. . 实验报告课程名称:化工专业实验指导老师:卜志扬成绩:实验名称:膨胀计法测定聚合反应速率实验类型:高分子化学同组:一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握膨胀计法测定聚合反应速率的原理和方法。2.了解动力学实验数据的处理和计算方法。二、实验内容和原理聚合动力学主要是研究聚合速率、分子量与引发剂浓度、单体浓度、聚合温度等因素间的定量关系。连锁聚合一般可分成三个基元反应:引发、增长、终止。若以引发剂引发,其反应式及动力学如下:引发:RIdk2MMR][2IfkRdi(1) 增长:1nknMMMp]][[MMkRpp(2) 终止:pMMtknm2][ MkRtt(3) 式中 I、M 、R?、M?、P 分别表示引发剂、单体、 初级游离基或聚合物游离基及无活性聚合物。Ri、Rp、Rt、kd、kp、kt 分别表示各步反应速率及速率常数。f 表示引发效率。[ ] 表示浓度。聚合速率可以用单位时间内单体消耗量或者聚合物生成量来表示,即聚合速度应等于单体消失速度,dtMdR][。只有增长反应才消耗大量单体,因此也等于增长反应速率。在低转化率下, 稳态条件成立,Ri=Rt,则聚合反应速率为:-][][][)(][212121MIKMIkfkkdtMdtdp(4) 式中 K 为聚合反应总速率常数。单体转化为聚合物时,由于聚合物密度比单体密度大,体积将发生收缩。根据聚合时体积的变化,可专业:化学工程与工艺姓名:学号:日期:2013.12.27 地点:西溪化学楼409 装订线[键入文字 ] 以计算反应转化率。聚合速率的测定方法有直接法和间接法两类。直接法有化学分析法、蒸发法、沉淀法。最常用的直接法是沉淀法,即在聚合过程中定期取样,加沉淀剂使聚合物沉淀,然后分离、精制、干燥、称重,求得聚合物量。间接法是测定聚合过程中比容、粘度、折光率、介电常数、吸收光谱等物性的变化,间接求其聚合物的量。膨胀计法的原理是利用聚合过程中体积收缩与转化率的线性关系。膨胀计是上部装有毛细管的特殊聚合器,如图2 所示,体系的体积变化可直接从毛细管液面下降读出。根据下式计算转化率:%100'VVC(5) 式中 C 为转化率。 V’表示不同反应时间t 时体系体积收缩数,从膨胀计的毛细管刻度读出;V 表示该容量下单体 100%转化为聚合物时体积收缩数。PMMMPMddVVVVV(6) 式中 d 为密度,下标M 、P 分别表示单体和聚合物。本实验以过氧化二苯甲...