一、目的要求

1、了解悬浮聚合的特点和实施方法；

2、通过实验比较制备有机玻璃的不同方法，开阔高分子成型工艺的思路。

二、实验原理

悬浮聚合中单体在稳定剂的作用下分散于水介质中成为珠状颗粒，聚合反应就在这些颗粒中进行。聚合体系中颗粒的粒径在几十微米到几毫米，它们可视为一个个小的本体聚合场所。因此悬浮聚合动力学与本体聚合相似，但散热容易，产物分子量高且分布均匀。如果形成的聚合物溶于单体，液滴中的聚合是均相的，产物是珠状小粒子，例如聚苯乙烯。若聚合物不溶于单体，则是沉淀聚合，产物是粉状固体，例如聚氯乙烯。悬浮聚合产物的粒径一般在0.01~5mm，它与单体-介质比、分散剂的种类和用量、搅拌效率（搅拌器形状和搅拌速度）等条件有关。

悬浮聚合的关键是悬浮粒子的形成与控制，要将非水溶性单体以液珠分散在水相中，就必须借助搅拌产生的剪切力，为了稳定单体液滴，需要加入分散剂防止单体液滴的聚集。悬浮聚合的分散剂有两类，即水溶性有机高分子和非水溶性无机粉末，它们的作用机理是不同的。水溶性有机高分子有部分醇解的聚乙烯醇、聚 (甲基)丙烯酸盐、纤维素衍生物、明胶和淀粉等，一方面它在单体液珠表面形成了保护膜，另一方面它溶于水，增大了介质的粘度，减少了两个液珠碰撞的机会。非水溶性无机粉末有碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、硫酸钙、磷酸钙、滑石粉、高岭土和白垩等，它们能被吸附在液珠表面，起着机械隔离作用。

    分散剂种类的选择和用量根据合成聚合物的性能和用途及珠粒的大小、形态而定。聚乙烯醇及明胶的用量一般为单体量的0.1%左右，无机粉末通常为水量的0.1%~1%。珠粒的大小与反应介质的界面张力有关，界面张力越小，形成的珠粒越小，因此，为了获得粒径小的珠粒往往加入少量的表面活性剂降低体系的界面张力。

    一般来说，搅拌转速越高，形成的单体液珠就越小。水与单体的重量比通常在 1~6:1范围内。水少会使珠粒变粗或结块，水多使珠粒变细，且粒径分布变窄。

三、仪器与药品

1、仪器

三颈瓶（250ml）一个，冷凝管一支，搅拌器一套，量筒（l0ml、l00ml）各一支，抽滤装置一套，温度计二支，恒温水浴一套。

2、药品

甲基丙烯酸甲酯（新蒸）10ml，蒸馏水60ml，BPO 0.07g（或AIBN 0.10g），1%聚乙烯醇水溶液2ml。

四、实验步骤

在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三颈瓶中，依次加入2ml l%的聚乙烯醇水溶液、40ml水，搅拌加热（注意温度不要超过70℃）。加入预先己溶解引发剂的甲基丙烯酸甲酯l0ml，再用剩余的20ml水分两次洗涤盛单体的容器，并倒入三颈瓶内，加料完毕后升温至70℃。小心调节搅拌速度，观察单体液滴大小，调至合适液滴大小后，保持搅拌速度恒定，将反应温度升至 （78士2）℃。反应约1.5h后，用滴管吸取少量珠状物，冷却后观察是否变硬。若变硬，可减慢或停止搅拌，若珠状物全部沉积，可在缓慢搅拌下升温至85℃继续反应lh，以使单体反应完全。停止反应，将产物抽滤，聚合物珠粒用水反复洗涤几次后，置于表面皿中自然风干，观察聚合物珠粒形状，称重，计算产率。

五、思考题

1、悬浮聚合反应中影响分子量及分子量分布的主要因素是什么?

2、在悬浮聚合反应中期易出现珠粒黏结，这是什么原因引起的?应如何避免?

六、参考书

1、《高分子基础实验》，王国建、肖丽 编著，同济大学出版社，1999.3，上海。

2、《高分子科学实验》，张兴英、李齐方  主编，化学工业出版社，2004.3，北京。

3、《高分子化学实验》，中国科学技术大学出版社，2003.1，何卫东，合肥。