1、實驗14低相對分子質量聚丙烯酸的合成一、實驗目的1了解低相對分子質量聚丙烯酸合成原理，掌握合成方法。2.學會檢測低相對分子質量聚丙烯酸產(chǎn)品中的游離單體(CH2=CH-COOH)。3初步學會設計和進行正交實驗，以及正確分析正交實驗結果的方法。二、實驗原理1.合成原理采用溶液聚合方法，丙烯酸單體在過硫酸銨水溶液引發(fā)下，逐步發(fā)生加成聚合反應，并應用異丙醇作為調聚劑，使得鏈增長的過程中伴隨鏈轉移時，聚合鏈向異丙醇分子轉移，從而合成低相對分子質量聚丙烯酸。2.產(chǎn)品中游離單體的分析原理在酸性條件下，試樣中游離單體的雙鍵與溴起加成反應。過量的溴與碘化鉀作用析出碘以淀粉做指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液在弱酸性條

2、件下滴定析出的碘。三、主要儀器與試劑1.儀器電子天平，回流冷凝管，攪拌器，滴液漏斗，四口瓶，油浴鍋，滴定管，碘量瓶。2.試劑過硫酸銨，丙烯酸單體，異丙醇，鹽酸，碘化鉀，溴酸鉀，硫代硫酸鈉，淀粉指示劑四、實驗步驟安全預防：鹽酸具有腐蝕性，避免直接接觸；異丙醇易燃，避免明火，高濃度蒸汽會使人麻醉，眼睛接觸用清水沖洗眼睛，皮膚接觸立即用肥皂和清水沖洗。1.正交實驗設計優(yōu)選最佳合成條件，固定原料丙烯酸的用量，以丙烯酸的轉化率為考察指標，引發(fā)劑過硫酸銨的用量(A)、反應的溫度(B)、反應時間(C)、異丙醇用量(D)為考察因素，見表4-5,按照L9(34)正交實驗表4-6進行正交實驗。表4-5因素水平表因

3、素ABCD水平100gL_i過硫酸銨溶液/mL回流溫度/C回流時間/min異丙醇用/mL117530223854533595604表4-6L9(34)正交表實驗編號A/mLB/CC/minD/mL11(1)1(75)1(30)1(2)21(1)2(85)2(45)2(3)31(1)3(95)3(60)3(4)42(3)1(75)2(45)3(4)52(3)2(85)3(60)1(2)62(3)3(95)1(30)2(3)73(5)1(75)3(60)2(3)83(5)2(85)1(30)3(4)93(5)3(95)2(45)1(2)2聚丙烯酸的合成在帶有回流冷凝管、攪拌器和兩個滴液漏斗的250

4、mL已稱重的四口瓶(重量m1)中，加入60mL蒸餾水、AmL100gL-1過硫酸銨溶液，攪勻。加入2.5mL丙烯酸單體和DmL異丙醇。開動攪拌器，用油浴加熱使溶液保持在6570C。在此溫度下分別由兩個滴液漏斗往四口瓶中滴入20mL丙烯酸單體和AmL100gL-1過硫酸銨溶液，約20min滴完后，在BC繼續(xù)回流Cmin。冷卻，稱重(m2),產(chǎn)品重量W=加2加。3產(chǎn)品中游離單體的測定稱取約1g試樣,精確至0.001g，置于預先加入10mL水的500mL碘量瓶中，加入20.00mL0.1moll-1溴溶液，5mL1.5%鹽酸溶液，搖勻，于暗處放置30min。取出，加入15mL碘化鉀溶液，搖勻。于暗處

5、放置1min，取出，加入150mL水，立即用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，加入12mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍色消失即為終點。同時進行空白試驗。游離單體(CH2=CH-COOH計)質量分數(shù)X按下式計算：X(%)=X100(VV)cX0.0360301式中：V0空白試驗消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積，mL；V1滴定試樣消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積，mL；c硫代硫酸鈉標準溶液的濃度，molL-1；m試樣質量，g；0.03603與1.00mL硫代硫酸鈉標準溶液c(Na2S2O3)=1.000molL-1相當?shù)囊钥吮硎镜谋┧岬馁|量。4轉化率的計算丙烯酸的轉化率n按下式計算：X-Wn(%)=100Vpx98%式中：X產(chǎn)品中游離單體丙烯酸的質量分數(shù)，%；W產(chǎn)品重量，g；V參加反應的丙烯酸的體積，mL；P丙烯酸的密度(P20=1.0511)，gmL-1；498%原料中丙烯酸的質量分數(shù)。五、思考題1正交實驗設計有何特點？正交表符號的意義是什么？2聚丙烯酸相對分子質量的高、低有何不同作用？3如何配制與標定硫代硫酸鈉標準溶液？為什么近終點加指示劑？4為什么采用溴酸鉀與溴化鉀配制的溴溶液而不采用溴素配制？5為什么使用碘量瓶？參考文獻舒