高
分
子
化
学
实
验
报
告
实验一单体和引发剂的精制
（一）苯乙烯的精制
一、实验目的
1、了解苯乙烯的储存和精制方法。
2、掌握苯乙烯减压蒸馏的精制方法。
二、实验原理
苯乙烯为无色或淡黄色透明液体，沸点145.2 摄氏度。
为了防止苯乙烯在储存或运输过程中发生自聚，通常在苯乙
烯中加入阻聚剂，实验室采用减压蒸馏的方法来降低苯乙烯的沸
点，从而在不是很高的温度苯乙烯不会聚合的情况下精制苯乙
烯。
减压蒸馏是分离可提纯有机化合物常用方法之一，特别适用
于那些常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合物质。
苯乙烯阴离子聚合的活性中心能与微量的水、氧、二氧化碳、
酸、醇等物质反应而导致活性中心失活，因此苯乙烯的精制要先
除阻聚剂，再除去过程中混入的水，方法主要包括物理吸附和化
学方法两种：物理吸附是用多孔的物质与水接触，而把水吸附在
空隙中，通常采用0.5纳米的分子筛；化学方法是加入某些物质
与水反应，再除去生成物。
氢化钙常用来做干燥剂，也可以两种
方法结合在一起使用，如将除去阻聚剂的苯乙烯先用分子筛浸泡
在加入氢化钙，在高纯氮气的保护下进行检验蒸馏，收集所需的
组分。
苯乙烯沸点与压力的关系如下：
沸点18 30.8 44.6 59.8 69.5 82.1 101.4 122.6 145.2
压力
0.67 1.33 2.66 6.32 7.98 13.30 26.6 53.2 101.0 /Kpa
压力
5 10 20 40 60 100 200 400 760 /mmHg
三、实验药品及仪器
药品:苯乙烯，氢化钙
仪器：500ml 三口瓶、水浴锅、直型冷凝管、接液瓶、铁架台实验装臵如下图：
四、实验步骤
1、向500ml 分液漏斗中加入250ml 本苯乙烯,用5%氢氧化纳洗数次至无色,然后用无离子水洗至中性.用干燥剂干燥一周,再换纳米分子筛浸泡一周。
2、按图安装实验装臵,要求整个装臵密封。
先用水浴一段时间，开动真空泵抽真空、加热，反复3 次。
3、开动真空泵抽真空，开始抽真空，水浴加热回流2 小时。
控制压力在22mmHg 进行减压蒸馏，收集44 摄氏度的馏分。
由于苯乙烯沸点与真空度密切相关，多余对体系真空度的空要仔细，使真空度在蒸馏过程中保持稳定，避免形成暴沸。
4、为防止苯乙烯自聚，精制好的苯乙烯在纯氮的保护下放进冰箱保存。
五、注意事项
1、减压蒸馏要求装臵气密性要好，所以仪器接口处要涂凡士林。
2、不能加沸石防止暴沸。
3、要先抽气再加热。
4、实验结束要慢慢把气压降下来，再拔抽气管，关真空泵。
六、思考题
1、为什么要精制苯乙烯？
在聚合反应中，单体的纯度非常重要，单体中的杂质会大大影响聚合反应的进程和产品的产量。
而单体中的杂质主要来自于阻聚剂，而阻聚剂是为了防止苯乙烯在运输和储存的过程中发生聚合，因此在使用苯乙烯前，要先出去阻聚剂；还有部分杂质是单体在存放和转移过程中引入的杂质（水分、容器的污染等）及单体存放过程中的自身氧化、分解或聚合的产物。
2、精制苯乙烯时为什么选择减压蒸馏？
答：根据减压蒸馏的原理可知：减压蒸馏是高分离提纯沸点有机物的方法，适用于高沸点的物质及在常压蒸馏未达到沸点即受热分解、氧化或聚合的物质，而苯乙烯的沸点比较高，为了防止苯乙烯在蒸馏瓶中发生热聚合，因此采用减压蒸馏。
3、在减压蒸馏中毛细管有何作用？该实验为何不加沸石？
答：在减压蒸馏中，从毛细管中进入的气泡，可以作为气化中心，使蒸馏的液体平稳沸腾，避免液体过热而产生暴沸冲出的现象。
毛细管能够防暴沸，所以无需加沸石。
4、在进行减压蒸馏时，为什么用水浴加热，而不能用直接火加热？
答：用水浴的好处是受热均匀，防止暴沸，如果直接用火加热的话，可能局部温度过高，苯乙烯可能发生自聚。
（二）过氧化苯甲酰的精制
一、实验目的
1、了解过氧化苯甲酰的基本性质和保存方法。
2、掌握过氧化苯甲酰的精制方法。
二、实验原理
过氧化苯甲酰为白色结晶性粉末,熔点103-106 摄氏度,溶于乙醚、丙酮、氯仿和苯，易燃烧，受撞击、热、摩擦是会爆炸。
常用的过氧化苯甲酰由于长期的保存部分分解了因此在用于聚
合前要进行精制,通常采用重结晶法,在结晶过程中温度过高会
爆炸，注意控制温度。
过氧化苯甲酰在不同的溶剂中的溶解度如下：
溶剂溶解度（g/100ml）溶剂溶解度（g/100ml）
石油醚0.5 丙酮14.6
甲醇 1.0 苯16.4
乙醇 1.5
氯仿31.6
甲苯11.0
三、实验药品及仪器
药品：过氧化苯甲酰、氯仿、甲醇
仪器：烧杯（2只）、玻璃棒、纱布、布氏漏斗
实验装臵如下图：
溶解过滤抽滤
四、实验步骤及现象
步骤
现象
分析
室温下在50mL
烧杯中加入5gBPO
和20mL 氯仿，慢慢搅拌，使之溶解。
粉末溶解，溶液由无色变为乳白色油状
BPO 在氯仿中的溶解度很
高，所以加入的BPO 都能溶
解，不溶的为杂质
用纱布过滤溶液，滤液直接滴入50ml 甲醇中。
过滤后溶液呈无色澄清，一开始未有明显现象，溶液静臵片刻后有白色针状晶体析出
不溶杂质被除去，BPO 在甲醇中的溶解度比在氯仿中
的小的多，且氯仿和甲醇均具有挥发性，溶液会过饱和，则BPO 析出 将上述步骤中的溶液和结晶用布氏漏斗抽滤，用5mL 甲
醇洗一次，抽干。
析出白色针状晶
体，抽滤瓶中有白色晶体颗粒，烧杯上残留白色物质
抽滤，溶液过饱和，晶体析
出。
由于抽滤瓶中的压力降低，在低压下BPO 更多的析
出，所以抽滤瓶中白色物质可能为BPO 。
烧杯上残留溶液，溶液中的甲醇挥发，BPO 析出附着在杯壁上
五、注意事项
1、因氯仿极易挥发，在过滤时应快速过滤；
2、切勿将甲醇加入到滤液中。
六、实验结果及分析
实验结果：得到白色针状及粉末状晶体
实验产率较低的原因：
1、溶剂挥发导致：将BPO加入到氯仿中，搅拌使其溶解，由于氯仿极易挥发，从而有部分的BPO伴随着氯仿而挥发；特别是在过滤时，在纱布上有大量氯仿挥发，溶液过饱和，BPO在纱布上部分析出，未进入甲醇中；过滤后，BPO在甲醇中，由于甲醇也易挥发，所以部分BPO随着甲醇的挥发被带出。
2、操作失误导致：在过滤时，将溶液倒向纱布，溶液随着纱布大量流出，导致大量BPO损失；
3、在抽滤时，因部分BPO还未析出，以液体形式被吸进抽滤瓶，导致部分损失。
针状晶体中带有粉末状原因：
刚开始结晶时全部都是针状，但是由于结晶量少，用玻璃棒搅过，导致针状变成粉末状；也可能是结晶中还掺有少许可溶性杂质导致的。
七、思考题
1、为什么BPO要精制？
答：BPO作为引发剂，而其引发剂的活性很高，活性与其结构关系很大。
常用的过氧化苯甲酰由于长期的保存部分分解，而引发剂对聚合反应中反应速率，聚合物的分子量及其分布影响很大，所以在使用前要精制。
2、本次实验中用到氯仿溶解，由于氯仿易挥发，将导致什么问题？过滤时应注意点什么？
答：BPO极易溶于氯仿，而氯仿又易挥发，过滤时在纱布上，氯仿部分挥发，溶液局部过饱和，会有BPO析出在纱布上，这样降低了纱布的过滤功能，从而会发生堵塞现象，不能很好的过滤出杂质，也降低了产率，因此，在过滤时应该快速。
3、为何将滤液滴入50mL甲醇中，反过来行吗？
答：不行。
BPO在甲醇中的溶解度很低，而氯仿能溶于甲醇，且氯仿和甲醇均易挥发，把滤液滴入甲醇中时，随着BPO的加入，又由于甲醇和氯仿的挥发，BPO更易结晶。
若反过来，把甲醇加入滤液，由于甲醇刚加入时量很少，无法使BPO从氯仿中析出，随着甲醇的量增加，BPO虽会形成结晶，但所需时间较久，且晶体不易成型。
4、能不能不采用溶剂法重结晶而采用升温的方法？
答：不能。
在实验中氯乙烯和甲醇都是极易挥发的物质，若温度较高时氯乙烯和甲醇会很快的挥发，不能使BPO的溶解和结晶完全，温度较高时也可能使部分BPO分解，甚至爆炸。