苯乙烯-顺丁烯二酸酐的共聚

及共聚物组成的测定

一、实验目的

1．了解共聚合反应的基本原理和实验方法； 2．了解高分子化学反应的特点；

3．测定苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物的组成。

二、实验原理

1、苯乙烯-顺丁烯二酸酐的共聚

苯乙烯-顺丁烯二酸酐的共聚反应是以苯为溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂进行的溶液聚合，由于生成的聚合物不溶于溶剂而沉淀析出，因而又称沉淀聚合。

顺丁烯二酸酐由于结构对称，极化度低，一般不能自聚。但是它能与苯乙烯很好地共聚，这是因为顺丁烯二酸酐上有强吸电子基，使双键上电子云密度降低，因而具有正电性。而苯乙烯具有共轭体系的结构，电子的流动性相当大，电子云容易漂移。它们之间会产生如下作用：

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HCH2CHCCOCHCOHCH2COHCCOCHCOOHCH2CO

共聚组成方程为：

HCCOCHn COr1f1+f1f2

F1=22

r1f1+2f1f2+r2f2

当r1→0，r2→0时，这两种单体的均聚倾向都极小，而互相共聚的倾向则很大，最后形成一种交替排列的共聚物，共聚物组成为F1=1/2。苯乙烯（M1）-顺丁烯二酸酐（M2）共聚的竞聚率r1=0.04，r2=0.015，r1· r2=0.006。若两者以1∶1（mol）投料，则得到的是接近交替共聚的产物。

2、共聚物组成的测定

苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物的测定，是根据共聚物中酸酐的反应。首先，共聚物用过量的氢氧化钠溶解： H

CH2C

2

HCCOCHC2NaOH (in excess)dissolutionHCH2COHCCONaCH

O

n On

CONaO- 15 -

剩余的NaOH用HCl滴定，这样就可求得共聚物的组成。

由于共聚物与氢氧化钠的反应是高分子化学反应，它有其自己的特点。如：反应速度较慢，反应不易完全等。因此，共聚物与NaOH能否完全反应，溶解是该实验成败关键之一。

三、仪器与试剂

搅拌器、调压变压器、封闭式电炉、水浴锅、四口烧瓶（250mL）、球形冷凝管、温度计（100℃）、氮气导管、烧杯、锥形瓶（250mL）、培养皿、氮气袋、酸式滴定管、量筒（100mL）、移液管（20mL）。

苯乙烯（C.P）、顺丁烯二酸酐（C.P）、偶氮二异丁腈（A.R）、苯（C.P）、NaOH溶液（0.5mol/L）、HCl溶液（0.5mol/L）、酚酞指示剂。

四、实验步骤

1．共聚物的合成：

a. 在250mL四口瓶上装上温度计、搅拌器、球形冷凝管及氮气导管。

b. 将100mL苯、5.9g顺丁烯二酸酐加入四口瓶中，加热并搅拌。升温至50℃后，顺酐全部溶解，冷却至室温。

c. 加入苯乙烯6.2g和偶氮二异丁腈0.020～0.025g（精确称取），通N210分钟，然后加热至反应温度75～77℃。

d. 反应过程中，注意观察现象，在反应物渐渐变稠，搅拌困难时，停止反应（约一小时），冷却后将产物倒出，用布氏漏斗过滤，滤液倒入回收瓶中。

e. 将滤瓶置于1000mL大烧杯内，用水洗至pH=7，最后一次用60℃蒸馏水洗，用布氏

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漏斗过滤抽干。将产品置于培养皿中，在真空烘箱中60℃烘干，称量计算产率。

2．共聚物组成的测定：

a. 在两只250mL锥形瓶中，分别称入经研细的共聚产物0.5g（精确至小数点后三位），用移液管各加入20mL 0.5mol/L的NaOH溶液。

b. 在锥形瓶上装上回流冷凝管，在沸水浴上加热反应，待物料完全反应，成无色透明后，用少量蒸馏水洗冷凝管后，取下锥形瓶。

c. 样品冷至室温后，加三滴酚酞指示剂，用标准盐酸滴定至无色即为终点。 d. 平行滴定两个样品，按下式计算共聚物中顺酐的重量百分数，取其平均值。

W顺％＝

五、注意事项

（NNaOH⋅VNaOH−NHCl⋅VHCl）98.06×

2×W共×1000

a) 共聚时，反应瓶应干燥，不能有水。否则，实验易失败。

b) 沉淀聚合凝胶效应使反应自动加速加剧，在反应过程中，要控制好温度，避免由于反应放热而引起冲料。

c) 为提高产率，可在反应后期，将反应温度升至80℃反应。

六、思考题

1．合成苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物及测定该共聚物组成的基本原理是什么？ 2．对所得共聚物的产率及共聚物组成的实验值与计算值进行比较，并请分析原因。 3．苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物与氢氧化钠溶液的反应是高分子化学反应，试比较高分子化学反应与低分子化学反应的异同点。

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七、参考文献

1．南京大学化学系高分子教研室，《高分子化学实验》。 2．吴承佩、周彩华.《高分子化学实验》，安徽科技出版社。

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