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醋酸乙烯酯的溶液聚合试验

一、实验目的：

1、学习溶液的聚合方法，制备醋酸乙烯酯溶液；

2、了解溶液聚合机理及聚合中各个组分的作用。

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。本实验中单体即发生反应也作为溶剂，

而甲醇在反应的后期作为反应的溶剂，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。

三、实验装置、仪器和材料

实验药品：醋酸乙烯酯1500g，引发剂AIBN（偶氮二异丁腈）4.5g，对苯二酚0.3g

四、试验方案

接通实验装置，氮气置换反应装置3分钟，先将醋酸乙烯酯1500g，AIBN（偶氮二异丁腈）4.5g加

入四口瓶，水浴63C温度反应，氮气保护，蒸馏头温度保持在50C以下反应3小时，待转

化率大于80%以上时，再将反应温度升至65~66C,关闭回流水，抽真空接通溜出冷凝管接收溜出甲醇，保

持0.5小时，添加对苯二酚0.3g，10分钟后得产品。

五过程控制

1、转化率

秤取一定量Ag（一般2~3g,不含表面皿重）反应瓶中物料倒入透明玻璃的表面皿上（表面皿重

Bg）,放入73C干燥完后称量无色透明树脂Cg（含表面皿重）。

转化率=（C-B）/Ax1.5/1.8

六、注意事项：
1、反应后期，聚合物很粘稠，搅拌阻力较大，可以加入少量甲醇；
2、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炎，因此在实验时保持通风；
3、在实验时应先加引发剂，等到引发剂溶解后，再升温。

讨论与分析：在本次实验中，部分实验组得到产品为乳白色不透明物质，产生上述原因：

①温度的影响，本次实验反应温度为6「C〜63'C接近甲醇的沸点，聚合反应容易控制，若温度较高时，虽然反应速
率大，但在较高温度时聚合物的稳定结构发生变化，可能会产生支化，使聚合物结构立体化趋向于固相；这也是最可能造成产
品中含有白色物质原因。

②甲醇的量多少，在本实验中甲醇虽不是溶剂，但在反应后期起到加强单体流动性的作用，若在反应后期单体的量很少不足
以使自身顺畅流动，此时甲醇因蒸发而量很少，这使体系由整体反应变为局部反应，单体因不能顺利流动到链自由基上，而使
自由基相互结合，不仅使聚合反应结束时间短，也使产生聚合物的分子量变大而固化；

③引发剂的效果，本实验采用的为高效引发剂，因引发剂受到温度、氧气等因素影响使引发剂反应效率降低，而使聚合反应
产生的聚合物分子量变大。

④在实验时，实验装置要保持无水状态，若装置中含有少量水份时，醋酸乙烯酯会反生水解，可能导致实验失败。

在实验中，甲醇并不为溶剂，其在实验中，是降低体系粘度，增强聚合物的流动性，因而在加甲醇时，也可以选择后加，在前
期时，可以先采用本体聚合，观察反应液的粘度变化，待粘度较大时，补加甲醇，采用间断性添加。这样在实验得到的产品分
子量较大。

思考题

1、溶液聚合的特点及其影响因素？

解;溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液的状态下进行的聚合反应。因为在溶液聚合中有溶剂的加入，聚合体
系的粘度比本体聚合低，且在反应中散热比较容易，在生产操作和温度都易于控制，得到的产品分子量分布均匀；在本次溶液
聚合中，选用良溶剂，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应。在溶液聚合时影响因素：溶剂及其浓度、反应温度、引发剂量
等，因此在本次实验中，对溶剂的选择时，必须注意溶剂的活性大小，在实验中选用的为良溶剂，溶剂的浓度影响溶液聚合后
期时因聚合物粘度大造成单体的流动性降低，而溶剂在此时起到转