醋酸乙烯酯的溶液聚合:实验原理

溶液聚合为单体、引发剂(或催化剂)溶于适当溶剂中进行聚合的过程,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。缺点是单体被稀释、聚合反应速度慢、产物分子量较低。

该方法的一个突出特点是在聚合过程中存在向溶剂的链转移反应,在不同程度上导致产物的分子量降低。而且各种溶剂的链转移常数相差很大,一般要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,所形成的聚合物溶于溶剂,反应为均相聚合,可以消除凝胶效应,聚合反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。若选用沉淀剂时,所形成的聚合物不溶于溶剂,反应为非均相聚合,称为沉淀聚合或淤浆聚合,凝胶效应显著。因为溶液聚合使用和回收大量昂贵、可燃、甚至有毒的溶剂,不仅会增加生产成本和设备投资、降低设备生产能力,而且会造成环境污染。如要制得固体聚合物,还要配置分离设备,增加洗涤、溶剂回收和精制等工序。因此溶液聚合在工业上常用于合成可直接以溶液形式应用的聚合物产品,如胶黏剂、涂料、油墨等,而较少用于合成颗粒状或粉状产物。

醋酸乙烯酯(VAc)可采用乳液或溶液等方法进行聚合。如果所得聚醋酸乙烯酯(PVAc)用作涂料或胶黏剂,则采用乳液聚合方法;如果所得聚醋酸乙烯酯要进一步醇解制备聚乙烯醇,则采用溶液聚合。聚醋酸乙烯酯进一步醇解,可制得聚乙烯醇。聚乙烯醇适宜制造维尼纶纤维。制备聚醋酸乙烯酯时,控制分子量是关键。根据反应温度、引发剂、溶剂类型等反应条件的不同,可得到分子量从2 000到几万的聚醋酸乙烯酯。

由于醋酸乙烯酯的自由基活性较高,在溶液聚合时引入溶剂,大分子自由基和溶剂易发生链转移反应,使聚合物分子量降低。大部分反应发生在乙酰基的甲基处,形成支链或交联产物。所以在选择溶剂时,必须考虑溶剂对单体、聚合物、分子量的影响,选取适当的溶剂。反应温度也是聚合反应的一个重要因素,随着温度升高,聚合反应速度加快,聚合物分子量降低。同时升温引起链转移反应速度增加,也会使聚合物分子量降低。所以必须选择适当的反应温度。

本实验以乙醇为溶剂,以过氧化二苯甲酰为引发剂,醋酸乙烯酯进行溶液聚合,制得聚醋酸乙烯酯。聚合反应如下:

选用乙醇作溶剂的主要原因如下:一是由于乙醇毒性小;二是由于聚醋酸乙烯酯能溶于乙醇,聚合反应中活性链对乙醇的链转移常数较小;而且在醇解制取聚乙烯醇时,加入催化剂后在乙醇中经侧基转化反应,可直接进行醇解。

版权声明:本篇文章(包括图片)来自网络,由程序自动采集,著作权(版权)归原作者所有,如有侵权联系我们删除,联系方式(QQ:452038415)。http://www.apmygs.com/2728.html
返回顶部