- 14 - 实验 4 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： HC CHCCOOOCH2CHCH2CHHC CHCCOOOCH2CHHC CHCCOOO- 15 - 共聚组成方程为： 当r， 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 11（ mol）投料，则得到的是接近交替共聚的产物。 01 02r2、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： 222212112121112 frfffrfffrF+=CH2CHHC CHCCOOO2NaOH (in excess)dissolutionCH2CHHC CHCCOOO ONaNan n n - 16 - 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 0.0200.025g （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。 1000206.98HH共顺）（WVNVNWHClHClNaONaO五、注意事项 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。 - 17 - - 18 - 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。