3. 实验三 醋酸乙烯酯的溶液聚合

文档高分子化学实验报告 10高二醋酸乙烯酯的溶液聚合实验三危平福 1014122030丁胜10141220072013/5/8溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应，生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合，聚合物不溶于溶剂而析出者，称异相溶液聚合或沉淀聚合。

一、实验目的：12、了解水溶液聚合机理及聚合中各个组分的作用。

二、实验原理：i【聚醋酸乙烯酯】（也称作聚乙酸乙烯酯，简称PVA、PVAc）是一种有弹性的合成聚合物。

聚醋酸乙烯酯是通过醋酸乙烯酯（VAM）的聚合而制备的。

聚合物的部分或全部水解用于制备聚乙烯醇。

聚乙烯醇产品的水解率一般在87%至99%之间。

聚醋酸乙烯酯是弗里茨·克拉特1912年在德国发现的；它是最常用的木材用胶，被称作白胶水（白胶浆），聚醋酸乙烯酯被广泛地应用于印刷装订和书籍艺术溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合聚合物不溶于溶剂而析出者称异相溶液聚合或沉淀聚合。

优点:一、与本体聚合相比，溶液聚合有溶剂为传热介质聚合强度容易控制；二、体系中聚合物浓度较低能消除自动加速现象聚合物分子量比较均—；三、不易进行链自由基向大分子转移而生成支化或交联的产物；四、反应后的物料也可直接使用。

缺点:一、单体浓度小聚合速率低设备利用率；二、低单体浓度低和向溶剂链转移结果致使聚合物分子量不高；三、聚合物中夹带微量溶剂溶解回收麻烦而且多为易染、易爆的有毒物。

这些缺点使得溶液聚合在工业上应用不如悬浮聚合和乳液聚合多。

溶液聚合属于自由基聚合反应。

自由基聚合微观动力学：链引发速率：链增长速率：链终止速率：总速率方程表明聚合速率与发剂浓度的平方根、单体浓度的一次方根成正比。

本次实验中引发剂用量由0.05g提高到0.2g，溶剂用量由5ml提高到20ml，假设各反应物混合后体积不变，则引发剂浓度由0.05/（5+20/0.93）=0.001887g/ml提高到0.2/（20+20/0.93）=0.004819 g/ml所以[I]提高2.55倍，单体浓度20/25.5=0.7843g/ml 降低到20/41.5=0.4819g/ml [M]降低1.63倍，所以总速总速率并未提高，反而下降了。

实验02 醋酸乙烯酯的溶液聚合与聚乙烯醇的制备一．实验目的二．实验原理三．主要仪器和试剂四．实验步骤五．注意事项六．问题与讨论一．实验目的1.通过本实验掌握醋酸乙烯酯溶液聚合方法；2.了解聚醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇方法；3.通过高分子转化反应了解溶液聚合、高分子侧基反应原理及醇解度测定方法。

二．实验原理本实验采用自由基溶液聚合反应。

选用乙醇作溶剂，是由于PVAc能溶于乙醇，而且聚合反应中活性链对乙醇的链转移常数较小。

而且在醇解制取PVA时，加入催化剂后在乙醇中经侧基转化反应即可直接进行醇解。

二．实验原理PVAc的醇解可以在酸性或碱性催化下进行，目前工业上都采用碱性醇解法。

另一方面，乙醇中的水对醇解会产生阻碍作用，因为水的存在使反应体系内产生CH3COONa，消耗了NaOH，而NaOH 在此是起催化作用，因此要严格控制乙醇中的水的含量。

三．主要仪器和试剂1.实验仪器250ml三口瓶x1、回流冷凝管x1、搅拌器x1、100ml滴液漏斗x12.实验试剂醋酸乙烯酯、氢氧化钠(NaOH)、乙醇、偶氮二异丁腈（AIBN）三．主要仪器和试剂图2－1 聚醋酸乙烯酯醇解装置四．实验步骤1.聚醋酸乙烯酯(PVAc)的制备：如图1－1搭好装置，在250ml三口烧瓶中加入20g乙醇、40g醋酸乙烯酯和0.05g AIBN，开始搅拌。

当AIBN完全溶解后，升温至60±2℃反应3小时，加入40g乙醇备醇解用。

2.将大部分聚合物溶液倒入回收瓶中，反应瓶内留下约15g。

用15ml乙醇将瓶口处的溶液冲净。

四．实验步骤醇解：如图2－1搭好装置，在反应瓶中加入85ml乙醇。

开动搅拌，待溶解均匀后，在25℃下慢慢滴加5%的NaOH/乙醇溶液2.8ml （约2秒/滴）。

仔细观察，约1~1.5小时发生相转变。

这时再滴加1.2ml的NaOH/乙醇溶液，继续反应1小时，用布氏漏斗抽滤，所得聚醋酸乙烯酯(PVA)为白色沉淀，分别用15ml乙醇洗涤3次。

11实验三醋酸乙烯酯的乳液聚合一、实验目的:1．了解乳液聚合的基本原理、基本配方以及乳化剂的作用。

2．掌握乳液聚合的实验技术。

二、实验原理:乳液聚合最简单的配方由单体、水、水溶性引发剂、乳化剂四部分组成。

乳液聚合是单体在含有乳化剂和引发剂的水介质中，在搅拌和乳化剂作用下，分散成乳液状进行的聚合反应。

所用的乳化剂通常为阴离子型的表面活性剂，也可采用非离子型表面活性剂或两种同时使用。

表面活性剂分子的一端为极性的亲水基团,另一端为非极性的亲油基团，当它在水相中的浓度大于临界胶束浓度时，既形成聚集体—胶束。

这时胶束成为聚合的场所，链的增长、终止都在胶束中进行。

所以乳液聚合具有独特的机理并有许多显著的优点。

聚合速率快，低温转化率高，产物分子量大，分子量分布窄，而且有效地排除反应热。

乳液聚合产物可直接用作涂料或粘合剂。

乳液聚合是制备高聚物的一种重要方法。

对于乳胶漆、粘合剂、纸张及皮革处理等，可直接采用乳液。

本实验所得的产物又称为“乳白胶”，可直接作为粘合剂使用,用来粘结木材、纸张和织物。

三、实验仪器及试剂:电动搅拌马达、调压变压器、封闭式电炉、水浴锅、小天平(100g)、四口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、温度计(100℃)、恒压滴液漏斗、氮气导管、N2气袋、量筒、烧瓶等。

醋酸乙烯酯(C.P.)、聚乙烯醇(C.P.)、OP—10（C.P.）、十二烷基硫酸钠(10％)、过硫酸钾(C.P.)、乙酸钠(C.P.)、碳酸氢钠(C.P.)、邻苯二甲酸二丁酯(C.P.)。

四、实验步骤:1. 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的250ml的四口烧瓶中，加入浓度为5%聚乙烯醇50g，再加入OP-10：1g，10%十二烷基硫酸钠溶液5g，搅拌并升温。

2. 当温度升至72℃时，加入过硫酸钾0.25g，乙酸钠0.20g，并开始滴加13g（约14ml）醋酸乙烯酯，滴加时，水浴温度维持在80℃左右，滴加时间30分钟。

高分子化学实验报告实验三醋酸乙烯酯的溶液聚合一、实验目的通过聚醋酸乙烯酯的制备，掌握溶液聚合的一般方法和基本实验技巧。

二、实验原理本实验以偶氮二异丁氰为引发剂，甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合，属于自由基聚合反应。

溶液聚合一般有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等特点。

在聚合过程中存在向溶剂链转移的反应，使产物分子量降低。

因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。

各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。

一般根据聚合物分子量的要求选择合适的溶剂。

另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律。

选用沉淀剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。

产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。

缺点是一、溶剂回收难，二、溶剂本身也是一种杂质，使产品纯度低，三、溶剂一般易燃易爆有毒，四、聚合速率低。

聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维，控制分子量是关键。

单体纯度、引发剂和溶剂类别，以及聚合温度和转化率高低，都对产物分子量有很大影响，由于乙酸乙烯酯自由基活性很高，容易对聚合物发生链转移，而形成支链或交联产物。

三、实验材料、装置流程及仪器100ml 三颈瓶 回流冷凝管 温度计 搅拌器 铁架台 水浴锅 醋酸乙烯酯（重蒸）20ml 甲醇20ml 偶氮二异丁氰0.2g四、实验步骤五、实验结果无色粘稠状液体六、注意事项（1）醋酸乙烯酯有麻醉性和刺激作用，高浓度蒸气可引起鼻腔发言，因此在实验时保持通风；（2）在实验时应先加引发剂，等到引发剂溶解后，再升温。

七、思考题1、溶液聚合的定义，组成，分类及优缺点。

答：定义：单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合方法。

组成：单体、引发剂、溶剂。

分类：按聚合产物在溶剂中的溶解性：均相聚合，沉淀聚合按聚合机理：自由基聚合，离子聚合。

优点：聚合时溶剂回流带走聚合热，使反应强度得到控制；消除了自动加速效应，使聚合物分子量均一。

高分子化学实验醋酸乙烯酯的溶液聚合一、目的要求1、通过本实验掌握溶液聚合的实验方法和溶液聚合的特点。

2、掌握醋酸乙烯酯聚合原理及溶剂对醋酸乙烯酯溶液聚合的影响。

二、实验基本原理1、单体的性质醋酸乙烯酯的分子量为86.09。

纯的醋酸乙烯酯的聚合能力很强，在常温下能缓慢聚合，在光和引发剂的作用下聚合的速度显著提高。

聚合过程为放热反应，故聚合开始后即能自行加快聚合速度。

醋酸乙烯醋在无机酸或碱的作用下易发生水解，生成乙醛和乙酸。

受热的稳定温度可达到400℃。

醋酸乙烯酯（VAC）的物化常数凝固点(℃) -84沸点(℃) 73密度 0.9342n 1.3958折光率20D膨胀系数（5-250）(l/℃) 0.00155粘度（20℃）厘泊 0.432燃烧热（kJ/mol） 2072.07生成热（kJ/mol） 118.46蒸馏潜热（kJ/mol） 32.65闪点（℃） -5—8水中溶解度（20℃）% 2.5水在VAC中溶解度（20℃）% 0.12、聚合反应机理醋酸乙烯酯的聚合方式按自由基型链式反应进行。

常用的引发剂是过氧化物体系和偶氮双腈体系、反应过程中除链引发、链增长、链终止三个分数外还有链转移反应，反应机理如下：（1） 链引发（2）链增长（3）链转移在醋酸乙烯酯聚合反应中，由于RCH 2CHOCOCH 3的活性大，增长的活性链容易向溶剂，向单体以及向已生成的聚合物大分子转移。

① 向溶剂转移ktr n n M HA M H A +−−→+如果A·不活泼，不与单体发反，或反应速度很小HA 就称为阻聚剂或缓聚剂。

如A ·很活泼，易与单体发生反应，重新引起聚合反应，HA 就称为链转移剂。

有溶剂情况下平均聚合度式中：DP0—无溶剂存在条件下时聚合物平均聚合度。

[S] —溶剂浓度[M]—单体浓度Cs —链转移常数② 向单体转移，可形成支链聚合物232332323222222~~R nM RCH CHOOCCH CH CHOOCCH RCH CHOOCCH CH CHOOCCH RCH CHOOCCH CH CHOOCCH CH CHOOCCH RCH CHOOCCH +=⇒→=+→+==−−→或③ 向大分子转移，也可形成支链聚合物（4）终止链链终止一般按偶合终止和歧化终止两种方式进行。

醋酸⼄烯酯的溶液聚合⾼分⼦化学实验醋酸⼄烯酯的溶液聚合⼀、⽬的要求1、通过本实验掌握溶液聚合的实验⽅法和溶液聚合的特点。

2、掌握醋酸⼄烯酯聚合原理及溶剂对醋酸⼄烯酯溶液聚合的影响。

⼆、实验基本原理1、单体的性质醋酸⼄烯酯的分⼦量为86.09。

纯的醋酸⼄烯酯的聚合能⼒很强，在常温下能缓慢聚合，在光和引发剂的作⽤下聚合的速度显著提⾼。

聚合过程为放热反应，故聚合开始后即能⾃⾏加快聚合速度。

醋酸⼄烯醋在⽆机酸或碱的作⽤下易发⽣⽔解，⽣成⼄醛和⼄酸。

受热的稳定温度可达到400℃。

醋酸⼄烯酯（VAC）的物化常数凝固点(℃) -84沸点(℃) 73密度 0.9342n 1.3958折光率20D膨胀系数（5-250）(l/℃) 0.00155粘度（20℃）厘泊 0.432燃烧热（kJ/mol） 2072.07⽣成热（kJ/mol） 118.46蒸馏潜热（kJ/mol） 32.65闪点（℃） -5—8⽔中溶解度（20℃）% 2.5⽔在VAC中溶解度（20℃）% 0.12、聚合反应机理醋酸⼄烯酯的聚合⽅式按⾃由基型链式反应进⾏。

常⽤的引发剂是过氧化物体系和偶氮双腈体系、反应过程中除链引发、链增长、链终⽌三个分数外还有链转移反应，反应机理如下：（1）链引发（2）链增长（3）链转移在醋酸⼄烯酯聚合反应中，由于RCH 2CHOCOCH 3的活性⼤，增长的活性链容易向溶剂，向单体以及向已⽣成的聚合物⼤分⼦转移。

①向溶剂转移ktr n n M HA M H A +??→+如果A·不活泼，不与单体发反，或反应速度很⼩HA 就称为阻聚剂或缓聚剂。

如A ·很活泼，易与单体发⽣反应，重新引起聚合反应，HA 就称为链转移剂。

有溶剂情况下平均聚合度式中：DP0—⽆溶剂存在条件下时聚合物平均聚合度。

[S] —溶剂浓度[M]—单体浓度Cs —链转移常数②向单体转移，可形成⽀链聚合物232332323222222~~R nM RCH CHOOCCH CH CHOOCCH RCH CHOOCCH CH CHOOCCH RCH CHOOCCH CH CHOOCCH CH CHOOCCH RCH CHOOCCH +=?→=+→+==??→或③向⼤分⼦转移，也可形成⽀链聚合物（4）终⽌链链终⽌⼀般按偶合终⽌和歧化终⽌两种⽅式进⾏。

醋酸乙烯酯的溶液聚合一、实验目的通过聚醋酸乙烯酯的制备，掌握溶液聚合的一般方法和基本实验技巧。

二、实验原理溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。

在聚合过程中存在向溶剂链转移的反应，使产物分子量降低。

因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。

各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。

一般根据聚合物分子量的要求选择合适的溶剂。

另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律。

选用沉淀剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。

产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。

本实验以甲醇为溶剂进行醋酸乙烯酯的溶液聚合。

根据反应条件的不同，如温度、引发剂量、溶剂等的不同可得到分子量从2000到几万的聚醋酸乙烯酯。

聚合时，溶剂回流带走反应热，温度平稳。

但由于溶剂引入，大分子自由基和溶剂易发生链转移反应使分子量降低。

聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维，分子量的控制是关键。

由于醋酸乙烯酯自由基活性较高，容易发生链转移，反应大部分在醋酸基的甲基处反应，形成链或交链产物。

除此之外，还向单体、溶剂等发生链转移反应。

所以在选择溶剂时，必须考虑对单体、聚合物、分子量的影响，而选取适当的溶剂。

温度对聚合反应也是一个重要的因素。

随温度的升高，反应速度加快，分子量降低，同时引起链转移反应速度增加，所以必须选择适当的反应温度。

反应式：三、实验药品及仪器药品：醋酸乙烯脂（新蒸）（20g）---、甲醇（5mL）---、偶氮二异丁晴（AIBN）（0.05g）---等；仪器：恒温水浴锅、搅拌器、三口烧瓶、球型冷凝管、温度计、吸管、天平、量筒等。

四、实验装置图五、实验步骤与现象分析步骤（1）：在装有搅拌器、回流冷凝管和温度汁的反应瓶中加入醋酸乙烯酯20g(可折算成体积后用移液管虽取)，再将另一小烧杯重预先准备好的偶氮二异丁腈溶液(0.05g 溶于5mI 甲醇中)倒入反应瓶；现象：[加入醋酸乙烯酯后，是澄清溶液，在装有偶氮二异丁腈的烧杯里加入甲醇后，经过适当搅拌，偶氮二异丁腈完全溶解]分析：[醋酸乙烯酯是无色透明溶液，偶氮二异丁晴可以溶于甲醇]步骤（2）：升温，控制反应瓶内温度61—63℃，注意观察体系内粘度的变化，反应3h；现象：[随着反应的进行，回流的进行，瓶中溶液逐渐浑浊，粘度变大] 分析：[经过聚合反应生成的聚醋酸乙烯酯也是无色透明的，不过呈粘稠状]步骤（3）：将瓶内的物料倒入表面皿中，观察产物性质。

醋酸乙烯酯溶液聚合及官能团反应聚乙烯醇缩丁醛的制备一、目的要求1.掌握溶液聚合的基本原理和实验技术2.了解聚合物中官能团反应的知识。

二、原理从醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛，共三部分。

1.醋酸乙烯酯（V AC ）溶液聚合。

在本实验采用均相溶液聚合方法，在溶液聚合中选择适当的溶剂是聚合过程的关键之一，在选择溶剂时除了考虑溶剂对单体和引发剂有良好的溶解性外，还必须考虑其链转移常数。

因为直接影响聚合物的分子量和分子量分布。

能溶解V AC 的溶剂很多，如甲醇、苯、甲苯、丙酮、二氯乙烷、醋酸乙酯、无水乙醇等。

本实验的最终产物是为了合成聚乙烯醇（PV A ），所以采用甲醇为溶剂是有利的，因为甲醇的链转移常数比较小，制成的醋酸乙烯酯—甲醇溶液不需要进行分离，可直接进行醇解。

聚合反应式：nCH 2CHO C CH 3OAIBNCH 2CH O C CH 3On2.聚醋酸乙烯酯的醇解反应—大分子官能团反应聚醋酸乙烯酯（PV AC ）的醇解属大分子功能团反应。

PV AC 可以在酸（如硫酸、盐酸和高氯酸等）的作用下，进行水解生成聚乙烯醇，一般称为酸法水解，也可以在碱的作用下进行水解生成PV A ，一般称为碱法水解，这一过程通常叫做醇解或皂化，而碱法醇解又分为湿法（高碱）和干法（低碱）两种。

所谓湿法醇解就是原料PV AC 甲醇溶液中含有 1 ～ 2 % 的水，催化剂碱也配成水溶液。

湿法醇解的特点是反应速度快，但副反应多，生成的醋酸钠多。

所谓干法醇解就是PV AC 甲醇溶液中不含水，碱也溶于甲醇中，碱的 mol 比也低（只有湿法醇解的十分之一）。

干法醇解的优点是克服了湿法醇解的缺点，但它的醇解速度慢。

本实验采用干法醇解反应主要是酯交换反应。

酯交换反应式：CH2CH O C CH 3OnnCH 3OHNaOHCH 2CH OHnnCH 3C OCH 3O如果是湿法醇解或体系中存在水，则同时发生皂化反应。

皂化反应式：CH2CH O C CH 3OnCH 2CH OHnNaOHCH 3OHCH 3COONa副反应：CH 3COOCH 3 + NaOH → CH 3OH + CH 3COONa 3.聚乙烯醇缩丁醛：CH2CH OHCH 2CHOHCH 3CH 2CH 2CHOHCOOHH2OCH 2CH CH 2CHOOO H 2CH 2CH 3三、药品和仪器 １．药品：1.醋酸乙烯酯的溶液聚合在250 mL 烧杯中加入70 g （75.3 mL ）V AC 30 g （38 mL ）甲醇和0.210 gAIBN ，用玻璃棒搅拌，待AIBN 完全溶解后将此溶液倒入装有搅拌器、冷凝管和温度计的三颈瓶中。

聚醋酸乙烯酯的乳液合成一、实验目的1.了解乳液聚合的特点、配方及各组分所起作用。

2.学习聚醋酸乙烯酯乳胶的合成原理和方法，加深对乳液聚合的理解。

3.熟悉聚醋酸乙烯酯乳胶的主要用途。

二、实验原理单体在水相介质中，由乳化剂分散成乳液状态，加入水溶性引发剂在搅拌或者震荡下进行的聚合，称乳液聚合。

其主要成份是单体、水、引发剂和乳化剂，引发剂常采用水溶性引发剂。

乳化剂是乳液聚合的重要组份，它可以使互不相溶的油－水两相，转变为相当稳定难以分层的乳浊液。

乳化剂分子一般由亲水的极性基团和疏水的非极性基团构成，根据极性基团的性质可以将乳化剂分为阳离子型、阴离子型、两性和非离子型四类。

当乳化剂分子在水相中达到一定浓度，即到达临界胶束浓度（ CMC ）值后，体系开始出现胶束。

胶束是乳液聚合的主要场所，发生聚合后的胶束称作为乳胶粒。

随着反应的进行，乳胶粒数不断增加，胶束消失，乳胶粒数恒定，由单体液滴提供单体在乳胶粒内进行反应。

此时，由于乳胶粒内单体浓度恒定，聚合速率恒定。

到单体液滴消失后，随乳胶粒内单体浓度的减少而速率下降。

乳液聚合的优点：(1)以水为分散介质，粘度低，传热快；(2)聚合速率快，分子量高，可以在低温聚合；(3)在直接使用乳液的场合较方便，如乳胶漆，胶粘剂，织物处理剂等。

乳液聚合的缺点：（1）需要固体产物时，后处理复杂（如破乳、洗涤、脱水、干燥等）（2）有残留乳化剂，对产品的性能有影响图1 乳液聚合阶段示意图表1 四种聚合方法的特点聚合方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方单体单体单体单体引发剂引发剂引发剂水溶性引发剂溶剂水水分散剂乳化剂聚合场所水体内溶液内单体液滴内胶束和乳胶粒内聚合机理遵循自由基聚合的一般规律，提高速率的因素通常使分子量降低能够同时提高聚合速率和分子量生产特征散热难，自加速显著，设备简单，易制板材散热易，反应平稳，产物可直接使用散热易，产物须后处理，增加工序散热易，产物呈固态时要后处理，也可以直接使用产品特征纯度高，分子量分布宽纯度，分子量较低比较纯，但有分散剂含少量乳化剂主要操作间歇，连续连续间歇连续聚醋酸乙烯酯乳液（PVAc），又称为聚醋酸乙烯乳液，俗称白乳胶。

醋酸乙烯酯的溶液聚合一、实验目的1、通过聚醋酸乙烯酯的制备，掌握溶液聚合的一般方法和基本实验技巧。

2、掌握溶液聚合的特点，增强对溶液聚合的感性认识。

3、通过实验了解聚醋酸乙烯酯的聚合特点。

二、实验原理溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应，生成的聚合物能溶于溶剂的称为均相溶液聚合，聚合物不溶于溶剂而析出的称为异相溶液聚合或沉淀聚合。

溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。

在聚合过程中存在向溶剂链转移的反应，使产物分子量降低。

因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。

各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。

一般根据聚合物分子量的要求选择合适的溶剂。

另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律。

选用沉淀剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。

产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。

本实验以甲醇为溶剂进行醋酸乙烯酯的溶液聚合。

根据反应条件的不同，如温度、引发剂量、溶剂等的不同可得到分子量从2000到几万的聚醋酸乙烯酯。

聚合时，溶剂回流带走反应热，温度平稳。

但由于溶剂引入，大分子自由基和溶剂易发生链转移反应使分子量降低。

聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维，分子量的控制是关键。

由于醋酸乙烯酯自由基活性较高，容易发生链转移，反应大部分在醋酸基的甲基处反应，形成链或交链产物。

除此之外，还向单体、溶剂等发生链转移反应。

所以在选择溶剂时，必须考虑对单体、聚合物、分子量的影响，而选取适当的溶剂。

温度对聚合反应也是一个重要的因素。

随温度的升高，反应速度加快，分子量降低，同时引起链转移反应速度增加，所以必须选择适当的反应温度。

醋酸乙烯溶液聚合主反应的化学反应方程式如下：⒈链引发反应⒉链增长反应⒊链终止反应⒋链转移反应⑴向单体转移⑵向溶剂转移⑶向已形成的大分子转移三、实验仪器及药品：仪器：250ml三口瓶一个、回流冷凝管一个、搅拌器一个、100℃温度计一个、100ml滴液漏斗一个、恒温水浴锅、纸杯量筒药品：醋酸乙烯酯（CH3COOCH=CH2）、氢氧化钠(NaOH)、甲醇、偶氮二异丁腈（AIBN）四、实验装置图：五、实验步骤及现象分析步骤现象分析1、安装实验装置：按装置图安装好实验装置，接通回流装置。

高分子化学实验实验名称：醋酸乙烯酯的溶液聚合班级： 2015级高分子材料与工程2班姓名：张涵、张望博学号： 1514171034 、1514171035目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验仪器及药品 (6)四、实验装置图 (6)五、注意事项 (7)六、实验步骤、现象及分析 (7)七、实验结果及分析 (10)八、思考题 (11)一、实验目的1.通过聚醋酸乙烯酯的制备，掌握溶液聚合的一般方法和基本实验技巧；2.掌握溶液聚合的特点，增强对溶液聚合的感性认识；3.通过实验了解聚醋酸乙烯酯的聚合特点。

二、实验原理溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应，生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合，聚合物不溶于溶剂而析出者，称异相溶液聚合或沉淀聚合。

与本体聚合相比，溶液聚合的优点是：有溶剂为传热介质，聚合强度容易控制；体系中聚合物浓度较低，能消除自动加速现象；聚合物分子量比较均—；不易进行链自由基向大分子转移而生成支化或交联的产物，反应后的物料也可直接使用。

但溶液聚合也有缺点；单体浓度小，聚合速率低，设备利用率低；单体浓度低和向溶剂链转移结果，致使聚合物分子量不高，聚合物中夹带微量溶剂；溶解回收麻烦而且多为易染、易爆的有毒物。

这些缺点使得溶液聚合在工业上应用不如悬浮聚合和乳液聚合多。

自从1955 年配位聚合问世以来，溶液聚合获得了广泛的应用。

本实验以偶氮二异丁腈为引发剂，甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合，属于自由基聚合反应。

聚醋酸乙烯酯适用于制造维尼纶纤维，分子量的控制是关键。

由于醋酸乙烯酯自由基活性较高，容易发生链转移，反应大部分在醋酸基的甲基处反应，形成链或交链产物。

除此之外，还向单体、溶剂等发生链转移反应。

所以在选择溶剂时，必须考虑对单体、聚合物、分子量的影响，而选取适当的溶剂。

温度对聚合反应也是一个重要的因素。

随温度的升高，反应速度加快，分子量降低，同时引起链转移反应速度增加，所以必须选择适当的反应温度。

实验五醋酸乙烯酯的溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解聚乙烯醇是制备维纶的原材料。

由于乙烯醇很不稳定，极易异构化成乙醛。

所以聚乙烯醇通常都是通过醋酸乙烯溶液聚合以及聚醋酸乙烯酯的醇解这两个步骤来制得的。

本实验是以偶氮二异丁腈为引发剂；甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合。

这是个自由基聚合反应。

二、实验原理本实验采用溶液聚合的自由基聚合原理。

选用甲醇作溶剂是由于聚醋酸乙烯酯（PV Ac）能溶于甲醇，而且聚合反应中活性链对甲醇的链转移常数较小。

且在醇解制取聚乙烯醇（PV A）时，加入催化剂后在甲醇中即可直接进行醇解。

醋酸乙烯(V Ac)在聚合过程中，容易发生向聚合物链的链转移反应。

聚合物浓度越大，支化越容易发生。

聚合物活性自由基链除了向聚醋酸乙烯酯（PV Ac）主链上的α、β氢处链转移，形成水解不掉的支链，还会向乙酰基上活泼氢原子转移，在乙酰基上形成支链。

这部分支链容易水解脱掉，导致聚合度降低。

在聚合反应的同时，可能存在副反应：（2）在单体浓度为85%时聚合得聚醋酸乙烯酯（PVAc），醇解后聚合度下降38.15%。

单体浓度为67%时醇解后只降低了6.89%。

因此，要降低溶液中单体浓度。

但单体浓度过低，会影响产物的最终聚合度。

表1 60℃甲醇中不同单体浓度溶液聚合得到PVAc和PVA的聚合度单体浓度/% 聚合时间/h 转化率/% PVAc聚合度PVA聚合度聚合度降低/%85 16 96.2 1903 1177 38.1567 17 96.6 668 622 6.89聚醋酸乙烯酯（PVAc）的醇解可以在酸性或碱性的催化下进行，用酸性醇解时，由于痕量级的酸很难从PVA中除去，而残留的酸可加速PVA的脱水作用，使产物变黄或不溶于水，所以一般均采用碱性醇解法。

另外，甲醇中的水对醇解会产生阻碍作用。

因为水的存在使反应体系内产生CH3COONa，消耗了NaOH，而NaOH在此起的是催化作用。

因此，一定要严格控制甲醇中的水的含量。

实验五醋酸乙烯酯的溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解聚乙烯醇是制备维纶的原材料。

由于乙烯醇很不稳定，极易异构化成乙醛。

所以聚乙烯醇通常都是通过醋酸乙烯溶液聚合以及聚醋酸乙烯酯的醇解这两个步骤来制得的。

本实验是以偶氮二异丁腈为引发剂；甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合。

这是个自由基聚合反应。

一、实验目的1、通过实验掌握醋酸乙烯酯溶液聚合的方法以及聚醋酸乙烯酯醇解的方法。

2、进一步掌握溶液聚合原理及高分子侧基反应原理。

3、掌握醇解度测定方法。

二、实验原理本实验采用溶液聚合的自由基聚合原理。

选用甲醇作溶剂是由于聚醋酸乙烯酯（PV Ac）能溶于甲醇，而且聚合反应中活性链对甲醇的链转移常数较小。

且在醇解制取聚乙烯醇（PV A）时，加入催化剂后在甲醇中即可直接进行醇解。

醋酸乙烯(V Ac)在聚合过程中，容易发生向聚合物链的链转移反应。

聚合物浓度越大，支化越容易发生。

聚合物活性自由基链除了向聚醋酸乙烯酯（PV Ac）主链上的α、β氢处链转移，形成水解不掉的支链，还会向乙酰基上活泼氢原子转移，在乙酰基上形成支链。

这部分支链容易水解脱掉，导致聚合度降低。

在聚合反应的同时，可能存在副反应：（2）在单体浓度为85%时聚合得聚醋酸乙烯酯（PVAc），醇解后聚合度下降38.15%。

单体浓度为67%时醇解后只降低了6.89%。

因此，要降低溶液中单体浓度。

但单体浓度过低，会影响产物的最终聚合度。

表1 60℃甲醇中不同单体浓度溶液聚合得到PVAc和PVA的聚合度单体浓度/% 聚合时间/h 转化率/% PVAc聚合度PVA聚合度聚合度降低/%85 16 96.2 1903 1177 38.1567 17 96.6 668 622 6.89聚醋酸乙烯酯（PVAc）的醇解可以在酸性或碱性的催化下进行，用酸性醇解时，由于痕量级的酸很难从PVA中除去，而残留的酸可加速PVA的脱水作用，使产物变黄或不溶于水，所以一般均采用碱性醇解法。

另外，甲醇中的水对醇解会产生阻碍作用。

高分子化学实验报告10高二醋酸乙烯酯的溶液聚合实验三危平福1014122030丁胜10141220072013/5/8一、实验目的：1、学习水溶液的聚合方法制备醋酸乙烯酯溶液2、了解水溶液聚合机理及聚合中各个组分的作用。

二、实验原理：i[聚醋酸乙烯酯]〔也称作聚乙酸乙烯酯,简称PVA、PVAc是一种有弹性的合成聚合物。

聚醋酸乙烯酯是通过醋酸乙烯酯〔VAM的聚合而制备的。

聚合物的部分或全部水解用于制备聚乙烯醇。

聚乙烯醇产品的水解率一般在87%至99%之间。

聚醋酸乙烯酯是弗里溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应,生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合,聚合物不溶于溶剂而析出者,称异相溶液聚合或沉淀聚合。

茨·克拉特1912年在德国发现的；它是最常用的木材用胶,被称作白胶水〔白胶浆,聚醋酸乙烯酯被广泛地应用于印刷装订和书籍艺术溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当的溶剂中进行的聚合反应生成的聚合物能溶于溶剂的叫均相溶液聚合聚合物不溶于溶剂而析出者称异相溶液聚合或沉淀聚合。

优点:一、与本体聚合相比,溶液聚合有溶剂为传热介质聚合强度容易控制；二、体系中聚合物浓度较低能消除自动加速现象聚合物分子量比较均—；三、不易进行链自由基向大分子转移而生成支化或交联的产物；四、反应后的物料也可直接使用。

缺点:一、单体浓度小聚合速率低设备利用率；二、低单体浓度低和向溶剂链转移结果致使聚合物分子量不高；三、聚合物中夹带微量溶剂溶解回收麻烦而且多为易染、易爆的有毒物。

这些缺点使得溶液聚合在工业上应用不如悬浮聚合和乳液聚合多。

本实验以偶氮二异丁腈为引发剂甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合属于自由基聚合反应。

自由基聚合微观动力学：链引发速率：链增长速率：链终止速率：总速率方程表明聚合速率与发剂浓度的平方根、单体浓度的一次方根成正比。

本次实验中引发剂用量由0.05g提高到0.2g,溶剂用量由5ml提高到20ml,假设各反应物混合后体积不变,则引发剂浓度由0.05/〔5+20/0.93=0.001887g/ml提高到0.2/〔20+20/0.93=0.004819g/ml所以[I]提高2.55倍,单体浓度20/25.5=0.7843g/ml降低到20/41.5=0.4819g/ml [M]降低1.63倍,所以总速总速率并未提高,反而下降了。

实验三⼄酸⼄烯酯的乳液聚合实验三⼄酸⼄烯酯的乳液聚合-⽩乳胶的制备⼀、实验⽬的了解⾃由基型加聚反应的原理和乳液聚合的⽅法。

⼆、实验原理乳液聚合是烯类单体在乳化剂的作⽤下，分散在⽔相中呈乳状液，并在引发剂的作⽤下进⾏聚合反应，得到的微粒（0.1～1.0微⽶）、状态分散在⽔相中的聚合物乳液，这种乳液稳定性良好，由于使⽤⽔作分散介质，具有经济安全和不污染环境的优点，⼴泛应⽤于涂料、粘合剂、纺织印染和纸张助剂等的制造。

三、主要试剂及仪器醋酸⼄烯酯、聚⼄烯醇、乳化剂OP—10、过硫酸铵、碳酸氢钠、邻苯⼆甲酸⼆丁酯三⼝烧瓶、搅拌器、温度计、球形冷凝管、滴液漏⽃等四、实验步骤1．聚⼄烯醇的溶解在装有搅拌器、温度计和球形冷凝管的250ml三⼝烧瓶中加⼊44ml去离⼦⽔和0.5g乳化剂OP—10，开动搅拌，逐渐加⼊3g聚⼄烯醇，加热升温，在80～90℃保持0.5⼩时左右，直到聚⼄烯醇全⾯溶解，冷却备⽤。

2．将0.3g过硫酸铵溶于⽔中，配成5%的溶液3．聚合把10g 蒸馏过的醋酸⼄烯酯和2ml 5%过硫酸铵⽔溶液加⾄上述三⼝烧瓶中，开动搅拌器，⽔浴加热，保持温度在65～75℃。

当回流基本消失时，⽤滴液漏⽃在1.5～2⼩时内缓慢按⽐例地滴加34g醋酸⼄烯酯和余量的过硫酸铵⽔溶液。

加料完毕后升温到90～95℃，⾄⽆回流为⽌，冷却⾄50℃，加⼊2～4ml 5% 碳酸氢钠⽔溶液，调整pH⾄5～6，然后慢慢加⼊5g邻苯⼆甲酸⼆丁酯搅拌冷却1⼩时，即得⽩⾊粘稠的乳液。

五、注意事项1．聚⼄烯醇溶解速度较慢，必须完全溶解。

2．滴加单体的速度要均匀，防⽌加料太快，发⽣爆聚冲料等事故。

3．搅拌速度要适当，升温不能过快。

六、思考题1．聚⼄烯醇在反应中起什么作⽤？为什么要与乳化剂OP—10混合使⽤？2．为什么⼤部分的单体和过硫酸铵要以逐步滴加的⽅式加⼊？3．过硫酸铵在反应中起什么作⽤?其⽤量过多或过少对反应有何影响？4．为什么反应结束后要⽤碳酸氢钠调整pH=5～6 ?。