水作为反应介质，温度易于控制;产品分子量比容易聚合的高，杂质含量比乳液聚合的少；生产工艺简单，后续处理工序也简单，制成的成品呈均匀的珠状颗粒，较理想的珠状树脂可以直接用来加工成型【1】。 其工业应用比较广泛，80%聚氯乙烯，全部苯乙烯型离子交换树脂和可发性聚苯乙烯，部分聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯用悬浮法生产【2】。 二、课题任务 ①了解悬浮聚合过程。 ②利用悬浮聚合法实验室合成聚苯乙烯。 ③讨论分析聚苯乙烯悬浮聚合的条件。 三、实验原理及条件选择 1.悬浮聚合原理 悬浮聚合实质上是借助于较强烈的机械搅拌和悬浮剂的作用，通常是将不溶于水的单体(苯乙烯)分散在介质水中，利用机械搅拌，将单体打散成直径为0.01~5mm的小液滴的形式进行本体聚合。在每个小液滴内，单体的聚合过程和机理与本体聚合相似。 在苯乙烯悬浮聚合过程中，引发剂和分散剂的用量、温度与搅拌速度、单体和水的比例对珠体的粒度分布影响显著，若控制不当，易引起粒料的粘结，甚至粘结成块，影响单体聚合。 2.苯乙烯悬浮聚合条件选择 2.1悬浮剂选择及用量 悬浮剂又叫分散剂。工业上常用的分散剂分为水溶性有机高分子化合物、非水溶性无机粉【3】。 图1 悬浮单体液滴分散-聚并模拟图【2】 加入分散剂可以减小或阻止③、④、⑤过程的发生，防止液滴之间粘接。
表1 悬浮聚合中常用分散剂 从分散剂用量及实验室条件考虑本实验采用聚乙烯醇为分散剂。 图2 聚乙烯醇分散保护作用模型【2】 憎水基团吸附在单体形成液滴的表面，形成一层保护膜。 随着分散剂用量的增加，聚合物微球粒子周围的分散剂浓度增大，从而对粒子的凝聚产生阻碍作用。在分散聚合中，分散剂含量过低，将使分散体系不稳定，聚合物微球容易发生粘结；分散剂用量过高，体系粘度过大，会使成核数目增多，阻碍核聚合，影响聚合物微球的生长。所以分散剂选择应适量。 有文献表明，在实验条件如：苯乙烯20 mL 、蒸馏水100 mL 、搅拌速度400 r ·min -1、BPO 0.7 g 、反应温度80℃。考察分散剂聚乙烯醇用量对聚合反应的影响，结果如下表 【1】 ：
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。
苯乙烯阴离子高温本体聚合引发机理的新发现(二)
苯乙烯阴离子高温本体聚合引发机理的新发现(二) 郑安呐;郑云龙;管涌;代文;李书召 【摘要】采用创建的一种研究方法,以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,研究了苯乙烯(St)在60℃至140℃下的阴离子本体聚合.结果表明,低温下(＜20℃)以六元缔合结构形式存在的非活性正丁基锂在高温下(≥60℃)会转化为活性种.随机分布在该六元结构上的平均1.3个离子对可以引发St的阴离子聚合.然而从六元缔合结构上增长出的超分子聚合物线团又将阻碍单体继续扩散进入离子对参与聚合,从而产生一个持续时间较长的聚合转化率停滞平台(SCP).由于时温等效作用,提高聚合温度可以显著地缩短SCP的持续时间,从而大大地加快聚合速率.SCP后期,缔合的超分子结构在前期聚合累积能量、单体扩散动力以及相分离的共同驱动下将完全地分解为6个独立、相等的聚苯乙烯锂活性链,聚合又将继续,并迅速达到聚合终点.少量极性调节剂四氢呋喃的加入可以明显提高聚合速率,但仅仅只是缩短了SCP的持续时间,并没有改变n-BuLi的缔合结构. 【期刊名称】《功能高分子学报》 【年(卷),期】2011(024)002 【总页数】9页(P116-124) 【关键词】苯乙烯;阴离子本体聚合;引发机理;缔合;超分子 【作者】郑安呐;郑云龙;管涌;代文;李书召 【作者单位】华东理工大学材料科学与工程学院,上海市先进聚合物材料重点实验室,超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海市先进聚合物材料重点实验室,超细材料制备与应用教育部重点实验
室,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海市先进聚合物材料重点实验室,超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海市先进聚合物材料重点实验室,超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,上海市先进聚合物材料重点实验室,超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海200237 【正文语种】中文 【中图分类】TQ316.32 如前文所述[1],阴离子聚合不仅是合成窄分子量分布以及嵌段、星型等特种结构高聚物最重要的聚合方法之一,也是迄今为止烯烃嵌段高聚物唯一可行的工业化合成方法[2-5]。然而,它却正面临着发展的瓶颈,其一,尚未找到合适的控制阴离子聚合速率与抑制副反应的方法;其二,适合进行阴离子聚合的烯烃单体范围太窄。其原因是对阴离子聚合机理尚未十分明确,主要表现为: 传统阴离子聚合的引发机理认为,引发剂的结构存在着缔合、紧密、疏松以及自由离子对几种形式。随着体系极性的逐渐提高,引发剂从缔合向疏松、自由离子对方向转变,引发聚合反应也从不可能到可能,直至聚合速率大为提高。为支持该理论,尽管也存在一些在高低温条件下离子对在紫外光谱中有不同表现的实验证据[6],但却不能解释为什么加入微量极性调节剂时聚合速率急速增加到极大值,进一步提高调节剂加入量时,聚合速率反而迅速下降,并逐渐趋近于略高于不添加任何极性调节剂的聚合反应速率的普遍现象[7]。 最不能解释的实验现象是:用含有相同反离子的不同引发剂,去引发同一种单体进行阴离子聚合时,聚合速率却存在着巨大差异[8-11]。按照经典阴离子理论,一旦引发反应后,碳负离子是由新加成的单体所构成,而且不断更换成新插入单体后形成的碳负离子,实际上聚合速率与引发剂本身的结构已没有关系。这是由于阴离子聚合速
苯乙烯类热塑性弹性体
《化工反应工程》论文题目：苯乙烯类热塑性弹性体
目录 论文题目：苯乙烯类热塑性弹性体 0 1.1简介 (2) 1.1.1发展历史 (2) 1.1.2结构式 (3) 1.1.3分类 (4) 1.1.4生产厂家 (5) 1.2主要性能和应用 (6) 1.2.1结构特性和主要物理性能 (7) 1.2.1.1结构特性 (7) 1.2.1.2主要物理特性 (8) 1.2.2应用 (10) 1.3国内外研究现状和进展 (12) 1.3.1合成 (12) 1.3.1.1线型三嵌段苯乙烯热塑性弹性体 (13) 1.3.1.2星型苯乙烯类热塑性弹性体 (14) 1.3.2生产工艺 (14) 1.3.2.1极化改性工艺 (14) 1.3.2.2 偶联剂技术 (15) 1.3.2.3 聚合工艺的改进 (15) 1.3.2.4螺杆挤出法合成新工艺 (16) 1.4展望 (16) 1.4.1苯乙烯类热塑性弹性体的技术进展 (16) 1.4.2未来发展趋势 (17) 1.4.2.1生产规模 (17) 1.4.2.2 应用方向 (18) 1.4.2.3 研究动向 (18) 1.5小结 (19) 1.6参考文献 (19) 1
1.1简介 热塑性弹性体(又称热塑性橡胶Thermoplastic Elastomer/TPE)，由于兼有软质塑料的工艺加工性能和硫化橡胶的物理机械性能特性，故有―第三代合成橡胶‖之称[1]。苯乙烯类热塑性弹性体（又称苯乙烯类嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers/SBCs），是目前世界上与橡胶性能最为相似、产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体。苯乙烯类热塑性弹性体一般以烷基锂为引发剂，由苯乙烯、丁二烯或异戊二烯通过阴离子聚合技术制得。苯乙烯类热塑性弹性体按嵌段成分分为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物以及其相应的加氢产物[2～3]。苯乙烯类热塑性弹性体能和许多种材料混合，如增塑剂、改性剂、填料和其它树脂等。这种混合可根据特殊应用的需要，改变材料的多种性能，像软化温度、黏性、内聚粘结强度和刚性，因此苯乙烯类热塑性弹性体有着非常广泛的应用范围。 1.1.1发展历史 自从美国壳牌（Shell）化学公司在1965采用年以仲丁基锂为引发剂的阴离子聚合技术第一次实现SBC工业化生产以来，世界上对于SBC的开发应用开始迅猛发展。美国的科腾（Kraton）公司相继于1966年首先生产出苯乙烯-二烯类的嵌段共聚物，包括苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-Isoprene-Styrene/SIS)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-Butadiene-Styrene/SBS)。到1972年，壳牌公司又生产了氢化苯乙烯–丁二烯–苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene/SEBS)，其中EB是指乙烯-丁烯共聚物嵌段。随着SBC的市场需求量不断增加，以及应用领域不断扩大，许多国家的石油化工企业都相继进行了SBC合成技术的研究开发和生产应用。进入21世纪以后，由于合成苯乙烯类热塑性弹性体的工业技术己经非常成熟，改善产品性能，在技术开发上竟争激烈，为了降低成本，各大公司在合成工艺、引发剂以及开发新牌号方面取得了新的进展。其中尤以SBS和SIS发展最快，到2009年为止，世界上生产SBS 的厂家已达到有33家，其中有13家能同时生产SIS。其中，美洲有5家，欧洲有3家，日本有3家[4]。随着市场需求的快速增加，全球再一次掀起了热塑性弹性体投资的热潮，预计2013年苯乙 2
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
苯乙烯论文：苯乙烯阴离子聚合引发剂缔合以及引发机理的研究
苯乙烯论文：苯乙烯阴离子聚合引发剂缔合以及引发机理的研究 【中文摘要】作为最早实现活性聚合的方法,阴离子聚合是合成分子量分布较窄以及星型、嵌段等特定结构的聚合物最重要的方法之一,同时,这也是目前能够广泛应用于工业上的合成手段。利用这种方法可以合成特定结构的聚合物,如ABA型嵌段共聚物,星型、梳型等聚合物,达到了聚合物分子设计的。本文采用一种创新的反应装置,采用一段不锈钢的螺旋管作为该反应管道,用两台能够精确控制流量的计量泵来作为单体和引发剂的输出装置。装置通过油浴锅进行温度的调节,温度变化一般不超过1℃,可以通过改变反应管道的长度来控制反应时间,可以将时间精确到1s以内。本方法突破了阴离子聚合动力学的传统方法中仅采用高真空度、稀溶液下以及较低转化率的局限性。首先,以正丁基锂作为引发剂,将苯乙烯溶解在非极性溶剂环己烷中,制成苯乙烯的较高浓度的溶液,初步探讨阴离子聚合动力学的相关内容。研究发现,聚合反应的转化率随时间变化曲线含有一个转化率停滞不前的平台阶段(SCP)。反应初期,转化率随反应时间的增加持续增高,当转化率上升到一定程度(4%)时,出现停滞不前或者增长非常缓慢的阶段,转化率仅从4%上升到5%。然后,同样以正丁基锂作为引发剂,对苯乙烯阴离子本体聚合进行研究,同时改变样品处理的方法,将样品在常温下进行处理。结果发现：在转化率随反应时间的变化曲线中,得到了和溶液聚合相似的结果,但在GPC曲线中出现三个峰,在反映初期,出现两个峰,其中的主峰宽而平,代表正丁基锂缔合态活性中
心引发的聚合物,在平台期阶段,主峰裂分为两个峰,表示为缔合态进行了部分解缔合,在达到聚合后期时,缔合态全部进行了解缔合,以新的活性中心进行增长。最后,更改引发剂的种类,采用叔丁基锂进行苯乙烯阴离子本体聚合动力学的进一步研究,在转化率随反应时间的曲线与之前的研究类似,通过对其产物的GPC进行分析得知,引发阶段 叔丁基锂含有两种不同形态的缔合体,同时引发单体进行聚合,并进 行增长。 【英文摘要】Anionic polymerization as the first method of living polymerization was used for the synthesizing of designated structure polymers, like narrow molecular weight, star-model and block copolymer. Meanwhile, it was broadly applied in the industry. It can be used to design molecular structures like ABA-block copolymer, star-model and comb-model.This work used a self invented device, which consists of stainless steel tube for reaction pipline, two accurate flow control pump for exporting of monomer and initiator. Temperature was controlled by an oil pot that changes in 1℃. We can change the length of tube to adjust reaction time which fluctuated in 1s. This work breaks traditional anionic polymerization kinetic method which conditions was high-vacuum and dilute-solution.At first, n-BuLi was used to initiate high styrene concentration in
热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺
常熟理工学院 ------材料科学与工程专业 聚合物合成工艺课程设计题目：热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯 的合成工艺 姓名：谭桂莲 学号：8 专业：材料科学与工程专业 班级：08级材料（ 1 ）班 指导教师左晓兵 起止日期2010.12—2011.01 目录 一、聚苯乙烯简介 1.1 聚苯乙烯的常用特性 1.2 聚苯乙烯的主要用途 1.3 使用及生产近况 二、聚合机理 2．1、聚合过程 2．1．1 链引发 2．1．2 链增长 2．1．3 链终止 2．1．4 链转移 2．2、聚合工艺 2．2．1 预聚合
2．2．2 聚合 2．2. 3 分离及聚合物后处理 三、聚合体系各组分及作用 3．1 单体苯乙烯 3．2 引发剂 3．3 添加剂 四、聚合工艺流程图 五、聚合工艺介绍 4．1 聚合条件 4．2 聚合设备 4．3 预聚合釜的作用 4．4 PS的性能与应用 4．4．1聚苯乙烯的共混改性 4．4．2苯乙烯系列共聚物 六、参考文献 一、聚苯乙烯简介 聚苯乙烯(polystyrene，PS)是四大通用热塑性树脂之一，它是由苯乙烯单体通过聚合反应而得到的高聚物，聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合等。目前，大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合，通常用热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯，其反应都属于自由基型的聚合。 1．1 聚苯乙烯的常用特性 聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。其分子中仅含C、H两种元素，平均分子量在20万左右，密度为1.04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯。聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质硬脆，抗冲击性能差，其制品敲打起来能发出类似金属的声音。 聚苯乙烯无色透明，透光率为88%〜90%，折光系数为1.59-1.60，透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。在受到光照和长时间存放时，往往出现混蚀和发黄现象。聚苯乙烯易于着色，有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺性最好的塑料品种之一。因此易于制得形状复杂的塑件。
苯乙烯与丙烯酸共聚合反应的研究
苯乙烯与丙烯酸共聚合反应的研究 I. 引言 A. 研究背景 B. 研究目的 C. 文章结构 II. 聚合反应基础 A. 聚合原理 B. 丙烯酸的结构和性质 C. 苯乙烯的结构和性质 III. 反应机理和影响因素 A. 反应机理 B. 反应条件的影响因素 C. 催化剂的选择和作用 IV. 实验方法和结果 A. 实验设计和步骤 B. 实验结果统计和分析 C. 实验结果讨论和解释 V. 结论和展望 A. 结论总结 B. 讨论研究的局限性和不足 C. 未来研究的方向和推荐 VI. 参考文献
以上是本文章苯乙烯与丙烯酸共聚合反应的研究的论文提纲，共分五个部分，分别是引言、聚合反应基础、反应机理和影响因素、实验方法和结果以及结论和展望。文章将通过对该反应基础知识的介绍、反应机理和影响因素的阐述和实验方法和结果的展示，来探讨苯乙烯和丙烯酸共聚合反应的相关研究。最后，本文将通过结论和未来展望来归纳总结本研究的成果，并为未来研究提供有价值的参考。第一章是论文的引言部分，旨在介绍研究所在的背景和环境、研究的目的以及文章的结构。 随着工业和科技的发展，高分子材料越来越受到人们的重视和广泛应用。苯乙烯和丙烯酸是两种常见的单体，它们通过聚合反应可以制备各种高分子材料。苯乙烯和丙烯酸的共聚合反应是一种重要的聚合反应之一，其产物具有优良的机械性能、热稳定性和光稳定性，具有广泛的应用前景。因此，这种反应的研究受到了广泛的关注。 本文通过对苯乙烯与丙烯酸共聚合反应进行研究，探讨该反应的机理，考察反应条件对产物的影响，并分析其产物的性质。本研究将为开发新的高分子材料和制备高性能材料提供理论基础和指导意义。 在论文结构方面，本文分为五章。第一章为绪论部分，介绍研究的背景、目的，解释文章结构。第二章为聚合反应基础，介绍聚合原理，分析苯乙烯的结构和性质，以及丙烯酸的结构和性质。第三章为反应机理和影响因素，讨论反应机理，分析反应条件的影响因素，阐述催化剂的选择和作用。第四章为实验
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
【精品】热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺
常熟理工学院 -—-—--材料科学与工程专业 聚合物合成工艺课程设计 题目：热引发苯乙烯本体聚合制备聚苯乙烯的合成工艺 姓名：谭桂莲 学号:150208138 专业：材料科学与工程专业 班级:08级材料（1）班 指导教师左晓兵 起止日期2010。12—2011.01
目录 一、聚苯乙烯简介 1.1聚苯乙烯的常用特性 1。2聚苯乙烯的主要用途 1。3使用及生产近况 二、聚合机理 2．1、聚合过程 2．1．1链引发 2．1．2链增长 2．1．3链终止 2．1．4链转移 2．2、聚合工艺 2．2．1预聚合 2．2．2聚合 2．2.3分离及聚合物后处理三、聚合体系各组分及作用 3．1单体苯乙烯
3．2引发剂 3．3添加剂 四、聚合工艺流程图 五、聚合工艺介绍 4．1聚合条件 4．2聚合设备 4．3预聚合釜的作用 4．4PS的性能与应用 4．4．1聚苯乙烯的共混改性 4．4．2苯乙烯系列共聚物六、参考文献
一、聚苯乙烯简介 聚苯乙烯（polystyrene，PS)是四大通用热塑性树脂之一，它是由苯乙烯单体通过聚合反应而得到的高聚物，聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合等。目前，大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合，通常用热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯,其反应都属于自由基型的聚合。 1．1聚苯乙烯的常用特性 聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。其分子中仅含C、H两种元素，平均分子量在20万左右，密度为1。04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯.聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质硬脆，抗冲击性能差，其制品敲打起来能发出类似金属的声音。 聚苯乙烯无色透明，透光率为88%〜90％，折光系数为1。59-1.60，透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。在受到光照和长时间存放时，往往出现混蚀和发黄现象。聚苯乙烯易于着色，有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺性最好的塑料品种之一。因此易于制得形状复杂的塑件。 聚苯乙烯的力学性能与制造方法、相对分子量的大小、含杂质量和定向度有关，相对分子量小者,机械强度要低些，一般低于硬质聚氯乙烯。聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿环境中其形状和尺寸的变化都很小。热绝缘性也很好。聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能,尤其在高频条件下介电损耗仍然很小,是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯易燃烧，且离火后仍继续燃烧，火焰呈橙黄色，并有浓黑烟碳束，燃烧时塑料软化，起泡并发出特殊的苯乙烯单体味。 聚苯乙烯的主要缺点是脆性大,若是成型制品的热处理不恰当,制品中存在较大内应力时,在使用中制品可能自行开裂。 1．2聚苯乙烯的主要用途 聚苯乙烯被广泛应用于光学工业中，这是因为它有良好的透光性所致，可
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
丙烯酸系增稠剂的聚合方法的研究毕业论文
本科毕业论文丙烯酸系增稠剂的聚合方法研究
丙烯酸系增稠剂的聚合方法研究 摘要：介绍了以丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯为单体，采用 过硫酸铵作为引发剂，以非离子乳化剂聚氧乙烯醚(OP-10)和阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为复合乳化剂，经过乳液聚合，制得了一种水性涂料用缔合型增稠剂。考察了丙烯酸单体含量、乳化剂用量对乳液性能和增稠剂粘度的影响。优化了反应条件，反应过程和最终乳液都很稳定。 关键词：丙烯酸；苯乙烯；增稠剂 Study on the Polymerization Methods For Acrylic Department Thickener Abstract:A kind of associative thickener for waterborne coating is prepared by emulsion polymerization of acrylic, styrene,butyl acrylate and hydroxypropyl acrylate as monomers, ammonium persulfate was used as initiator；OP-10 and SDS wcre used as emulsifiers. The influence of the amount of acrylic and emulsifier to the emulsion properties and the viscosity of the thickener is described. Polymerization was easily carried out and stable polymef latex was obtained．Key words: acrylic acid; styrene; thickener
研究报告实验02苯乙烯的悬浮聚合
研究报告实验02 苯乙烯的悬浮聚合实验二苯乙烯的悬浮聚合 一、实验目的 1、学习悬浮聚合的实验方法,了解悬浮聚合的配方及各组份的作用; 2、了解控制粒径的成珠条件及不同类型悬浮剂的分散机理、搅拌速度、搅拌器形状对悬浮聚合物粒径等的影响，并观察单体在聚合过程中之演变。二、实验原理 悬浮聚合是通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应。 在悬浮聚合体系中，单体不溶或微溶于水，引发剂只溶于单体，水是连续相，单体为分散相，是非均相聚合反应。 但聚合反应发生在各个单体液珠内，对每个液珠而言，从动力学的观点看，其聚合反应机理与本体聚合一样，每一个微珠相当于一个小的本体，因此悬浮聚合也称小珠本体聚合。单体液珠在聚合反应完成后成为珠状的聚合产物。 悬浮聚合克服了本体聚合中散热困难的问题，但因珠粒表面附有分散剂，使纯度降低。 苯乙烯(St)通过聚合反应生成如下聚合物。反应式如下: CHCH2CHCH2引发剂 nn 加热 在悬浮聚合过程不溶于水的单体依靠强力搅拌的剪切力作用形成小液滴分散于水中，单体液滴与水之间的界面张力使液滴呈圆珠状，但它们相互碰撞又可以重新凝聚，即分散和凝聚是一个可逆过程。当微珠聚合到一定程度，珠子内粒度迅速增大，珠与珠之间很容易碰撞粘结，不易成珠子，甚至粘成一团。
为了阻止单体液珠在碰撞时不再凝聚，必须加入分散剂，选择适当的搅拌器与搅拌速度。分散剂在单体液珠周围形成一层保护膜或吸附在单体液珠表面，在单体液珠碰撞时，起隔离作用，从而阻止或延缓单体液珠的凝聚。 悬浮聚合分散剂主要有两大类: (i)水溶性的高分子:如聚乙烯醇、明胶、羟基纤维素等; (ii) 难溶于水的无机物:如碳酸钙、滑石粉、硅藻土等。 水溶性高分子难溶于水的无机物 图1 悬浮聚合分散剂作用机理示意图 由于分散剂的作用机理不同，在选择分散剂的各类和确定分散剂用量时，要随聚合物种类和颗粒要求而定，如颗粒大小、形状、树脂的透明性和成膜性能等。同时也要注意合适的搅拌强度和转速，水与单体比等。 悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水比(单体与水的体积比)成反比。 由于悬浮聚合过程中存在分散-凝聚的动态平衡，随着聚合反应的进行，一般当单体转化率达25%左右时，由于液珠的粘性开始显著增加，使液珠相互粘结凝聚的倾向增强，易凝聚成块，在工业生产上常称这一时期为“危险期”，这时特别要注意保持良好的搅拌。 由于悬浮聚合在液珠粘性增大后易凝聚成块而导致反应失败，因此，该方法不适于制备粘性较大的高分子，如橡胶等。 优点: (i)聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量分布窄; (ii)聚合产物为固体珠状颗粒，易分离、干燥。 缺点: (i)存在自动加速作用;