实验11 苯乙烯—顺丁烯二酸酐的交替共聚合

一、实验目的

（1）加深对自由基交替共聚原理的理解。

（2）掌握苯乙烯与顺丁烯二酸酐共聚合的实验技术。

（3）学会除氧、充氮以及隔绝空气条件下的物料转移和聚合方法。

二、实验原理

顺丁烯二酸酐由于空间位阻效应在一般条件下很难发生均聚，而苯乙烯由于共轭效应很易发生均聚，当将上述两种单体按一定配比混合后在引发剂作用下却很容易发生共聚，而且共聚产物具有规整的交替结构，这与两种单体的结构有关。顺丁烯二酸酐双键两端带有两个吸电子能力很强的酸酐基团，使酸酐中的碳碳双键上的电子云密度降低而带部分的正电荷，而苯乙烯是一个大共轭体系，在正电性的顺丁烯二酸酐的诱导下，苯环的电荷向双键移动，使碳碳双键上的电于云密度增加而带部分的负电荷。这两种带有相反电荷的单体构成了受电子体（Accepter）—给电子体（Donor）体系，在静电作用下很容易形成一种电荷转移配位化合物，这种配位化合物可看作一个大单体，在引发剂作用下发生自由基共聚合，形成交替共聚的结构。

本实验以苯乙烯和顺丁烯二酸酐为单体、过氧化二苯甲酰剂为引发剂、乙酸乙酯为溶剂进行共聚合反应。

三、实验材料和仪器

1.主要实验材料

苯乙烯、顺丁烯二酸酐、过氧化二苯甲酰、乙酸乙酯、乙醇。

2.主要实验仪器

真空抽排系统一套（图11-1）、恒温水浴槽、聚合瓶、单爪夹、溶剂加料管、注射器、止血钳、布氏漏斗、烧杯、表面皿。

图11-1 真空抽排系统

四、实验步骤

（1）称取0.5g顺丁烯二酸酐、0.05g过氧化二苯甲酰放入管状聚合瓶中（图11-2）。将聚合瓶连接在实验装置上，进行抽真空和充氮气操作以排除瓶内空气。反复三次后，在充氮气情况下将聚合瓶取下，用止血钳夹住出料口。

图11-2 管状聚合瓶

（2）用加料管量取15mL乙酸乙酯，在氮气保护下加入聚合瓶中，充分摇晃使固体溶解，再用注射器将0.6mL的苯乙烯加入聚合瓶中，充分摇匀。

（3）将聚合瓶用单爪夹夹住放入80mL水浴中，不时摇晃，在反应的15min之内须放气3次，以防止聚合瓶盖被冲开。1h后结束反应。

（4）将聚合瓶取出，再用冷水冷却至室温。然后将瓶盖打开。将聚合液一边搅拌一边倒入乙醇的烧杯内，出现白色沉淀至聚合物全部析出，干燥后计算产率。

五、实验结果分析与讨论

（1）引发剂的用量对反应及产物有何影响?

（2）乙醇在此反应中的作用是什么?

（李青山 张帅 吴舒）