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一、 预习部分：
1、聚苯乙烯
聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene,简称PS。聚苯乙烯是五大通用塑料之一，由于其价廉、易加工等优点，其应用极其广泛，普遍用作包装材料,生活用品及工业用材料。近年来其使用量越来越大，废弃物日益增多，给环境造成严重污染，因此，加强废塑料的综合利用受到人们的普遍关注。由于其耐老化，抗腐蚀，无法自然降解等特点，人们纷纷研究废旧聚苯乙烯的回收利用。如加入含芳烃的有机溶剂或直接改性制得涂料和胶粘剂。使用适宜的磺化剂使聚苯乙烯转变为水溶性产品，具有潜在的
应用前景。事实上，这种水溶性产品是一种离聚物，离聚物是由分散于材料内的例子相互作用（离子聚集）决定本体性能的一类聚合物。由于离子作用的存在，使得离聚物具有一些特殊性能。这种离聚物产品可应用于水增稠剂、浸渍剂、粘合剂、纺织浆糊以及土壤保质和石油工业等领域。其化学结构为：
。
聚苯乙烯一般为头尾结构，主链为饱和碳链
，侧基为共轭苯环，使分子结构不规整，增大了分子的刚性，使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在，PS具有较高的Tg（80～82℃），所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易引起应力开裂。聚苯乙烯最高工作温度为60～80℃。当加热至Tg以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较 储酒罐宽的范围内，这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为70～80℃，脆化温度为-30℃，PS在高真空和330～380℃下剧烈降解。
2、离聚体
离聚体是当前发展十分迅速的一类高分子新型材料，它是指高分子链上含有少量离子基团的聚合物，其中离子基团物质的量一般低于沙丘驻涡火焰稳定器15%。离聚体中由于离子键的产生及分子链间一定程度的物理及化学交联赋予了其独特的性能，如优异的玻璃化温度、拉伸强度等，因此离聚体的应用日益增多。
离子交换树脂是一种带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。是一种高分子量、不溶性、带可解离基团的多聚物。是最常见的离子交换剂，常用做离子交换层析介质。离子交换树脂可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子
交换树脂一般是由苯烯和二乙烯苯共聚而得到的交联聚合物，经侧基的苯环的磺化反应得到，一般呈体形网状结构，在溶剂中只能溶胀不能溶解，而高聚物上的可电离基团苯磺酸基能和溶液中的阳离子发生离子交换反应。
实验部分：
（一）实验原理
详情见书P71
（二）实验试剂和仪器
仪器：搅拌器、三口瓶、三角烧瓶、抽滤漏斗、砂芯漏斗、烧杯、温度计、回流冷凝管、恒温水浴、滴管、碱式滴定管。 试剂：苯乙烯40g、二乙烯苯5.8g、过氧化苯甲酰(BPO)0.5g塑料挂钩、浓硫酸、二氯乙烷60ml、丙酮20ml、硫酸银0.5g、聚乙烯醇0.83g、0.1mol/L氢氧化钠、蒸馏水、1mol/lNaCl、酚酞、。
（三）实验步骤；
A、悬浮共聚物的制备
1、称取聚乙烯醇0.83g，放入250ml三口瓶中，加入蒸馏水105ml,将瓶放入90℃左右的水浴中，慢慢搅拌至聚乙烯醇完全溶解，冷却至50℃。
2、将40g苯乙烯(0.905g/ml,44.2ml)，5.8g二乙烯苯(0.912g/ml,6.4ml)及0.5gBPO加入三口瓶中，开始搅拌，慢慢升高温度至水浴温度，当内温达到90度时，保持温度反应并继续反应3小时。
3、移去热水浴，冷却反应液，此时若停止搅拌，球状粒子开始沉淀，反应结束后，将上层液倒出，用80-85度的热水洗涤几次，用冷水洗几次。
4、将聚合物粒子用砂芯漏斗减压过滤，干燥，称重，计算产率。
B、离聚体的制备
1、在三口瓶内放入共聚体10g，加入60ml二氯乙烷，在60℃下溶胀半个小时，然后升温到
70℃，加入0.5g硫酸银（催化剂），逐滴加入100ml浓硫酸，滴加速度要慢，加完后升温到80度，继续搅拌3个小时，磺化结束。
2、用砂芯漏斗抽虑，将磺化产物倒入400ml烧杯中，用冷水冷却烧杯，加入20-30ml 70%的硫酸。在搅拌下逐滴加入150—200ml的蒸馏水进行稀释，此时温度不要超过35℃。
3、放置半小时后，待珠粒内部酸度达到平衡，再加入水稀释，并不断搅拌。再用20ml的丙酮洗涤二次，以除去二氯乙烷，最后再用大量的水洗涤直到滤液无酸性。抽干，烘干，称重。
C、离子交换率的测定
1、称取两份1g泵的磺化处理后的产物，分别放入两个三角瓶中，分别用100ml浓度为1mol/l的钢帘线NaCl溶液浸泡两个小时。
2、在三角瓶中加入一滴管酚酞（因为酚酞有些失效），然后用0.1mol/L的NaOH标液进行滴定。
3、当溶液变成微红时，记录此时所用NaOH体积，计算离子交换率。
三、实验结果分析
1、悬浮共聚物的产量
实验所得悬浮共聚物产量为50g。
2、 离聚体的产量
实验所得离聚体产量为16g。
3、 离子交换率的测定
两次滴定所消耗氢氧化钠标液的体积分别为：32.1ml，33ml，所以可得平均消耗氢氧化钠的体积为32.55ml。进而可得离子交换率η=32.55 X 10(-3) X 0.1 = 32.55mol/kg。
总结：
在悬浮共聚物的制备中，由于搅拌的速度不均匀，所以得到的交联聚乙烯颗粒大小有些不均匀而且颗粒不是很透明。在离聚体制备过程中，因实验过程中产品有些许浪费而且在用砂芯漏斗抽滤过程中也浪费了部分产品，导致产率下降。
四、思考题
1、聚苯乙烯悬浮聚合中添加何种物质才能获得多孔性粒子？
答：石油醚、液体石蜡、高级脂肪酸酯类，高级醇类还有某些无机制孔剂等。
2、悬浮聚合中，要得到小粒子交联物，下列因素应如何变化？（1）搅拌速度 （x5012）部分皂化的PVA （3）单体和水之比
答：悬浮聚合中，要得到小粒子交联物，1、搅拌速度越高制得的聚苯乙烯珠体平均粒径越小，但是考虑到从聚合物状态收率与反应时间考虑搅拌速度选择350-400r/min为宜。2、在分散聚合中分散剂含量过低将使分散体系不稳定，聚合物微球容易发生粘结，分散剂用量过高、体系粘度过大、会使成核数目增多阻碍核聚合影响聚合物微球的生长。因此，由实验可得分散剂用量为部分皂化的PVA 0.83 g最佳。 3、在苯乙烯的悬浮聚合中单体/水必须控制在 1:4 以上，但是若水量太高则聚合反应釜的利用率低，聚合物质量低,水量太低则易造成体系粘度大搅拌传质传热困难,导致聚合反应失控体系粘块，因此单体与水之比为1:5 最适。
3、聚乙烯离聚体的用途
答：由于离子作用的存在，使得离聚物具有一些特殊性能。这种离聚物产品可应用于水增稠剂、浸渍剂、粘合剂、纺织浆糊以及土壤保质和石油工业等领域。
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