加聚反应动力学膨胀计法测定苯乙烯聚合反应速率及引

/实验目的/掌握膨胀计法测定聚合反应速率的原理和方法

求得平均聚合速率，并验证聚合速率与单体浓度的动力学关系式

低转化率，引发剂浓度[I]视为恒定/实验原理/聚合速率与单体浓度微观动力学关系的验证积分测定不同时刻单体浓度[M]，并以ln([M]0/[M])~t作图，如果得到一条直线，则验证微观动力学推理的正确/实验原理/聚合速率的测定直接法：包括物理分离和化学或光谱分析间接法：利用单体和聚合物的物理常数如密度、折光指数、旋光度等的差异来测单体的转化率密度单体密度小聚合物密度大聚合时体积收缩膨胀计法如何确定体积变化与聚合速率的关系？/实验原理/聚合速率与体积变化的关系定义单体聚合的转化率C微分/实验原理/聚合速率与体积变化的关系在t时刻的转化率Ct：/实验原理/聚合速率与体积变化的关系通过对聚合过程体积的变化ΔVt，算出转化率Ct；进而可以做出C~t曲线，根据曲线斜率得到聚合速率Rp/实验原理/聚合速率与引发剂浓度关系的确定反应初期，单体浓度[M]视为恒定，聚合速率可以写为：取对数：利用膨胀计法测得的平均聚合速率Rp，以logRp~log[I]作图，将得到一条直线，它的斜率就是聚合速率对引发剂浓度的反应级数α。/实验原理/膨胀计法的其他应用

膨胀计法还可用于很多其他领域的研究，如结晶熔融的体积变化、固化过程、通过考察分离的各种添加剂组分对自由基聚合的影响来研究油品的老化现象等。

采用膨胀计法,考察均聚或共聚反应的聚合动力学,在不同温度下定量考察取代羟胺类化合物如N,N-二乙基羟胺DEHA(自由基聚合阻聚剂)对苯乙烯自由基聚合诱导期及转化率的影响,探讨DEHA对乙烯系单体自由基聚合阻聚和缓聚的作用机理。/实验步骤/控制恒温水浴在70℃20gSt,100~160mgBPO,摇动使BPO溶解溶液加入膨胀计底瓶至磨口4/5高度,放入毛细管装置至于水浴中，待液面稳定达到热平衡ATTENTION保证液面在0刻度以下/实验步骤/记下起始液面高度hm液面下降，聚合开始，每5min记录一次高度ht1.5h后停止记录，将瓶中液体回收，甲苯洗涤3次用甲苯标定膨胀计容积和毛细管截面积AATTENTION反应液和甲苯都要回收，禁止倒入水槽/注意事项/

连同膨胀计刻度管一起称量时注意安全，防止倾倒

原料中甲苯易挥发并具有毒性，实验应在通风橱中进行，注意使用安全，甲苯洗液须倒入回收瓶禁止倒入水槽！）ATTENTION/数据处理/甲苯密度(20℃)

甲苯体膨胀系数(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

用到的数据/数据处理/计算t时刻的转化率

单体起始体积t时刻的体积收缩/数据处理/求平均聚合速率

作图并求得平均聚合速率Rp

单体起始浓度/讨论与思考题/

如何标定膨胀计容积及毛细管的截面积？

自由基反应动力学推导有哪些假定条件？讨论本实验的影响因素。

比较各组的实验结果得出聚合速率与引发剂浓度的关系。

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