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聚酯树脂的合成制备 具有双官能团或多官能团的单体通过缩合反应，彼此通过共价键连接在一 起，同时消除小分子副产物，生成成长链的高分子化合物的反应称为缩聚。缩聚 反应分为线性缩聚反应和体型缩聚反应，利用缩聚反应能制备很多品种的高分材 料。 一、实验目的 1、本实验将通过改变己二酸乙二醇酯制备的反应条件，了解其对反应程度 的影响因素； 2、观察与分析副产物的析出情况，进一步了解聚酯类型的缩聚反应的特点。 二、实验原理 线性缩聚反应的特点是单体的双官能团间相互反应，同时析出副产物，在反 应初期，由于参加反应的官能团数量较多，反应速度较快，转化率较高，单体间 相互形成二聚体、三聚体，最终生成高聚物。 aAa + bBb → aABb + ab aABb + aAa → aABAa + ab 或 aABb + bBb → bBABb + ab a(AB)mb + a(AB)nb → a(AB)m+nb + ab 整个线性缩聚是可逆平衡反应，缩聚物的相对分子质量必然受到平衡常数的 影响。利用官能团等活性的假设，可近似地用同一个平衡常数来表示其反应平衡 特征。聚酯反应的平衡常数一般较小，K 值大约在 4~10 之间。当反应条件改变 时，例如副产物 ab 从反应体系中除去，平衡即被破坏。除了单体结构和端基活 性的影响外，影响聚酯反应的主要因素有：配料比、反应温度、催化剂、反应程 度、反应时间、小分子产物的清除程度等。 配料比对反应程度和聚酯的相对分子质量大小的影响很大，体系中任何一种 单体过量，都会降低聚合程度；采用催化剂可大大加快反应速度；提高反应温度 一般也能加快反应速度，提高反应程度，同时促使反应生成的低分子产物尽快离 开反应体系，但反应温度的选择与单体的沸点、热稳定性有关。反应中低分子副 产物将使反应逆向进行，阻碍高分子产物的生成，因此去除小分子副产物越彻底， 反应进行的程度越大，产物的分子量就越高。为了去除小分子副产物水，本实验 可采取提高反应温度，降低系统压力，提高搅拌速度和通入惰性气体等方法。此 外，在反应没有达到???衡，链两端末被封锁的情况下，反应时间的增加也可提高 反应程度和相对分子质量。 在配料比严格控制在 1：1 时，产物的平均聚合度Xn与反应程度（P）具有 如下关系：Xn=1/(1-P)，假如要求Xn=100，则需使P=99%，因此，要获得较高相 对分子质量的产物，必须提高反应程度，反应程度可通过析出的副产物的量计算： P=n/n0，其中n为悼念到的副产物的量，n0为理论反应副产物的量。 本实验有 2 套实验方案，如图 8-1 的实验设备、反应条件可以作理论研究， 由于反应条件限制，不能获得较高相对分子质量的产物，只能通过反应条件的改 变，了解缩聚反应的特点以及影响缩聚反应的各种因素。但用图 8-2 的实验设备 就可以得到质量优良的聚酯产品，而且与工业生产条件基本相似。 三、主要仪器和试剂 1、实验仪器 实验仪器装置如图 8-1 和图 8-2，其中图 8-1 包括 250mL 三口瓶一个、搅拌 器一个、分水器一个，温度计一个、球形冷凝管一个，100mL 和 250mL 量筒各 一个，培养皿，为原理实验。图 8-2 仪器设备为模拟实验 2、实验试剂 己二酸、乙二醇，对甲苯磺酸，十氢萘。 四、实验步骤 实验仪器原理如图 8-1 所示： 图 8-1 实验仪器装置原理图 在三口瓶中先后加入己二酸 36.5g和乙二醇 14ml，少量对甲苯磺酸及 15ml 十氢萘，分水器内加入 15mL十氢萘。用电热锅加热，在搅拌下 15min内升温至 160℃并保持（160+2）℃1.5h，每隔 15min记录一次析出水量。然后将体系升温 至（200+2）℃再保持此温度 1.5h，同时每隔 15mi