加聚反應(yīng)動(dòng)力學(xué)膨脹計(jì)法測(cè)定苯乙烯聚合反應(yīng)速率及引

加聚反應(yīng)動(dòng)力學(xué)膨脹計(jì)法測(cè)定苯乙烯聚合反應(yīng)速率及引第1頁(yè)/共17頁(yè)低轉(zhuǎn)化率，引發(fā)劑濃度[I]視為恒定/實(shí)驗(yàn)原理/聚合速率與單體濃度微觀動(dòng)力學(xué)關(guān)系的驗(yàn)證積分測(cè)定不同時(shí)刻單體濃度[M]，并以ln([M]0/[M])~t作圖，如果得到一條直線，則驗(yàn)證微觀動(dòng)力學(xué)推理的正確第2頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)原理/聚合速率的測(cè)定直接法：包括物理分離和化學(xué)或光譜分析間接法：利用單體和聚合物的物理常數(shù)如密度、折光指數(shù)、旋光度等的差異來(lái)測(cè)單體的轉(zhuǎn)化率密度單體密度小聚合物密度大聚合時(shí)體積收縮膨脹計(jì)法如何確定體積變化與聚合速率的關(guān)系？第3頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)原理/聚合速率與體積變化的關(guān)系定義單體聚合的轉(zhuǎn)化率C微分第4頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)原理/聚合速率與體積變化的關(guān)系在t時(shí)刻的轉(zhuǎn)化率Ct：第5頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)原理/聚合速率與體積變化的關(guān)系通過(guò)對(duì)聚合過(guò)程體積的變化ΔVt，算出轉(zhuǎn)化率Ct；進(jìn)而可以做出C~t曲線，根據(jù)曲線斜率得到聚合速率Rp第6頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)原理/聚合速率與引發(fā)劑濃度關(guān)系的確定反應(yīng)初期，單體濃度[M]視為恒定，聚合速率可以寫為：取對(duì)數(shù)：利用膨脹計(jì)法測(cè)得的平均聚合速率Rp，以logRp~log[I]作圖，將得到一條直線，它的斜率就是聚合速率對(duì)引發(fā)劑濃度的反應(yīng)級(jí)數(shù)α。第7頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)原理/膨脹計(jì)法的其他應(yīng)用

膨脹計(jì)法還可用于很多其他領(lǐng)域的研究，如結(jié)晶熔融的體積變化、固化過(guò)程、通過(guò)考察分離的各種添加劑組分對(duì)自由基聚合的影響來(lái)研究油品的老化現(xiàn)象等。

采用膨脹計(jì)法,考察均聚或共聚反應(yīng)的聚合動(dòng)力學(xué),在不同溫度下定量考察取代羥胺類化合物如N,N-二乙基羥胺DEHA(自由基聚合阻聚劑)對(duì)苯乙烯自由基聚合誘導(dǎo)期及轉(zhuǎn)化率的影響,探討DEHA對(duì)乙烯系單體自由基聚合阻聚和緩聚的作用機(jī)理。第8頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)步驟/控制恒溫水浴在70℃20gSt,100~160mgBPO,搖動(dòng)使BPO溶解溶液加入膨脹計(jì)底瓶至磨口4/5高度,放入毛細(xì)管裝置至于水浴中，待液面穩(wěn)定達(dá)到熱平衡ATTENTION保證液面在0刻度以下第9頁(yè)/共17頁(yè)/實(shí)驗(yàn)步驟/記下起始液面高度hm液面下降，聚合開始，每5min記錄一次高度ht1.5h后停止記錄，將瓶中液體回收，甲苯洗滌3次用甲苯標(biāo)定膨脹計(jì)容積和毛細(xì)管截面積AATTENTION反應(yīng)液和甲苯都要回收，禁止倒入水槽第10頁(yè)/共17頁(yè)/注意事項(xiàng)/

連同膨脹計(jì)刻度管一起稱量時(shí)注意安全，防止傾倒

原料中甲苯易揮發(fā)并具有毒性，實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，注意使用安全，甲苯洗液須倒入回收瓶禁止倒入水槽?。〢TTENTION第11頁(yè)/共17頁(yè)/數(shù)據(jù)處理/甲苯密度(20℃)

甲苯體膨脹系數(shù)(10-30℃)

苯乙烯密度(70℃)0.8669g/mL

0.00107

0.864g/mL

聚苯乙烯密度(70℃)苯乙烯分子量1.04g/mL

104.15

用到的數(shù)據(jù)第12頁(yè)/共17頁(yè)/數(shù)據(jù)處理/計(jì)算t時(shí)刻的轉(zhuǎn)化率

單體起始體積t時(shí)刻的體積收縮第13頁(yè)/共17頁(yè)/數(shù)據(jù)處理/求平均聚合速率

作圖并求得平均聚合速率Rp

單體起始濃度第14頁(yè)/共17頁(yè)/討論與思考題/

如何標(biāo)定膨脹計(jì)容積及毛細(xì)管的截面積？

自由基反應(yīng)動(dòng)力學(xué)推導(dǎo)有哪些假定條件？討論本實(shí)驗(yàn)的影響因素。

比較各組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出聚合速率與引發(fā)劑濃度的關(guān)系。第15頁(yè)/共17頁(yè)

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