文档介绍：聚苯乙烯的磺化黄鹏 PB10206252 中国科学技术大学高分子科学与工程系 230026 【摘要】用浓硫酸和乙酸酐在二***乙烷中反应得到的乙酸磺酸酐对苯乙烯进行磺化, 并用沸水沉淀等方法得到产品。研究并得到了不同的磺化剂与聚苯乙烯投料比对产品性能及其磺化度的影响。得到了制备乙酸磺酸酐以及用乙酸磺酸酐磺化聚苯乙烯较为优化的实验条件。通过实验过程中几个实验员的经验与教训得到了针对不同磺化度的聚苯乙烯的纯化方法。【关键词】聚苯乙烯磺化离聚物高聚物【前言】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, 日文名称为ポリスチロール,简称 PS。它是一种无色透明的热塑性塑料,具有高于摄氏 100 度的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。 i聚苯乙烯的结构如下图: 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。常用的磺化剂有浓硫酸、三氧化硫、***磺酸、酰基磺酸酯,也可以是酰***或酸酐与硫酸反应得到的产物。溶剂一般为环己烷、 1,2- 二***乙烷、吡啶等有机溶剂。笔者与其他实验员一起,使用乙酸磺酸酐作为磺化剂,以聚苯乙烯颗粒为原料。通过磺化反应制备了磺化聚苯乙烯产品。通过改变磺化剂和苯乙烯的投料比研究了磺化剂和聚苯乙烯投料比对磺化度(磺化度定义为磺化苯乙烯结构单元占所有结构单元的摩尔分数)以及产品性能的影响。本实验得到磺化剂乙酸磺酸酐的反应式为: 而磺化反应的反应式为【实验步骤】化学试剂:聚苯乙烯颗粒,乙酸酐, 98% 硫酸,甲醇,苯,二***乙烷,氢氧化钠,酚酞溶液。仪器设备: 100mL 三颈瓶,电磁搅拌器,平衡滴液漏斗,布氏漏斗,抽滤瓶。实验准备:将三颈瓶和滴液漏斗用蒸馏水洗干净后在烘箱中烘干(可以先用***涮洗后烘干,这样效率较高)。实验过程: 1,磺化剂的制备:8ml二***乙烷+ g浓硫酸( ml左右), 制备乙酰基磺酸溶剂; ii2,磺化反应:20ml二***乙烷+ gPS滴加上述磺化剂,然后连续 90-100 min , 以沸水沉淀( 700 ml )沉淀,抽滤,洗涤,干燥, 称重; 3,磺化度的测定: g磺化 PS 溶于苯/甲醇( 80/20 , v/v )中配成 5%的溶液,以酚酞为指示剂以 M NaOH 溶液滴定,记录消耗的体积 ml ,以相同的混合溶液作空白试验,记录消耗体积 ml 。磺化度 Ds 为: iii 实验记录: 开始加入了磺化剂以后溶液体系变成了紫黑色。开始滴加时间为 14:30 ,滴加完毕的时间为 15:0