⑴ 高分子化学实验题!求帮忙!急求啊!!!
1)悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水,分散剂四个基本组分组成。单体是反应主体,反应后是聚合物的结构单元;引发剂是引发聚合反应;水为溶剂;分散剂用来降低分散体系中苯乙烯粒子聚集。如换成本体聚合,体系基本组成成分为单体、引发剂;乳液聚合,体系基本组成成分为单体、引发剂、乳化剂、水。
2)悬浮聚合主义项:1)存在自动加速反应,控制好搅拌速率和分散剂用量及反应温度;2)溶剂为水,应选择油溶性引发剂;3)反应后,产品纯化和处理;等。
⑵ 微管反应器原理
微化工系统是以带有微结构元件的化工装备为核心的化工系统,它的突出特点是在微时空尺度上控制流动、传递和反应过程,为实现高效、安全的物质转化提供了基础。微化工系统相关研究起源于20世纪90年代[1],多年来的研究结果表明:微化工设备内流动状态高度可控,液滴和气泡的分散尺度一般在数微米至数百微米之间;具有丰富的多相流型,一些流型中的液滴和气泡结构与尺寸高度均一;由于微尺度下传递距离短、浓度/温度梯度高以及体系巨大的比表面积,微反应器内传热/传质系数较传统化工设备大1-3个数量级[2]。
国内开展微反应器研究已经有十余年时间,在微反应器的设计制造、微混合原理的探索、气相反应、液相反应、纳米颗粒制备等领域得到迅速发展,取得了显著成果[3]。目前从事微反应器相关研究的主要有中国科学院大连物理化学研究所、清华大学、华东理工大学和山东豪迈化工技术有限公司等科研院校和科研单位。
聚合反应对反应器的传热和混合有很高的要求,传统的釜式反应器在这方面的缺陷成为获得高性能聚合产物的瓶颈之一。近年来,微反应器已能够成功应用于多种机理的聚合反应并表现出对传统釜式反应器的显著优势。从当前的发展趋势来看,微反应器在聚合反应中的应用将成为化工和高分子领域的研究热点之一。本文综述了微反应器在不同的聚合反应体系中的应用。
1
自由基聚合
聚合温度对自由基聚合所得产物的分子量和分子量分布有很大影响。因此,对反应体系温度的控制是控制产品质量的关键因素。大部分自由基聚合是较强的放热反应,且反应速度较快。在传统的釜式反应器中,反应器传热和传质能力的不足往往导致反应体系内温度分布不均,从而影响产物的分子量分布。在放热较强的自由基聚合中,使用传热能力强的微反应器可以显著改善反应结果。
Iwasaki等[4]用T形微混合器和内径分别为250μm和500μm的微管式反应器组成微反应器系统(图一),进行了一系列丙烯酸酯单体的自由基聚合。釜式反应器中丙烯酸丁酯的聚合反应产物分子量分布指数(PDI)高达10以上,而相同的反应时间和产率下微混合器中反应产物的PDI可控制在3.5以下,证明微反应器可以有效地控制自由基聚合产物的分子量分布。
图一 丙烯酸酯自由基聚合微反应器装置图
Okubo等[5]在微反应器中进行了苯乙烯的悬浮聚合,反应物和水通过K-M型微混合器形成悬浮液,再经过管式反应器进行聚合[图2(a)]。经过降温可直接在管内得到聚合物颗粒,通过改变流量可以调节聚合物颗粒大小。
微通道中的液滴聚合是一种新兴的聚合方式,其基本原理为在管内利用不良溶剂将反应体系分隔成小液滴,每个小液滴均可看做一个微型反应器。在较小的微通道尺寸下,液滴聚合的混沌混合特性进一步强化了传质效果。Okubo等利用液滴聚合合成了聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯,反应装置见图二(b)。通过调节停留时问和控制两相间溶剂扩散的方法可以实现对聚合产物分子量的控制;与釜式反应器相比,得到的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的分子量分布较窄,经过微反应器沉淀得到的聚合物粒子分布也较均一。
图二 苯乙烯自由基聚合实验装置示意图
Wu等[6}在自制的双输入微通道(500μm*600μm)反应器中进行了甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)的ATRP聚合。单体和催化剂从一个通道进入,引发剂从另一入口通入,通过对流量调节可以实现对产物分子量和分子量分布的调控。Wu等[7}随后又设计了结构相似的三输入微反应器,实现了环氧乙烷与HPMA的ATRP共聚合。通过调节反应时间和引发剂相对浓度两种方法均可实现对聚合产物中HPMA含量的调节。Chastek等[8]在微反应器中进行了苯乙烯和一系列丙烯酸酯的ATRP共聚合,通过特定溶剂使产物胶束化,并用动态光散射法对胶束进行了测定,反应装置见图三。
图三 ATRP共聚、胶束化和DLS检测集成装置示意图
2
阴离子聚合
Honda等[9}在由微混合器和微管反应器(内径250μm)组成的微反应器装置中进行了氨基酸-N-羧基-环内酸酐的阴离子聚合。所得产物的分子量分布窄于釜式反应器的聚合产物,并可以通过调节流速来控制产物分子量和分子量分布。如图四所示,流速降低时,反应物停留时问增长,反应程度提高,产物的分子量变大,分子量分布变窄。
图四 不同流速下的GPC流出曲线
3
阳离子聚合
Nagaki等[10]将微反应器与“阳离子池”引发技术结合,进行了一系列乙烯基醚单体的阳离子聚合(图五)。阳离子池的高效引发结合微反应器的快速混合使反应在0.5 s内即可完成,并能很好地控制产物的分子量分布,产物的PDI从釜式反应器的2.25降至1.14。
⑶ 高分子实验书上苯乙烯悬浮聚合和阳离子交换树脂制备致孔剂为什么选择十二烷~致孔剂选择的一般原理是什么
致孔剂包括良溶剂致孔剂、非良溶剂致孔剂以及它们的混合型致孔剂、还有就是线性聚合物内致孔剂,容根据致孔剂系列的适用范围来进行选择的~惰性有机溶剂即是选用我说的非良溶剂致孔剂,其适用于制备孔径大而比表面积相对较低的大孔树脂,而线性聚合物致孔剂呢就得选用聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯类等这类
平の楽^.^小平平
⑷ 高分子化学中常用的聚合方法有哪些,每种聚合方法有何优势
本体 溶液 乳液 悬浮是 聚合方法
常用的聚合方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合四种.自由基聚合可选用其中之一进行;离子型或配位聚合,一般采用溶液聚合,例如乙烯、丙烯采用钛催化剂聚合,由于催化剂与聚合物均不溶于溶剂,常称淤浆聚合;缩聚反应一般在本体或溶液中进行,分别称为本体(熔融)缩聚和溶液缩聚,在两相界面上的缩聚称为界面缩聚.
在聚合温度和压力下为气态或固态的单体也能聚合,分别称为气相聚合和固相聚合.气相、固相和熔融聚合均可归于本体聚合范畴.四种聚合方法的不同特点是:
①本体聚合 组分简单,通常只含单体和少量引发剂,所以操作简便,产物纯净;缺点是聚合热不易排除.工业上用自由基本体聚合生产的聚合物主要品种有聚甲基丙烯酸甲酯、高压聚乙烯和聚苯乙烯.
②溶液聚合 优点是体系粘度低,传热、混合容易,温度易于控制;缺点是聚合度较低,产物常含少量溶剂,使用和回收溶剂需增加设备投资和生产成本.溶液聚合在工业上主要用于聚合物溶液直接使用的场合,如醋酸乙烯酯在甲醇中的溶液聚合,丙烯腈溶液聚合直接作纺丝液,丙烯酸酯溶液聚合液直接作涂料和胶粘剂等.
③悬浮聚合 通常是在大量的水介质中进行,散热容易,产物是0.05~2mm左右的小颗粒,容易洗涤、分离,产物纯度较高;缺点是产物容易粘壁,影响聚合釜传热和生产周期.悬浮聚合主要用于聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的工业生产.
④乳液聚合 由于使用了乳化剂而具有特殊机理,单体在胶束中引发、聚合是在单体-聚合物乳胶粒中进行.其特点是速度快、产物分子量大、体系粘度低、易于散热;缺点是乳化剂等不易除净,影响产物性能,特别是电性能较差,在工业上乳液聚合主要用于合成橡胶的生产,如丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶生产.
本体聚合和溶液聚合一般为均相反应,但也有因聚合物不溶于单体或溶剂而沉淀出来;悬浮聚合和乳液聚合均属非均相反应.均相体系往往属非牛顿流体(见粘性流体流动),可直接使用,若要制得固体聚合物,则需进行沉淀分离;非均相体系固体物含量可高达30%~50%(最高达约60%),除胶乳可直接使用外,其他均需经分离、提纯等后处理.
从原理上分 可分为逐步聚合和链式聚合,绝大部分自由基聚合和离子聚合都属于链式聚合
⑸ 悬浮聚合实验 要想成功应该注意哪些
1) 分散剂的选择要恰当。直接关系到单体分散悬浮的程度是否合适。对不同单体、回不同反应,应有针答对性的选择悬浮剂。
2)搅拌速度。单体液层在搅拌的剪切力作用下分散成小液滴,液滴大小主要和搅拌速率有关。
还应注意水相阻聚剂,常用的有亚甲基蓝、硫代硫酸钠等;加入些磷酸钙粉末可使悬浮体系更稳定。
悬浮聚合中,条件的选择和控制是十分重要的。
⑹ 高分子悬浮聚合结块问题
说好的搅拌速度是多少,但一般如果电压不稳或者搅拌器本身的原因,往往不能做到稳定搅拌速度,而偏偏搅拌速度又很重要。所以其他的用量、通气、控温等等都检查的同时可以测测转速。仅供参考。
⑺ 实验思考题有这么一题:请举出工业上悬浮聚合的例子,并举出各实例中所用的单体,引发剂。”
聚氯乙烯的悬浮聚合约占聚氯乙烯树脂总产量的80%,单体是氯乙烯,引发剂是过氧化二碳酸二异丙酯,悬浮剂是明胶或聚乙烯醇。
⑻ 高分子聚合方法有哪些
太多了吧 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 光聚合 热聚合 里面再细分 就太多了
⑼ 六、绘制悬浮聚合的实验装置简图并标出各部分仪器的名称。(6分)
(1)试管(1分) 水槽(1分) (2)③(或酒精专灯)(1分)2KMnO 4 △ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑ (2分) 导管口刚有气泡冒出就收属集(或集气瓶事先未装满水等,合理即可)(1分) 分析:根据高锰酸钾制氧气的装置用到的仪器进行选择,用排水法收集氧气时氧气须装满水,待气泡连续均匀冒出时开始收集. (1)仪器名称为试管;水槽 (2)用KMnO 4 制取O 2 需要加热,且试管口要塞棉花团,因此少了酒精灯.用排水法收集氧气时氧气须装满水,待气泡连续均匀冒出时开始收集.收集的氧气不纯可能原因有导管口刚有气泡冒出就收集(或集气瓶事先未装满水) 故答案为:(1)试管; 水槽 (2)③(或酒精灯);2KMnO 4 △ K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑.导管口刚有气泡冒出就收集(或集气瓶事先未装满水等,合理即可)
⑽ 甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合实验装置图
采用无机/有机三元复合分散体系进行了甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯悬浮聚合的内研究.对影容响共聚物珠粒形成的因素进行了考察,得到了合成共聚物的优化工艺条件.用傅立叶红外光谱(FT-IR)方法表征了珠状共聚物的结构,并用热分析仪考察了共聚物的热性能.结果表明,在以有机蒙脱土为分散剂的优化工艺条件下,合成的甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物的热性能有明显提高.