.d =PA=1.0887x10-3ml*gK- (10) ATT2-T万-T 另外，已知60℃时苯乙烯的密度为0.869g/l,由此可以求得在此温度范围内 苯乙烯单体的密度。 对于聚苯乙烯，在50℃~70℃温度范围内，其密度变化很小，约为1.0563g/cm。 (2)聚合反应速事常数的测定 己知：P,T为苯乙烯单体在温度T时的密度： 聚苯乙烯在该温度下的密度Pp,r=Pp=1.0563g/cm2 =膨张计毛细管中液柱的高度： A=毛细管单体长度的体积毫升数： V如=膨胀计的总体积毫升数 因为毛细管的最高刻度为50，所以单体总体积为： %='0-(50-h)xA (11) 如果实现100%转化，则最终所得聚合物体积为： Vn Vox Puz (12) 此时的体积收缩为 6- (13) 而在反应进程中，在时刻【的体积收缩为 △亚=h。-h)xA (14) 所以对于此组实验，有如下数据：
7 3 1 1 （10） 2 1 2 1 2 1 2 1 1.0887 10 1 1 − − − = × ∗ − − = − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = ∆ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∆ ml g K T T T T m V V T m V ρ ρ 另外，已知 60o C时苯乙烯的密度为 0.869g/ml，由此可以求得在此温度范围内 苯乙烯单体的密度。 对于聚苯乙烯，在 50 o C～70o C温度范围内，其密度变化很小，约为 1.0563g/cm3 。 （2）聚合反应速率常数的测定 已知： ρ M ,T 为苯乙烯单体在温度 时的密度； T 聚苯乙烯在该温度下的密度 ； 3 , ρ P T = ρ P = 1.0563g / cm h0 = 膨胀计毛细管中液柱的高度； A = 毛细管单体长度的体积毫升数； V50 =膨胀计的总体积毫升数 因为毛细管的最高刻度为 50，所以单体总体积为： V0 = V50 − ( ) 50 − h0 × A （11） 如果实现 100％转化，则最终所得聚合物体积为： P M T Vp V ρ ρ , = 0 × （12） 此时的体积收缩为： ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∆ = − = × − P M T V V Vp V ρ ρ , max 0 0 1 （13） 而在反应进程中，在时刻t 的体积收缩为： ∆V = ( ) h0 − hi × A （14） 所以对于此组实验，有如下数据：
时刻1 液柱高度h 体积收缩△V 转化率 1 AV 1、4P 利用最小二乘法求出此温度下的K。 (3)乘合反应活化能的测定 在50℃一70℃范围选择4个不同的温度点，并测定不同温度下的K值，可以得 到一下数据： 温度T(K) (- 反应速率常数K 同样地，利用最小二乘法求出此体系聚合反应的活化能。 六、注意事项 (1)安装膨胀计时，单体要充分填满膨胀计，并且不能有气泡： (2)收缩起点，即，的读取非常重要。 七、思考题 (1)本次实验的原理是什么？ (2)分别分析求K和△E时出现偏差可能的原因。 (3)求△E时所得的截距数值的物理意义是什么？根据Arrhenius方程的假设， 反应活化能△E是个常数。结合物理化学中反应动力学的知识，分析此假设 的局限性
时刻t 液柱高度hi 体积收缩∆V 转化率 Vmax V ∆ ∆ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∆ ∆ − max 1 1 ln V V 利用最小二乘法求出此温度下的 K 。 （3）聚合反应活化能的测定 在 50 o C～70o C范围选择 4 个不同的温度点，并测定不同温度下的 K 值，可以得 到一下数据： 温度T( ) K ( ) 1 −1 K T 反应速率常数 K ln K 同样地，利用最小二乘法求出此体系聚合反应的活化能。 六、注意事项 （1） 安装膨胀计时，单体要充分填满膨胀计，并且不能有气泡； （2） 收缩起点，即 0，的读取非常重要。 h 七、思考题 （1） 本次实验的原理是什么? （2） 分别分析求 K 和∆E 时出现偏差可能的原因。 （3） 求∆E 时所得的截距数值的物理意义是什么？根据 Arrhenius 方程的假设， 反应活化能∆E 是个常数。结合物理化学中反应动力学的知识，分析此假设 的局限性。 8
八、参考文献 (1)天津大学物理化学教研室主编，《物理化学》，第四板，2001年，高等教育出 版社，北京 (2)潘祖仁主编，《高分子化学》，第二版，2000年，化学工业出版社，北京 (3)张兴英，李齐方，《高分子科学实验》，2004，化学工业出版社，北京 9
9 八、参考文献 （1） 天津大学物理化学教研室主编，《物理化学》，第四板，2001 年，高等教育出 版社，北京 （2） 潘祖仁主编，《高分子化学》，第二版，2000 年，化学工业出版社，北京 （3） 张兴英，李齐方，《高分子科学实验》，2004，化学工业出版社，北京
附录：本次实验所用膨胀计的编号，及其特征常数： 编号A 编号A 1 0.01198 18.1036 26 0.01019 19.4279 0.01116 18.9420 27 0.01334 0.01388 18.2393 28 0.01214 15.5535 0.01304 16.9570 29 0.01264 17.8269 0.01239 17.7520 30 0.0134917.4878 0.01256 20.2443 31 0.01448 0.01391 17.7559 32 0.0131917.1652 0.01208 18.7286 33 0.0130918.1871 0.01284 19.258034 0.0140717.3350 10 0.01658 18.9280 35 0.01255 17.2817 11 0.01184 18.7642 36 0.0106419.1913 12 0.01214 19.3023 37 0.01611 19.3272 13 0.01096 18.7077 38 0.01293 18.7971 14 0.01271 17.4266 39 0.0108718.3463 15 0.01096 16.0663 40 0.0137118.1781 16 0.01065 19.2167 98 0.01109 19.0839 17 0.01355 18.5615 0.0108018.3230 18 0.01377 17.8601 56 0.01122 18.3131 19 0.01248 16.3699 59 0.0107018.5793 20 0.01272 16.6625 61 0.01346 18.1312 21 0.01189 19.5048 62 0.01099 22 0.01163 17.7738 64 0.01030 18.0987 23 0.01188 19.0595 66 0.01050 17.9923 24 0.01184 19.6672 70 0.01026 18.6555 25 0.01259 18.0748
附录：本次实验所用膨胀计的编号，及其特征常数： 编号 A V50 编号 A V50 1 0.01198 18.1036 26 0.01019 19.4279 2 0.01116 18.9420 27 0.01334 3 0.01388 18.2393 28 0.01214 15.5535 4 0.01304 16.9570 29 0.01264 17.8269 5 0.01239 17.7520 30 0.01349 17.4878 6 0.01256 20.2443 31 0.01448 7 0.01391 17.7559 32 0.01319 17.1652 8 0.01208 18.7286 33 0.01309 18.1871 9 0.01284 19.2580 34 0.01407 17.3350 10 0.01658 18.9280 35 0.01255 17.2817 11 0.01184 18.7642 36 0.01064 19.1913 12 0.01214 19.3023 37 0.01611 19.3272 13 0.01096 18.7077 38 0.01293 18.7971 14 0.01271 17.4266 39 0.01087 18.3463 15 0.01096 16.0663 40 0.01371 18.1781 16 0.01065 19.2167 48 0.01109 19.0839 17 0.01355 18.5615 52 0.01080 18.3230 18 0.01377 17.8601 56 0.01122 18.3131 19 0.01248 16.3699 59 0.01070 18.5793 20 0.01272 16.6625 61 0.01346 18.1312 21 0.01189 19.5048 62 0.01099 22 0.01163 17.7738 64 0.01030 18.0987 23 0.01188 19.0595 66 0.01050 17.9923 24 0.01184 19.6672 70 0.01026 18.6555 25 0.01259 18.0748 10
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.学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 一胶束。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、2气袋、量筒、 烧瓶等。醋酸乙烯酯(C.P.)、聚乙烯醇(C.P.)、OP一10(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、实验步渠： 1.在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和氨气导管的250如l的四 口烧瓶中，加入浓度为5%聚乙烯醇50g,再加入0P-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 14m1)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。 3.滴加完后毕，在回流温度下反应，当反应液温度升至75℃，且无回流时，滴加 11
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。 3. 滴加完后毕，在回流温度下反应，当反应液温度升至 75℃，且无回流时，滴加