题目
丙烯腈-苯乙烯的竞聚率 r_(1)=0.04, r_(2)=0.40，若所采用的丙烯腈（M_(1)）和苯乙烯（M_(2)）的投料质量比为 24:76，在生产中采用单体一次投料的聚合工艺，并在高转化率下才停止反应。试求：(1) 画出 F-f 的关系图；(2) 计算恒比点，并讨论所得共聚物的均匀性；(3) 所需的共聚物组成中含苯乙烯单体单元的质量分数为 70%，问起始单体配料比及投料方法又如何？
丙烯腈-苯乙烯的竞聚率 $r_{1}=0.04$, $r_{2}=0.40$，若所采用的丙烯腈（$M_{1}$）和苯乙烯（$M_{2}$）的投料质量比为 $24:76$，在生产中采用单体一次投料的聚合工艺，并在高转化率下才停止反应。试求：(1) 画出 $F-f$ 的关系图；(2) 计算恒比点，并讨论所得共聚物的均匀性；(3) 所需的共聚物组成中含苯乙烯单体单元的质量分数为 $70\%$，问起始单体配料比及投料方法又如何？
题目解答
答案
1. 根据共聚方程，$ F_1 = \frac{-0.96 f_1^2 + f_1}{-1.56 f_1^2 + 1.2 f_1 + 0.40} $。取若干点可得：
\[
\begin{array}{ccccccc}
f_1 & 0 & 0.2 & 0.4 & 0.5 & 0.6 & 0.8 & 1 \\
F_1 & 0 & 0.28 & 0.39 & 0.426 & 0.456 & 0.513 & 1 \\
\end{array}
\]
$ F_1 - f_1 $ 曲线位于对角线下方，$ F_1 < f_1 $（除 $ f_1 = 0 $ 和 $ f_1 = 1 $ 外）。
2. 恒比点：$ f_1 = 0.3846 $，$ f_2 = 0.6154 $。
高转化率下，$ F_1 < f_1 $，导致共聚物中 M₁ 减少、M₂ 增加，组成不均匀。需采用“半连续”或“分批”投料方法。
3. 根据 $ w_2 = 70\% $，得 $ F_1 = 0.457 $。
解方程得 $ f_1 \approx 0.604 $，$ f_2 = 0.396 $。
起始质量比：
\[
m_1 : m_2 = (0.604 \times 53) : (0.396 \times 104) \approx 77.7 : 100
\]
需在反应过程中不断补充 M₁，维持 $ f_1 = 0.604 $ 不变。
（$ F_1 - f_1 $ 曲线图略，可按数据点绘制。）