聚丙烯酰胺的合成与水解

实验日期：2010-11-25 成绩：

班级： 石工09-10 学号：09021452 姓名：任 婷 教师：王增宝 同组者：周霞

聚丙烯酰胺的合成与水解

一、实验目的

1．熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。 2．熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。

二、实验原理

聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成，这一合成反应属于加聚反应。随着反应进行，分子链增长。当分子链增长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。

聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺。随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。由于带负电的链节相互排斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增加。

三、仪器和药品

1．仪器

恒温水浴，沸水浴，烧杯，量筒，搅拌棒，电子天平。 2．药品

丙烯酰胺（分析纯），过硫酸铵（分析纯），氢氧化钠（分析纯）。

四、实验步骤

1．丙烯酰胺的加聚反应

（1）用台秤称取烧杯和玻璃棒的质量。然后在烧杯中加入2g丙烯酰胺和18ml水，配成10%的丙烯酰胺溶液。

（2）在恒温水浴中，将10%丙烯酰胺加热到80℃，然后加入15滴10%过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。

（3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。 （4）十分钟后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。 2．聚丙烯酰胺的水解

（1）称量制得的聚丙烯酰胺，计算要补加多少水，可配成5%聚丙烯酰胺的溶液。

（2）在聚丙烯酰胺中加入所需补加的水，用搅拌棒搅拌，观察高分子的溶解情况。

（3）称取20g5%聚丙烯酰胺溶液加入2ml 10%氢氧化钠，放入沸水浴中，升温至90℃以上进行水解。

（4）在水解过程中，慢慢搅拌，观察粘度变化，并检查氨气的放出。 （5）半小时后，将烧杯从沸水浴中取出，产物为部分水解聚丙烯酰胺。比

较水解前后5%溶液的粘度。

（7）将制得的聚丙烯酰胺倒入回收瓶中。

五、结果处理

表1 聚丙烯酰胺的合成与水解原始数据表

烧杯+棒重（g） 药物重（g） 合成加水计算（一） 49.93 57.01 2.00 m(聚丙烯酰胺)=67.82g-49.93g=17.g 2.00m（聚丙烯酰胺）m(水)=5% m(水)=22.11g 水解后补水计算（二） m(产物)=75.19g-57.01g=18.18g 205%m（产物）m（水）5% m（水）=1.82g 实验观察现象、结果 现象 原因 1． 加聚过程中，慢慢搅拌，1．随着加聚反应的进行，分溶液逐渐变粘 2． （1）加水后，高分子溶解，粘度变小（2）水解过程中，慢慢搅拌，溶液逐渐变粘（3）湿的PH试纸变蓝（4）补水后，发现水解后的溶液比水解前粘 子链增长，形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。 2．（1）加水稀释，溶液粘度变小（2）随着水解反应的进行，产生相互排斥的带负电链节，溶液变粘（3）放出氨气，氨气呈碱性，使PH试纸变蓝（4）部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，对水的稠化能力增加 六、思考题

1．过硫酸铵用量对合成聚丙烯酰胺的分子量有何影响？ 答：过硫酸铵用量越大，合成的分子量越小。

2．为什么聚丙烯酰胺合成时，要将温度升到60℃？

答：因为60℃是合成聚丙烯酰胺的最适温度，温度过低或过高都会延长反应时间。

3．试分析影响部分聚丙烯酰胺分子量的因素有哪些？

答：影响部分聚丙烯酰胺分子量的因素有：过硫酸铵的用量、反应温度以及搅拌的剧烈程度等。