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【求助】 分子量与聚合物形态及其溶液性质关系
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涉足合成高分子物质不久，基础理论不太扎实，不能解释在实验过程中遇到的现象并解决问题，恳请诸位虫虫出手相助，先谢谢大家。 采用水溶液聚合及反相乳液聚合方法合成含AN的二元共聚物，发现产物的表观形态差异极大，即使采用相同条件而操作方法不同也不能保证各批次之间产物形态相同。 水溶液聚合中，体系往往不粘稠，经进一步支链反应（非交联反应)后，得到产物有白色陶土状粉末，或是类盐状颗粒，溶于水后，不像高分子溶液，不粘稠。但是发生暴聚后得到的都是白色弹性胶状物质，尝试用此进行下步反应，则得到黄色透明胶状产物，溶于水后，溶液稍微变粘稠。 反相乳液聚合得到产物为细小白色颗粒状物，该中间产物在水中溶解度不高，需加热后仍只得到混浊液体，沉析进行进一步反应后得到产物为粘稠胶状物，减压烘干后溶于水，溶液具有一定粘度。该方法过程中也产生过暴聚，得到的为绿豆大小黄色透明弹性物质，尝试进一步反应，得到黄色透明胶状产物，取0.2克溶于50ml水后得到果冻状凝胶状物质。 曾尝试看高分子物理高分子溶液章节，除了看到随着分子量增高其所得溶液粘度会随之增高之外，并没有太多收获。也曾看到如果高分子产生分子内力的话会导致高分子的蜷曲，但不知是否会影响其在溶剂中的溶解度，从而导致溶液不粘稠？ 请问分子量对形成的产物形态及其溶液状态有何影响？或者是否有其他因素影响这个问题？ 可以参考哪些文献或是书籍去理解这个问题？高分子物理里的哪些章节对解决这个问题有用呢？ 另，有时反应还会发生比较严重的挂壁和粘釜现象，而我用的只是玻璃制烧瓶，这又是为什么呢，可以通过什么方法解决，有什么书可以参考呢? 谢谢指教，不胜感激！！！ [search]分子量 形态[/search] [ Last edited by yogidan on 2008-9-26 at 12:41 ] |
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tiaotuo(金币+10,VIP+0):谢谢指教！解释了我的部分疑惑，也启发了我进一步的思考！
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“采用水溶液聚合及反相乳液聚合方法合成含AN的二元共聚物，发现产物的表观形态差异极大，即使采用相同条件而操作方法不同也不能保证各批次之间产物形态相同。” 1. 这是很正常的，高分子反应和有机反应有很大的差异，高分子本身的形态，性质与分子量及分子量分布有密切的关系。虽然你使用的条件相同，但不同的操作方法也会导致分子量和分子量分布有很大差异，从而导致高分子形态性质的差异。另外，即使你控制同样的条件和操作方法对于不同批次的聚合物，其性质和形态也不会完全相同。 2.如果你使用方法是自由基聚合，则更不可控，最好是通过可控的自由基聚合（如ATRP，RAFT等）（可查文献获得具体方法）或者阴离子聚合进行该反应（可参考高分子化学以及实验课本中的阴离子聚合及实施方法部分）。 3.共聚物有很多种，包括无规，嵌段，接枝等多种。根据楼主的描述可能合成的是无规共聚物。不同批次无规共聚物种两种单体的不同排列方式对该聚合物的性质和形态也有影响。 “水溶液聚合中，体系往往不粘稠，经进一步支链反应（非交联反应)后，得到产物有白色陶土状粉末，或是类盐状颗粒，溶于水后，不像高分子溶液，不粘稠。但是发生暴聚后得到的都是白色弹性胶状物质，尝试用此进行下步反应，则得到黄色透明胶状产物，溶于水后，溶液稍微变粘稠。 反相乳液聚合得到产物为细小白色颗粒状物，该中间产物在水中溶解度不高，需加热后仍只得到混浊液体，沉析进行进一步反应后得到产物为粘稠胶状物，减压烘干后溶于水，溶液具有一定粘度。该方法过程中也产生过暴聚，得到的为绿豆大小黄色透明弹性物质，尝试进一步反应，得到黄色透明胶状产物，取0.2克溶于50ml水后得到果冻状凝胶状物质。” 1.“白色陶土状粉末，或是类盐状颗粒”从形态上看并不是聚合物，可能在你的实验条件下，这两种单体并没有聚合。发生暴聚一般是由于自由基浓度过高（如温度过高，自由基引发剂浓度过高可引起自由基浓度过高）引起，它会大大提高聚合物的分子量和分散度，甚至会引起聚合物交联，你得到的白色胶状物质可能分子量极高的共聚物或者是交联后的产物。 “反相乳液聚合得到产物为细小白色颗粒状物，该中间产物在水中溶解度不高，需加热后仍只得到混浊液体，沉析进行进一步反应后得到产物为粘稠胶状物，减压烘干后溶于水，溶液具有一定粘度。” 1.乳液聚合得到的聚合物分子量是很高的，可能会引起水溶性下降，你可以通过增加水溶性单体的数目来提高溶解度。另外你的另一种单体（非AN），可能会导致聚合物交联。 2.沉析后得到的产物是你除掉不溶物（高分子量或者交联共聚物）后的产物，进一步反应为粘稠胶状物的原因可能是由于你的处理方法引起的。 “该方法过程中也产生过暴聚，得到的为绿豆大小黄色透明弹性物质，尝试进一步反应，得到黄色透明胶状产物，取0.2克溶于50ml水后得到果冻状凝胶状物质。” 1.可以断定你在暴聚的反应中发生了交联，从而得到果冻状凝胶状物质（可以成为水凝胶）。 “曾尝试看高分子物理高分子溶液章节，除了看到随着分子量增高其所得溶液粘度会随之增高之外，并没有太多收获。也曾看到如果高分子产生分子内力的话会导致高分子的蜷曲，但不知是否会影响其在溶剂中的溶解度，从而导致溶液不粘稠？ 请问分子量对形成的产物形态及其溶液状态有何影响？或者是否有其他因素影响这个问题？ 可以参考哪些文献或是书籍去理解这个问题？高分子物理里的哪些章节对解决这个问题有用呢？” 1.你所的聚合物的溶解度是由于你所用水溶性单体的比例引起的。水溶性单体比例越高，溶解度越好。 2.你暴聚后的产物不溶于水，是因为生成了交联网状结构。你可以通过控制反应条件（降低温度，降低自由基引发剂浓度）来克服。 3.分子量越大，聚合物溶解的越缓慢，甚至导致溶解度越低。线性的聚合物溶解性高，交联网状聚合物不溶解。而生成凝胶。 4.高分子物理中的溶液一章对你理解这些实验现象有帮助。可以找一本专门介绍聚合物溶液性质的参考书，或者多查阅相关文献。 “另，有时反应还会发生比较严重的挂壁和粘釜现象，而我用的只是玻璃制烧瓶，这又是为什么呢，可以通过什么方法解决，有什么书可以参考呢?” 1.在你的反应中产生这种情况的主要原因是由于暴聚引起的聚合物分子量增大和交联。在溶液和乳液聚合中的正常反应应该不会出现挂壁和粘釜现象。 仅个人观点，相互探讨！ |
10楼2008-10-03 20:51:33
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