《高分子化学实验》课程实验指导（讲义）实验五 聚丙烯腈的部分水解反应

实验五聚丙烯腈的部分水解反应 聚丙烯腈(PAN)的水解过程以大分子官能团反应为主，PAN分子链上含有 氰基(-CN),它是一种活泼基团，能发生许多化学反应，水解反应是研究较多 的反应之一。PAN水解过程中，在热、氧和机械搅拌作用下，在氰基水解的同 时，聚合物主链也会不同程度的发生断链，使分子量下降，PAN可在酸性、碱 性和高温加压条件下水解，分别得到含有不同组分的水解产物，水解产物絮凝及 稳定作用，可作石油钻井泥浆稳定剂。 本实验采用碱性条件下水解，聚丙烯腈的部分水解产物含有酰氨基 (-CONH)、羧基钠(-COONa)及少量氰基(-CN),几种官能团的含量随着碱 的用量、反应时间及反应温度等条件的变化而有所不同。 一、仪器和试剂 三口烧瓶、搅拌器、球形冷凝管、量筒、烧杯、锥形瓶、温度计、氢氧化钠、 聚丙烯腈、蒸馏水。 二、实验步骤 1。水解 在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口瓶中加入3 g NaOH,90mL蒸 馏水，开动搅拌，待NaOH完全溶解后，小心地加入0.5g经粉碎的PAN粉末， 加热升温至96-98℃（内温），反应物从白色变为棕红色，并逐步溶胀，有氨气放 出（用pH试纸检验），随反应的进行，体系变为橙色，均相。继续反应3小时后 停止反应（观察实验） PAN(NaOH、水)一（侧基有CN、CONH、COONa*氨气） 2.红外光谱分析 三、思考题 1.为什么聚丙烯腈可以水解？需要什么条件？

实验五 聚丙烯腈的部分水解反应 聚丙烯腈（PAN）的水解过程以大分子官能团反应为主，PAN 分子链上含有 氰基（-CN），它是一种活泼基团，能发生许多化学反应，水解反应是研究较多 的反应之一。PAN 水解过程中，在热、氧和机械搅拌作用下，在氰基水解的同 时，聚合物主链也会不同程度的发生断链，使分子量下降，PAN 可在酸性、碱 性和高温加压条件下水解，分别得到含有不同组分的水解产物，水解产物絮凝及 稳定作用，可作石油钻井泥浆稳定剂。 本实验采用碱性条件下水解，聚丙烯腈的部分水解产物含有酰氨基 （-CONH2）、羧基钠（-COONa）及少量氰基（-CN），几种官能团的含量随着碱 的用量、反应时间及反应温度等条件的变化而有所不同。 一、仪器和试剂 三口烧瓶、搅拌器、球形冷凝管、量筒、烧杯、锥形瓶、温度计、氢氧化钠、 聚丙烯腈、蒸馏水。 二、实验步骤 1．水解 在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口瓶中加入 3g NaOH， 90 mL 蒸 馏水，开动搅拌，待 NaOH 完全溶解后，小心地加入 0.5g 经粉碎的 PAN 粉末， 加热升温至 96-98℃（内温），反应物从白色变为棕红色，并逐步溶胀，有氨气放 出 (用 pH 试纸检验)，随反应的进行，体系变为橙色，均相。继续反应 3 小时后 停止反应(观察实验) PAN(NaOH、水)—（侧基有 CN、 CONH2、 COONa+氨气） 2．红外光谱分析 三、思考题 1. 为什么聚丙烯腈可以水解？需要什么条件？