实验1有机玻璃的制备
一、目的要求
1．了解本体聚合的原理和有机玻璃的性能。
2．掌握有机玻璃的制备方法
二、原理
甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合的方法可以制得有机玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯由于有庞大的侧基存在，为无定形聚合物，其最突出的性能是具有高度的透明性。它的比重小，故其制品比同体积无机玻璃制品轻巧得多。同时又具有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。有机玻璃表面光滑，在一定的弯曲限度内，光线可在其内部传导而不逸出，故外科手术中利用它把光线输送到口腔吼部作照明。聚甲基丙烯酸甲酯的电性能优良，是很好的绝缘材料。
甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰（BPO）或偶氮二异丁腈（AIBN）引发剂存在下进行如下聚合反应：
CH2 C
CH3
COOCH3CH2 C
CH3
COOCH3
n
n
聚合反应开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系粘度无变化。在转化率超过20﹪之后，聚合速率显著加快，即产生自动加速效应。而转化率达80﹪之后，聚合速率显著减小，最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使之聚合完全。
聚合配方中引发剂的含量，应视制备的模具厚度而定，一般情况如下：
厚度（mm）1－1.6 2－3 4－6 8－12 14－25 30－45
偶氮二异丁腈（﹪）0.06 0.06 0.06 0.025 0.020 0.005
由于甲基丙烯酸甲酯单体密度只有0.94 g·mL-1，而其聚合物密度为1.17 g·mL-1，故有较大的体积收缩，因而生产上一般先做成甲基丙烯酸甲酯的预聚体，然后再进行浇模，这样一则可以减少体积收缩，二则预聚体具有一定粘度，在采用夹板式模具时不会产生液漏现象。
三、主要试剂和仪器
甲基丙烯酸甲酯过氧化二碳酸环己酯偶氮二异丁睛
试管三颈瓶冷凝管恒温水浴
四、实验步骤
1．制模（烘箱聚合用模）
取两块表面光滑、无磨损的玻璃块，经肥皂洗净擦干后，用酒精擦洗一次，烘干，在四角用一定的垫块垫好（注1），然后用不透水的纸（玻璃纸或描图纸）用聚乙烯醇水溶液（10 g聚乙烯醇溶于100 mL蒸馏水中）作浆
糊，使纸完全贴紧模子，严密地封好，一共糊三层，以免漏浆。最后留一空口（约2 cm），以便灌浆。将模具置于60～80℃烘箱中干燥，烘干模具中的水汽。
2．制浆（预聚）
在100 mL的锥瓶中，量取32 mL精MMA单体，精确称量0.08 g BPO，摇匀，在80～100℃热水浴上进行预聚（为使水汽不逸入锥瓶内，上面用可粘贴塑料薄膜盖紧，或用橡皮圈扎紧）。在预聚过程中不断摇动锥瓶并观察体系的粘度变化（看气泡上升和消失的速度），在达到粘稠甘油状粘度左右，将锥瓶置于冷水中，迅速冷至室温，终止聚合。
3．灌浆、封模
将以上制得的粘稠预聚浆液，小心地经过玻璃纸漏斗（自制）灌入模子中，然后用纸严密（三层）封口，以待后聚合。
4．后聚合
将已经灌好预聚浆液的模具放入烘箱，按如下条件进行聚合：50℃保持3小时，降温到40～45℃至凝胶化完毕（注2）[20小时]。然后逐步升温，3小时升到105℃保持2小时后逐步降温，2小时后降到40℃进行脱模。
5．脱模
将聚合模具自烘箱内取出，用水浸泡，把边上的纸刮干净后，用小刀或小竹片在无机玻璃和有机玻璃之间轻敲使两者分离。
6．成品检验
将有机玻璃小心地抹干净后，观察其表面情况，透明程度，是否有颜色或气泡。记录观察到现象及测定结果。
五、注意事项
1、垫块可用玻璃纸包紧、用聚乙烯醇粘紧而得到。因MMA在聚合过程中，有20﹪左右的收缩。因此垫块应比欲得的板厚20﹪，即5 mm的板应使用6 mm厚的垫块。
2、预聚时自动加速效应会使粘度很快增大，要关注体系的粘度变化，温度过高则回引起爆聚。
3、模具要夹紧，以免预聚体泄漏。
4、确定凝胶化程度可以视两块玻璃板之间已经有很大的收缩，然后用大头针扎有机玻璃，看是否已经变硬（即扎不过去）。如已变硬，则凝胶化已完毕。如扎进去呈弹性状、粘浆状，即尚未凝胶化完毕，应继续保持在凝胶化温度下聚合。扎针不宜太早，否则空气进入会产生阻聚作用。
六、思考题
1．为什么要采用两步法制备有机玻璃板？
2．采用两步法制备有机玻璃有哪些优点？
3．通过实验，你认为要获得一块外观质量好的有机玻璃板必须注意哪些事项？
实验2 高吸水性树脂的制备
一、实验目的
1．了解高吸水性材料的特性和用途
2．用淀粉和丙烯酸钠合成一种高吸水性树脂
二、原理
传统的吸水材料如纸、棉、泡沫塑料等只能吸收自身重量的10～20倍水。近年来人们合成了一类具有高吸水性能的材料，其吸收量可达自重的几百倍乃至上千倍。这些材料可以作为工业用脱水剂和增稠剂，用作纸尿布、卫生巾等卫生材料，以及用于农业和园林栽培上的土壤水分保持剂。由于具有广阔的应用前景，这类材料越来越受到人们的重视。
制备高吸水性材料，通常是将一些水溶性高分子，如聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮等进行轻微的交联而得到。
交联剂的性质和用量，对最终产物的吸水性能影响很大。用量少时，部分聚合物会溶于水，而用量过多则使交联度过大，溶胀度降低，二者都会使吸水能力降低。
对于用亚甲基双丙烯酰胺交联的聚丙烯酸钠来说，聚丙烯酸的中和程度对吸水性也有很大影响。
三、主要试剂和仪器
丙烯酸NaOH N,N－亚甲基双丙烯酰胺K2S2O8淀粉
烧杯烘箱尼龙布研钵
四、实验步骤
在盛有7.2 g（约8 mL）丙烯酸的100 ml小烧杯置于冷水浴中冷却，在玻棒搅拌下慢慢滴加NaOH溶液（4g NaOH溶于10 ml水中），完全冷却后加入K2S2O8引发剂0.1 g，交联剂N,N－亚甲基双丙烯酰胺0.005 g。在另一小烧杯中，加入0.75 g淀粉和5 ml水，搅匀，在水浴上加热糊化，直到呈清亮浆糊状，冷却。将两烧杯的反应物混合，搅拌均匀。将烧杯置于200℃的烘箱中反应20～30 min，得到硬脆状产物。
在研钵中将聚合物粉碎，过20～60目筛。称取粉末样品0.1g，放在100 ml小烧杯中，加热蒸馏水60 ml，溶胀20～30 min，同时轻轻搅动。然后将一块尼龙布用橡皮筋扎在烧杯口上，倒置滴滤15 min，收集滤出水并量其体积。以未滤出水的重量与聚合物重量之比（g水/ g聚合物），表示该吸水树脂的吸水能力。计算产物的吸水率。
五、注意事项
1．引发剂、交联剂一定要在丙烯酸的中和液冷却至室温后加入。
2．糊化后的淀粉液和丙烯酸的中和液混合时要混合均匀，不要有块状物存在，否则会影响产物的吸水性能。
3．在烘箱中聚合时，应注意温度和时间的协调控制，不要使其烘焦。
六、思考题
1．高吸水性树脂有何应用？
2．本实验采用高温反应的目的何在？
实验3 乙酸纤维素的制备（1）
一、目的要求
1．了解纤维素的结构特征
2．掌握乙酸纤维素的制备方法
二、原理
纤维素是由葡萄糖分子缩合而成的天然高分子化合物。葡萄糖是一个六碳糖，其第五个碳原子上的羟基与醛基形成半缩醛，产生两种构型：1C上的羟基与2C上的羟基处同一侧，称α –葡萄糖；分处两侧，称β –葡萄糖。
α –葡萄糖的缩聚产物是淀粉：
β –葡萄糖的缩聚产物是纤维素：
H
本实验将棉花（几乎是纯净的纤维素）用乙酸酐进行乙酰化制备乙酸纤维素。纤维素分子间有众多羟基，形成的氢键使大分子链间有很强的作用力，从而不溶于有机溶剂，加热亦不能使它熔化，这样就限制了它多方面的应用。若将纤维素分子上的羟基乙酰化，减少大分子间氢键作用，根据乙酰化程度，使它可溶于丙酮或其它有机溶剂，从而使纤维素的应用范围大大扩展。
构成纤维素的每个葡萄糖分子上有三个羟基，若全部乙酰化就是三乙酸纤维素，它溶于二氯甲烷和甲醇混合溶剂，不溶于丙酮。若平均2.5个羟基乙酰化，则溶于丙酮，用途极大，就是我们通常指的乙酸纤维素。
三、主要试剂和仪器
脱脂棉冰醋酸乙酸酐浓硫酸丙酮苯甲醇
烧杯抽滤瓶瓷漏斗水浴锅
四、实验步骤
400 ml烧杯中加6g脱脂棉、42 ml冰醋酸、30 ml乙酸酐、4-6滴浓硫酸（不得直接加到棉花上，可加入冰醋酸中）。盖一培养皿于50℃水浴加热。每隔一段时间用玻棒搅拌，使纤维素酰基化。约1.5－2 h后，反应物成均相糊状物。此时，棉花纤维素的全部羟基均被乙酸酐酰化，用它可分离出三乙酸纤维素和2.5乙酸纤维素。
三乙酸纤维素的分离
取上述制得的糊状物的一半倒入另一250 ml烧杯，加热至60℃，搅拌下慢慢加入15 ml 80﹪乙酸（已预热至60℃），以破坏过量的乙酸酐（不要加得过快，以免三乙酸纤维素沉淀出来）。在60℃维持15 min后，搅拌下慢慢加入15 ml水，再以较快速度加入120 ml水，白色、松散的三乙酸纤维素即沉淀出来。将沉出的三乙酸纤
维素在瓷漏斗中抽滤后，分散于200 ml水中，倾去上层水并反复洗涤至中性。再滤出三乙酸纤维素，用瓶盖将水压干，于105℃干燥，产量约4 g。该产品溶于9∶1（体积）二氯甲烷和甲醇混合溶剂中，不溶于丙酮及沸腾的1:1（体积）苯-甲醇混合溶剂。
乙酸纤维素的制备
将另一半糊状物于60℃在搅拌下慢慢倒入30 mL70﹪乙酸（已预热至60℃）及2-4滴浓硫酸的混合物中，于80℃水浴加热2h，使三乙酸纤维素部分水解，得2.5乙酸纤维素。之后加水、洗涤、抽滤等操作与三乙酸纤维素制备相同。产量约3.6 g，该产品溶于丙酮及1:1苯-甲醇混合溶剂。
五、注意事项
1．制备三乙酸纤维素时，浓硫酸不可直接滴在棉花上。待冰醋酸、乙酸酐将棉花浸润后或直接加入冰醋酸滴入。
六、思考题
1.纤维素可发生哪些化学反应？
2.纤维素衍生物有哪些应用？
实验4 乙酸纤维素的制备（2）
一、目的要求
1．了解纤维素的结构特征
2．掌握乙酸纤维素的制备方法
二、原理
纤维素是由葡萄糖分子缩合而成的天然高分子化合物。葡萄糖是一个六碳糖，其第五个碳原子上的羟基与醛基形成半缩醛，产生两种构型：1C上的羟基与2C上的羟基处同一侧，称α –葡萄糖；分处两侧，称β –葡萄糖。
α –葡萄糖的缩聚产物是淀粉：
β –葡萄糖的缩聚产物是纤维素：
H
本实验将棉花（几乎是纯净的纤维素）用乙酸酐进行乙酰化制备乙酸纤维素。纤维素分子间有众多羟基，形成的氢键使大分子链间有很强的作用力，从而不溶于有机溶剂，加热亦不能使它熔化，这样就限制了它多方面的应用。若将纤维素分子上的羟基乙酰化，减少大分子间氢键作用，根据乙酰化程度，使它可溶于丙酮或其它有机溶剂，从而使纤维素的应用范围大大扩展。
构成纤维素的每个葡萄糖分子上有三个羟基，若全部乙酰化就是三乙酸纤维素，它溶于二氯甲烷和甲醇混合溶剂，不溶于丙酮。若平均2.5个羟基乙酰化，则溶于丙酮，用途极大，就是我们通常指的乙酸纤维素。
三、主要试剂和仪器
脱脂棉冰醋酸乙酸酐浓硫酸丙酮苯甲醇
烧杯抽滤瓶瓷漏斗水浴锅
四、实验步骤
乙酸纤维素的制备
将另一半糊状物于60℃在搅拌下慢慢倒入30 mL70﹪乙酸（已预热至60℃）及2-4滴浓硫酸的混合物中，于80℃水浴加热2h，使三乙酸纤维素部分水解，得2.5乙酸纤维素。之后加水、洗涤、抽滤等操作与三乙酸纤维素制备相同。产量约3.6 g，该产品溶于丙酮及1:1苯-甲醇混合溶剂。
实验5 不饱和聚酯树脂及玻璃纤维增强塑料
一、目的要求
1．了解不饱和聚酯的反应原理及增强塑料的概念
2．制备玻璃纤维增强塑料——玻璃钢
二、原理
不饱和聚酯树脂系由不饱和的二元酸和饱和的二元醇，或饱和的二元酸与不饱和的二元醇酯化而成的线性树脂，然后再与乙烯类单体聚合成网状结构的聚合物。从理论上说，通过线性链上的不饱和键直接交联是可能的，但用苯乙烯进行交联大大提高反应速度及交联度，且也提高了产品性能。
改变缩聚反应中所用的二元酸和二元醇的性质或乙烯类单体的成分可以使所制得的不饱和聚酯在广泛范围内具有良好性能，从而使此类树脂获得不同的用途。不饱和聚酯主要用于制造玻璃纤维增强塑料，也可用于涂料与层压塑料等。
三、主要试剂与仪器
顺丁烯二酸酐邻苯二甲酸酐1,3-丙二醇过氧化苯甲酰苯乙烯二甲苯胺邻苯二甲酸二辛酯氢氧化钾－乙醇溶液
玻璃布玻璃纸玻璃板玻璃棒搅拌器冷凝管四颈瓶氮气系统电热套油水分离器
四、实验步骤
1．不饱和树脂的制备
在250 mL三颈瓶上安装搅拌器、温度计、水分离器（上接回流冷凝管）。向瓶中加入顺丁烯二酸酐9.8 g（0.1 mol），邻苯二甲酸酐14.8 g（0.1 mol）和17.5 g（0.23 mol，17 ml）丙二醇，然后再加入加料总量15 %的二甲苯，用于将反应生成的水带出。关闭水分离器的活塞，并在其中加满二甲苯。开动搅拌，逐渐升温至溶解，继续升温至回流。在回流温度下反应3 h.。在水分离器的下方放一小量筒，用以接受和量取馏出的水分。
注意反应中不要回流过剧，以免丙二醇被回流蒸汽带走，损失较大，破坏反应物官能团的等物质量比。反应进程的控制，除可通过观察流出的水量（与理论出水量比较，估计反应程度）外，还可进行树脂酸值的测定。在熔融缩聚法制备不饱和树脂中，通常在反应2 h后测酸值，以后每隔1 h测酸值一次，直至酸值降至50左右。本实验可不测定酸值。
反应结束后，要将二甲苯全部蒸出，通过水分离器流出，不再返回反应瓶中。二甲苯分离完后，在搅拌及通氮条件下，自行冷却至180℃，加入树脂量0.01﹪的对苯二酚。待其冷却到95℃[1]，30 ml（0.26 mol）苯乙烯混匀（树脂：苯乙烯= 70：30），即得不饱和树脂。
【附】酸值的测定：
精确称取0.8－1 g树脂于250 ml三角瓶中，用20 ml丙酮溶解，加入三滴酚酞指示剂，用0.1 mol / L氢氧
化钾乙醇溶液滴定至粉红色。由下式计算：
W
V N 1.56??=
酸值
式中，N 是氢氧化钾的体积摩尔浓度；V 是样品消耗的氢氧化钾乙醇溶液的体积，ml ；W 是样品质量，g 。
2．玻璃纤维增强塑料的制备 配比：
不饱和树脂 30 g （过氧化苯甲酰-邻苯二甲酸二辛酯）糊 1.5 g 二甲苯胺（促进剂） 1滴
在烧杯中按上述配方混匀[2]可制备玻璃纤维增强塑料。先用一层玻璃纸平铺于表面光洁的玻璃板上，再铺一层玻璃布[3]用玻璃棒刮上一层树脂，使之浸透，并小心驱除气泡。再铺一层玻璃布，再刷上一层树脂，如此反复进行，直到所需的厚度。最后再铺上一层玻璃纸，驱除气泡，压上一层玻璃板，并在其上稍加重物，再于100－105℃烘2 h ，可得一块坚韧的玻璃纤维增强塑料，其产品俗称玻璃钢。
五、注意事项
1．加入阻聚剂后在此温度下要尽快加入苯乙烯，否则将不易混均匀。
2．氧化苯甲酰事先不可与二甲苯胺促进剂混合，否则会爆炸。引发剂不能遇火，树脂不能遇水，因水能阻止树脂固化。
3．玻璃布先用肥皂水煮0.5 h ，然后用水冲洗，再用水煮0.5 h ，晾干，剪成5×6 cm 2，备用。
六、思考题
1． 不饱和聚酯玻璃钢的固化反应机理如何？ 2． 采用本实验的配比，在室温下可以固化吗？
实验6 玻璃纤维增强塑料的制备
一、目的要求
1．了解不饱和聚酯的反应原理及增强塑料的概念
2．制备玻璃纤维增强塑料——玻璃钢
二、原理
不饱和聚酯树脂系由不饱和的二元酸和饱和的二元醇，或饱和的二元酸与不饱和的二元醇酯化而成的线性树脂，然后再与乙烯类单体聚合成网状结构的聚合物。从理论上说，通过线性链上的不饱和键直接交联是可能的，但用苯乙烯进行交联大大提高反应速度及交联度，且也提高了产品性能。
改变缩聚反应中所用的二元酸和二元醇的性质或乙烯类单体的成分可以使所制得的不饱和聚酯在广泛范围内具有良好性能，从而使此类树脂获得不同的用途。不饱和聚酯主要用于制造玻璃纤维增强塑料，也可用于涂料与层压塑料等。
三、主要试剂与仪器
顺丁烯二酸酐邻苯二甲酸酐1,3-丙二醇过氧化苯甲酰苯乙烯二甲苯胺邻苯二甲酸二辛酯氢氧化钾－乙醇溶液
玻璃布玻璃纸玻璃板玻璃棒搅拌器冷凝管四颈瓶氮气系统电热套油水分离器
四、实验步骤
2．玻璃纤维增强塑料的制备
配比：
不饱和树脂30 g
（过氧化苯甲酰-邻苯二甲酸二辛酯）糊 1.5 g
二甲苯胺（促进剂）1滴
在烧杯中按上述配方混匀[2]可制备玻璃纤维增强塑料。先用一层玻璃纸平铺于表面光洁的玻璃板上，再铺一层玻璃布[3]用玻璃棒刮上一层树脂，使之浸透，并小心驱除气泡。再铺一层玻璃布，再刷上一层树脂，如此反复进行，直到所需的厚度。最后再铺上一层玻璃纸，驱除气泡，压上一层玻璃板，并在其上稍加重物，再于100－105℃烘2 h，可得一块坚韧的玻璃纤维增强塑料，其产品俗称玻璃钢。
五、注意事项
1．加入阻聚剂后在此温度下要尽快加入苯乙烯，否则将不易混均匀。
2．氧化苯甲酰事先不可与二甲苯胺促进剂混合，否则会爆炸。引发剂不能遇火，树脂不能遇水，因水能阻止树脂固化。
3．玻璃布先用肥皂水煮0.5 h，然后用水冲洗，再用水煮0.5 h，晾干，剪成5×6 cm2，备用。
实验一本体聚合——有机玻璃的制造 1. 实验目的 了解本体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法，并观察整个聚合过程中体系粘度的变化过程。 2. 实验原理 本体聚合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合，又称块状聚合。本体聚合的产物纯度高、工序及后处理简单，但随着聚合的进行，转化率提高，体系粘度增加，聚合热难以散发，系统的散热是关键。同时由于粘度增加，长链游离基末端被包埋，扩散困难使游离基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增加而出现所谓自动加速现象或凝胶效应，这些轻则造成体系局部过热，使聚合物分子量分布变宽，从而影响产品的机械强度；重则体系温度失控，引起爆聚。为克服这一缺点，现一般采用两段聚合：第一阶段保持较低转化率，这一阶段体系粘度较低，散热尚无困难，可在较大的反应器中进行；第二阶段转化率和粘度较大，可进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。 本实验是以甲基丙烯酯甲酯（MMA）进行本体聚合，生产有机玻璃平板。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，具有高度透明性，比重小，有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。以 MMA 进行本体聚合时为了解决散热，避免自动加速作用而引起的爆聚现象，以及单体转化为聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩问题，工业上采用高温预聚合，预聚至约 10% 转化率的粘稠浆液，然后浇模，分段升温聚合，在低温下进一步聚合，安全渡过危险期，最后脱模制得有机玻璃平板。 3. 实验仪器及药品
三角瓶50ml 1 只 烧杯1000ml 1 只 电炉1KW 1 只 变压器1KV 1 只 温度计100 ℃ 1 支 量筒50、100ml 各1 只 试管10mm×70mm 1 支 烧杯400 ml 1 只 制模玻璃100mm×100mm 2 块 橡皮条3mm×15mm×80mm 3 根 另备玻璃纸、描图纸、胶水、试管夹、玻璃棒若干 2) 药品： 甲基丙烯酸甲酯（MMA）新鲜蒸馏30ml，BP=100.5℃ 过氧化二苯甲酰（BPO）重结晶0.05g 邻苯二甲酸二丁酯（DBP）分析纯（CP）2ml 4. 实验步骤 1) 制模 将一定规格的两块普通玻璃板洗净烘干。用透明玻璃纸将橡皮条包好，使之不外露。将包好的橡皮条放在两块玻璃板之间的三边，用沾有胶水的描图纸把玻璃板三边封严，留出一边作灌浆用。制好的模放入烘箱内，于50℃烘干。
高分子材料工程专业认证实验室建设项目（包组二：设备拆装及搬运服务） 【采购编号：MMC2018C048T】 竞 争 性 谈 判 文 件 广东石油化工学院招投标工作办公室 2018年7月
广东石油化工学院招投标工作办公室受广东石油化工学院实验室与设备管理处的委托，就高分子材料工程专业认证实验室建设项目（包组二：设备拆装及搬运服务）按竞争性谈判方式进行采购，接受合格的国内投标人提交密封投标文件参加投标。有关事项如下： 一、采购项目的名称、编号及货物需求 1、项目名称：高分子材料工程专业认证实验室建设（包组二：设备拆装及搬运服务） 2、项目编号：MMC2018C048T 3、服务需求：具体详见招标文件《第三部分服务要求》 4、项目预算： 13.58万元 二、合格投标人： 1、投标人符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2、投标人必须是具有独立承担民事责任能力的在中华人民共和国境内注册的法人或其他组织机构； 3、投标人在参加政府采购活动前三年中没有违法记录，并遵守政府采购法律、法规； 4、本项目不接受联合体投标。 三、报名时间、地点及联系方式 1、报名时间：2018年8月4日至2018年8月14日（上班时间） 2、报名地点：广东石油化工学院招投标工作办公室（综合办公楼707室） 3、报名资料：投标人必须提供有效法人授权委托书原件、工商营业执照（三证合一）复印件，并加盖单位公章。 4、报名联系人：陈老师、罗老师 5、联系电话： 四、递交报价文件地点：广东石油化工学院综合办公楼704室 五、递交投标文件时间、投标截止及项目评审时间： 1、递交投标文件时间：2018年8月15日上午9：00－9：30 2、投标截止及项目评审时间：2018年8月15日上午9：30 广东石油化工学院招投标工作办公室 2018年8月4日
复习提纲： 1、市售的单体一般需要蒸馏精制后才能参与聚合反应，为什么？ 答：对于一个化学反应必须接触才能进行反应，而市售试剂单体为了防止其聚合变质，必须降低其浓度来阻止反应，所以要加入稀释剂使其不能接触。从而使该单体长时间保存，当然用的时候要把稀释剂除去（一般采用蒸馏法）后才能发生反应。 2、在悬浮聚合中如何控制悬浮聚合产物颗粒的大小。 答：悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水比（单体与水的体积比）成反比，主要通过控制反应温度，搅拌速度，以及调节分散剂用量来加以控制悬浮聚合粒径。 3、聚合物的分子量与其熔体流动速率有什么关系？为什么熔体流动速率不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：熔体流动速率(MFR)是指在一定的温度和压力下，聚合物在单位时间内通过规定孔径的量，用g/min来表示熔体流动速率。一般来说，同一类的聚合物如聚乙烯，聚合度越大即分子量越大，分子链之间作用力越大，链缠结越严重，导致聚合物熔体流动阻力增大，它的熔体流动速率越小；同样分子量的聚合物，由于它们的化学结构不同，它的熔体流动速率也不一样，这主要跟它们分子间的滑动系数有关。 由于不同聚合物测定时的标准条件不同，因此不具有可比性。 4、本体聚合的工业生产分两个阶段，先与预聚合到一定转化率，再进入第二阶段聚合。试解释采取上述步骤的原因。 答：如何排散聚合热，维持聚合温度恒定是实施本体聚合时必须考虑和解决的主要问题。本体聚合的生产分段进行，是为了先在较低温度下使单体以较低聚合速率转化，有利于聚合热的排散；同时由于转化率不高，聚合体系的粘度低，也有利于排散自动加速效应带来的集中放热，以避免由局部过热导致产物分子量分布较宽以及由温度失控而引起爆聚。在聚合塔中逐渐升温聚合是为了逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体。 5、与其他聚合方法相比较，乳液聚合的特点是什么？有何缺点？在乳液聚合中如何控制乳胶颗粒的大小和数目？ 答：优点：(1)易散热。与本体聚合不同;乳液聚合体系的连续相是水，聚合反应发生在分散于水相中的乳胶粒内荨，尽管乳胶粒内黏度很高，但整个反应体系的黏度并不高，基本上接近于连续相水的黏度，并且在聚合过程中体系黏度也不会发生大幅度的变化，因为同本体聚合相比，乳液聚合体系易散姜，不会出现局部过热，更不易发生爆聚。 同乳液聚合体系中的介质水类似，在溶液聚合中要加入溶剂，介质和溶剂的稀释作用均可降妓热强度[kJ/(min·m3)]。但是乳液聚合体系的散热要比溶液聚合容易得多。这一方面是由于乳液聚合体系要比溶液聚合体系黏度低，前者黏度一般小于100mPa·s，而后者可达几万毫啦·秒;另一方面是由于水的比热容要比溶剂大，水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)，而有机溶蔫的比热容一般在1.05～2.51kJ/(kg·℃)范围内，故放热量相同时，乳液聚合体系要比溶液爱合体系温升幅度小。 尽管悬浮聚合和乳液聚合有相似之处，即它们的反应中心都是分散在介质水中的粒子中，但是芤液聚合要比悬浮聚合更易散热。对悬浮聚合来说，聚合反应发生在分散于水中的单体珠滴中，单体珠滴的直径一般在100～1000gm范围之内。而在乳液聚合体系中，反应中心乳胶粒直弪一般在O.05～O.1ktm之间。若把悬浮聚合体系中的珠滴比作一个10m直径的大球，那么，乳爱粒则仅相当于一颗绿豆粒。所以从乳胶粒内部向水相传热要比从悬浮聚合的珠滴内部向水相传姜容易得多。故乳胶粒中的温度分布要比悬浮聚合的珠滴中均匀得多。如果说在悬浮聚合中常常因为珠滴向外传热不良而导致“鱼眼”、黑点、红点及烧芯现象出现的话，那么可以认为在乳液藿合体系的乳胶粒中不存在因温度不均而导致的产品质量问题。 综上所述，乳液聚合不仅比本体聚合容易散热，而且也比溶液聚合和悬浮聚合更容易散热。
一、热塑性高聚物熔融指数的测定 熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下，10min 高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值，其单位为g 。 min)10/(600 g t W MI ?= 影响高聚物熔体流动性的因素有因和外因两个方面。因主要指分子链的结构、分子量及其分布等；外因则主要指温度、压力、毛细管的径与长度等因素。 为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质，必须将外界条件相对固定。在本实验中，按照标准试验条件，对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同，MI 值只能在同种高聚物间相对比较。一般说来，熔融指数小，即在10min 从毛细管中压出的熔体克数少，样品的分子量大，如果平均分子量相同，粘度小，则表示物料流动性好，分子量分布较宽。 1、 测烯烃类。 2、聚酯（比如涤纶）不能测。 3、只能区别同种物质。 聚丙烯的熔点为165℃，聚酯的熔点为265℃。熔融加工温度在熔点上30~50 考：简述实验步骤： ① 选择适当的温度、压强和合适的毛细管。（聚丙烯230℃） ② 装上毛细管，预热2~3min 。 ③ 加原料，“少加压实”。平衡5min ，使其充分熔融。 ④ 加砝码，剪掉一段料头。1min 后，剪下一段。 ⑤ 称量 ⑥ 重复10次，取平均值。 ⑦ 关闭，清洁仪器。 思考题： 1、影响熔融指数的外部因素是什么？（4个） 2、 熔融指数单位：g/10min 3、测定热塑性高聚物熔融指数有何意义？ 参考答案：热塑性高聚物制品大多在熔融状态加工成形，其熔体流动性对加工过程及成品性能有较大影响，为此必须了解热塑性高聚物熔体的流变性能，以确定最佳工艺条件。熔融指数是用来表征熔体在低剪切速率下流变性能的一种相对指标。 4、聚合物的熔融指数与其分子量有什么关系？为什么熔融指数值不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：见前文。 二、声速法测定纤维的取向度和模量 测定取向度的方法有X 射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。其中，声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定，来计算纤维的取向度。其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。 几个重要公式： ①传播速度C=)/(10 )(106 3 s km t T L L ??-?- 单位：C-km/s ；L-m ；T L -μs ；△t-μs ②模量关系式 2 C E ρ= ③声速取向因子 22 1C C f u a -= ④?t(ms)=2t 20－t 40（解释原因） Cu 值（km/s ）：PET= 1.35，PP=1.45，PAN=2.1，CEL=2.0 （可能出选择题） 测定纤维的C u 值一般有两种方法：一种是将聚合物制成基本无取向的薄膜，然后测定其声速值；另一种是反推法，即先通过拉伸试验，绘出某种纤维在不同拉伸倍率下的声速曲线，然后将曲线反推到拉伸倍率为
实验二 丙烯酰胺溶液聚合 一、目的要求 1.认识并了解溶液聚合及其反应原理； 2.掌握丙烯酰胺溶液聚合的方法。 二、基本原理 溶液聚合是将单体，引发剂溶于溶剂，然后进行聚合的方法。根据所生成的高分子物质溶解情况，可以分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合（也叫沉淀聚合）。自由基聚合、离子型聚合和缩聚反应聚合采用溶液聚合的方法。 溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。但是由于溶剂的引入，大分子自由基易向溶剂发生链转移反应，造成转化率降低，聚合度不高，使产物分子量降低，这是溶液聚合的主要缺点。因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。一般根据聚合物分子量的要求选择合适的溶剂。另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律。选用沉淀剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。 本实验以丙烯酰胺为单体，水为溶剂，（NH 4）2S 2O 8为引发剂，水为溶剂有许多优点：（1）价廉，（2）无毒，（3）链转移常数小，（4）对单体及聚合物溶解性能好，为一均相反应。 反应式： 链引发： ()4 4284222NH S O NH SO +?? → + O C H 2CH C NH 2 SO 4 _.+ O 3SO CH 2 C H C O NH 2. 链增长：
O C H 2CH C NH 2 O 3SO CH 2 C H C O NH 2 . n . +O 3SO CH 2 CH C O NH 2 CH 2 C H C O NH 2 n 链终止： 2O 3 SO CH 2 CH C O NH 2CH 2C C O NH 2 . n n n O 3SO CH 2 CH C O NH 2 CH 2 CH C O NH 2 CH C O NH 2 CH 2CH C O NH 2 CH 2OSO 3 在均相反应结束后，可通过加入适当的沉淀剂使聚合物与溶剂分离，再用过滤等方法，得到固体聚合物。 聚丙烯酰胺是一种优良的絮凝剂，水溶性好，广泛应用于石油开采，选矿、化学工业及污水处理等方面。 三、仪器与药品 仪器：三口瓶250ml 、球形冷凝管、温度计100℃、烧杯100ml 、量筒100ml 、搅拌装置、控温装置。 药品：丙稀酰胺（分析纯）10g 、蒸馏水100ml 、（NH 4）2S 2O 8 （分析纯）0.06g 。 四、实验步骤 1．如图组装好各种实验仪器。 2．用天平称取丙烯酰胺10g ，量筒量取蒸馏水80ml ，并将称量好的丙烯酰胺和蒸馏水依次加入到三口瓶中。 3．将水浴温度设定至30℃，并开始搅拌。 4．用天平称取（NH 4）2S 2O 8 0.06g ，量筒量取蒸馏水20ml ，并将称量好的（NH 4）2S 2O 8溶解
中国科学院化学研究所高技术材料实验室项目聘用人员招聘启事 2018-01-13 【单位介绍】 中国科学院化学研究所成立于1956年，是以基础研究为主，有重点地开展国家急需的、有重大战略目标的高新技术创新研究，并与高新技术应用和转化工作相协调发展的多学科、综合性研究所，是具有重要国际影响、高水平的化学研究机构。化学所下属高技术材料实验室重点开展先进高技术材料的基础创新及应用基础研究，并将先进高技术材料的应用和转化工作相协调发展，主要研究领域包括芳杂环聚合物材料、含硅聚合物材料、热固性聚合物材料、元素有机聚合物材料、界面与粘接功能材料。承担着国家973计划、国家863计划、国家自然科学基金、国家重要材料研制任务等近80项。 【招聘岗位与要求】 AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
1.高分子材料研发助理工程师2-3名，从事聚酰亚胺树脂及复合材料制备与性能评价等相关研发工作； 2.本科学历，具有高分子化学、有机化学、复合材料等相关化学化工类专业背景； 3.具有较强的学习能力和动手能力，工作积极主动，有较强的责任心。 【聘用待遇】 1.实行项目聘用制（派遣型），按照化学所规定的工资待遇标准执行； 2.按照北京市社会保险的政策规定办理社会保险和住房公积金。 【招聘程序】 1.应聘者须提供以下材料：个人简历；身份证、学历和学位证书复印件；其他能够证明能力的相关证明材料； 2.请将应聘材料通过电子邮件的方式发送至fanlin@，邮件主题请注明“应聘+姓名”； 3.通过资格初审的应聘者集中组织面试，面试时间和地点另行通知，未通过资格初审者不另行通知。 4.招聘自本通知发布日起，至招满为止。 AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
实验1 平衡溶胀法测定交联聚合物的溶度参数与交联度 溶度参数是与物质的内聚能密度有关的热力学参数，实际上也是表征分子间作用力的物理量。在高分子溶液性质的研究中以及生产实际中，常常凭借溶度参数来判断非极性体系的互溶性。例如，溶度参数对聚合物的溶解、油漆和涂料的稀释、胶黏剂的配制、塑料的增塑、聚合物的相容性、纤维的溶液纺丝等等，都有一定的参考价值。 对于交联聚合物，与交联度直接相关的有效链平均分子量 C M 是一个重要的结构参数，C M 的大小对交联聚合物的物理机械性能具有很大的影响。 因此，测定和研究聚合物的溶度参数与交联度十分重要，平衡溶胀法是间接测定交联聚合物的溶度参数与有效链平均分子量 C M 的一种简单易行的方法。另外还可间接测得高分子-溶剂的相互作用参数1x 。 一、实验目的： （1）了解溶胀法测聚合物溶度参数及 C M 的基本原理。 （2）掌握重量法测交联聚合物溶胀度的实验技术。 （3）粗略地测出交联聚合物的溶度参数、C M 及1x 。 二、实验原理： 聚合物的溶度参数不像低分子化合物可直接从汽化热测出，因为聚合物分子间的相互作用能很大，欲使其汽化，势必裂解为小分子，所以只能用间接的方法测定，平衡溶胀法是其中的一种方法。交联结构的聚合物不能为溶剂所溶解，但能吸收大量的溶剂而溶胀。溶胀过程中，溶剂分子渗入聚合物内使体积膨胀，以致引起三维分子网的伸展，而分子网受到应力产生了弹性收缩力，阻止溶剂进入网状链。当这两种相反的倾向相互抵消时，即溶剂分子进入交联网的速度与被排出的速度相等，就达到了溶胀平衡态。 溶胀的凝胶实际上是聚合物的溶解液，能溶胀的条件与线性聚合物形成溶液相同。根据热力学原理，聚合物能够在液体中溶胀的必要调节是混合自由能 m F <0 ，而
福建医科大学口腔医学院 课程实验报告 实验课程：口腔材料学 实验名称：口腔高分子材料和石膏模型材料的固化实验实验地点：口腔医学院技工室 学生姓名：林彦君 学号： 指导教师：郭永锦 实验时间：2015年 5 月26日
【目的和要求】 1．熟悉自凝基托树脂、和石膏模型材料在固化过程中所产生的一些物理化学变化，如固化放热、固化时间和固化形态等。 2．掌握上述变化对材料性能的影响以及与临床操作方法的关系，为正确使用这些材料打下基础。【实验内容】 1．自凝基托树脂的固化实验。 2．石膏模型材料的凝固实验。 【实验用品】 1．实验器械调拌刀、一次性纸杯、小架盘药物天平、温度计2个、铝箔纸、塑糊胶片、有孔大塑料圈（内径40mm.h l5mm，侧面中部开一个可插入温度计的小孔）、无孔大塑料圈（内径40mm.h l5mm）、玻璃板、塑料勺、量筒(l0ml)、玻璃吸管、木垫块(f 40mm.b 20mm.h 8nun)、石膏调拌刀、橡皮碗、量筒(25ml)、不锈钢盘。 2．实验材料自凝牙托粉、自凝牙托水、熟石膏、超硬石膏、自来水、凡士林。 【实验原理】 1．自凝牙托粉与自凝牙托水按比例调和后，牙托粉即在牙托水中溶胀和溶解，同时牙托粉中的BPO（引发剂）与牙托水中的DMT(促进剂)在室温下反应，生成自由基，引发MMA进行聚合反应（参见第二章），故可达到在室温下快速固化制备义齿基托的目的。 聚合反应是放热反应，产生的热量加速了尚未固化的MMA的挥发，加之搅拌带人的空气，故容易产生一些微小气泡。在溶胀、溶解和聚合反应的不同时期，材料呈现出不同的形态，最后完全固化。材料从开始调和的湿砂状变成坚硬固体的时间即为固化时间。 2．石膏粉和水按比例调和后，发生凝固放热反应，所以石膏凝固时温度明显升高。材料从开始调和起，15分钟左右达到初凝，l小时左右基本凝固，由糊状变成硬质固体，24小时完全凝固，强度很高。 【方法和步骤】 1．自凝慕托树脂的固化实验将自凝基托材料的粉剂和液剂按2：1准确取量（每个试样取量189粉剂和9ml液剂）后，先把牙托水放入调拌瓷杯中，再加入牙托粉，用调拌刀沿杯壁快速混合均匀，用塑料胶片加盖静置，以进行(1)(2)项实验。 (1)固化放热的测定：将有孔大塑料圈的下端磨平，并放在覆有一层塑料胶片的玻璃板上，把包上一层铝箔纸的温度计经侧面的小孔插至塑料圈中央，温度计头部应在塑料圈中心部位，温度计的另一端用木垫块垫成水平状。然后迅速把调和均匀的已呈糊状后期的自凝基托材料充满塑料圈，同时把玻璃板稍加振动，以尽量除去气泡，表面用调拌刀压平，再覆盖一层塑料胶片。从材料刚调和开始，每1-3分钟记录一次温度，当温度明显上升时应每30秒内记录一次温度，以测定各期温度和最高放热温度以及它们的出现时间，直至温度显示明显下降趋势为止。注意保护温度计，避免它与材料粘断。 (2)固化形态的观察和固化时间的测定：在(l)项实验的两个固化放热的测定试样上（从材料开始调和就同步进行本项实验），一边观察温度，一边用调拌刀试探试样表层材料（不能搅动中、下层材料，以避免散热的影响），仔细观察聚合过程中各期的外观现象及其出现时间，认真分析最佳临床操作期和最高放热温度时的现象，写出自己的结论。在观察固化形态的过程中，注意观察材料的固化时间，从调和开始到调拌刀用4N力压下时不出现压痕的时间即为固化时间（固化前期每隔3分钟，固化后期每隔30秒压一次）。 2．石膏模型材料的凝固实验 (1)凝固形态观察和凝同时间及凝固放热的测定：熟石膏按混水率(W/P)0.5，即按粉水的质量体积比2：1取量（每个试样取30g粉和15ml水），把水和熟石膏粉顺序放人橡皮碗中．用石膏调拌刀
三、聚合物结构与性能测定方法概述 （1）链结构：广角X-衍射（WAXD ）、电子衍射（ED ）、 中心散射法、裂解色谱——质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、核磁共振法、顺磁共振法、荧光光谱、偶极距法、旋光分光法、电子能谱等。 （2）凝聚态结构：小角X-散射（SAXS ）、电子衍射法 （ED ）、电子显微镜（SEM 、TEM ）、光学显微镜 （POM ）、原子力显微镜（AFM ）、固体小角激光光散射（SSALS ）1、聚合物结构的测定方法 ??结晶度 ：X 射线衍射法（WAXD ）、电子衍射法（ED ）、核磁共振吸收（NMR ）、红外吸收光谱 （IR ）、密度法、热分解法?聚合物取向度：双折射法（double refraction ）、X 射 线衍射、圆二向色性法、红外二向色性法(infrared dichroism)?聚合物分子链整体的结构形态： ?分子量：溶液光散射、凝胶渗透色谱、沸点升高、黏度 法、扩散法、超速离心法、溶液激光小角光散射、渗透压法、气相渗透压法、端基滴定法 ?支化度：化学反应法、红外光谱法、凝胶渗透色谱法、 粘度法?交联度：溶胀法、力学测量法 ?分子量分布：凝胶渗透色谱、熔体流变行为、分级沉淀 法、超速离心法●体积的变化：膨胀计法、折射系数测定法 ●热力学性质的变化：差热分析法（DTA ）、 差示扫描量热法（DSC ） ●力学性质的变化：热机械法、应力松弛 法，动态测量法如动态模量和内耗等 ●电磁效应：介电松弛、核磁共振（NMR) ?3、聚合物性能的测定（略）2、聚合物分子运动（转变与松弛）的测定
其它常用的高分子测试仪器 ?XPS ( X-射线光电子能谱） ?Ellipsometry( 椭圆偏振仪） ?X-薄膜衍射仪 1．质谱的概巵：有机列合物的分子在高真空中受到电子流轰击或强电场作用（分子会丢??个外层电子，生成带正电荷的倆子离子ｌ同时化学键乛会发生某丛规律性的断裂，生成各种特征质量的碎片离子。这些碻孀在电场和磁场的作甪下，按照质荷比(m／z)大小的顺序分离开来，收集和记录这些离子就得到质谱图。 2. 紫外-可见吸收光谱是利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析表征的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机化合物的结构表征和定量分析。 3. 紫外光谱是带状光谱的原因：在电子能级跃迁的同时，总是伴随着多个振动和转动能级跃迁。 4. 吸收带的划分
期末复习作业 一、 名词解释 1. 透湿量 透湿量即指水蒸气透过量。 薄膜两侧的水蒸气压差和薄膜厚度一 定， 温度一定的条件下1山2聚合物材料在24小时内所透过的蒸 汽量（用 v 表示） 2. 吸水性 吸水性是指材料吸收水分的能力。 通常以试样原质量与试样失水 后的 质量之差和原质量之比的百分比表示； 也可以用单位面积的 试样吸收 水分的量表示；还可以用吸收的水分量来表示。 3. 表观密度 对于粉状、 片状颗粒状、 纤维状等模塑料的表观密度是指单位体 对于泡沫塑料的表观密度是指单位体积的泡沫塑料在规定温度 4、拉伸强度 在拉伸试验中， 保持这种受力状态至最终， 就是测量拉伸力直至 应 力，用 t 表示） 5、弯曲强度 试样在弯曲过程中在达到规定挠度值时或之前承受的最大弯曲 应力 （用 f 表示） 积中的质量（用 a 表示） 和相对湿度时的重量，故又称体积密度或视密度（用 a 表示） 材料断裂为止， 所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度 极限拉伸
6、压缩强度 指在压缩试验中试样所承受的最大压缩应力。 它可能是也可能不 7、屈服点 应力—应变曲线上应力不随应变增加的初始点。 8、细长比 14、压缩应变 是试样破裂的瞬间所承受的压缩应力（用 e 表示） 指试样的高度与试样横截面积的最小回转半径之比（用 表示） 9、断裂伸长率 断裂时伸长的长度与原始长度之比的百分数（用 t 表示） 10、弯曲弹性模量 比例极限内应力与应变比值（用 E f 表示） 11、压缩模量 指在应力—应变曲线的线性范围内压缩应力与压缩应变的比值。 由于直线与横坐标的交点一般不通过原点， 因此可用直线上两点 的应力差与对应的应变差之比表示（用 E e 表示） 12、弹性模量 在负荷—伸长曲线的初始直线部分， 材料所承受的应力与产生相 应的应变之比（用 E 表示） 13、压缩变形 指试样在压缩负荷左右下高度的改变量（用 h 表示） 指试样的压缩变形除以试样的原始高度（用 表示）
高分子材料与工程专业实验教学大纲 Experiments of Po1ymer Science & Engineering 课程编号：10080011 课程性质：专业核心课 适用专业：高分子材料与工程专业 先修课：高分子化学、高分子物理、高聚物成型加工原理 后续课：毕业论文 总学分：2.5学分 教学目的和基本要求：本课程是高分子材料专业和复合材料专业的专业实验课程，通过对一些典型的高分子的合成及材料性能的测试的训练，掌握本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合的基本原理和特点，掌握高分子材料热、力学基本性能的测试方法和原理，以及测试设备的基本结构和使用步骤。熟悉通用高分子的基本性能，并能够在此基础上进一步设计对不同高分子材料基本性能的方法。 实验名称与学时安排 实验一、甲基丙烯酸甲酯的本体浇注聚合 实验性质：综合性实验 实验内容：通过本体聚合的方法制得聚甲基丙烯酸甲酯。 实验目的与要求： 1．过本实验了解本体聚合的基本原理和特点，并着重了解聚合温度对产品质量的影响。 2．掌握有机玻璃制造的技术。要求所制得的产品透明、无气泡、平整。 实验二、丙烯酰胺的溶液聚合及其水处理实验 实验性质：综合性实验 实验内容：用溶液聚合的方法制得聚丙烯酰胺，并进行水处理实验。 实验目的与要求： 1．通过本实验了解溶液聚合的原理及优缺点。 2．了解产物的分子量与引发剂用量、分子量调节剂及温度的关系。 3．了解用高分子絮凝剂进行水处理的基本原理和方法。
实验三、苯乙烯悬浮聚合 实验性质：综合性实验 实验内容：用悬浮聚合的方法制得珠状聚苯乙烯。 实验目的与要求： 通过本实验了解和掌握有关悬浮聚合的特点及操作方法。要求制得颗粒大小较均匀的无色透明珠状聚合物。 实验四、醋酸乙烯乳液聚合 实验性质：综合性实验 实验内容：制备聚醋酸乙烯乳液。 实验目的与要求： 1．掌握聚醋酸乙烯乳液的制备方法及反应原理。 2．了解聚醋酸乙烯乳液聚合“实际体系”与典型的乳液聚合体系的差别。 实验五、环氧树酯的合成和应用 实验性质：综合性实验 实验内容：通过环氧氯丙烷与双酚A缩聚制取环氧树酯，了解环氧树脂的使用方法和性能。 实验目的与要求： 1．制备低分子量的环氧树脂。 2．环氧树脂的浇铸实验。 3．环氧树脂的粘接实验。 实验六、酚醛树脂的制备 实验性质：综合性实验 实验内容：制备热固性酚醛树脂。 实验目的与要求： 熟悉和掌握热固性酚醛树脂的合成方法和固化过程。 实验七、聚合物的差热分析 实验性质：设计性实验 实验内容：用DTA、DSC测定聚合物的T g，T c，T m，X0。 实验目的与要求： 1．掌握DTA、DSC的基本原理。 2．学会用DTA、DSC测定聚合物的T g，T c，T m，X0。 实验八、聚合物的热重分析 实验性质：设计性实验 实验内容：用TGA测定聚合物的T d。 实验目的与要求： 1．掌握热重分析的实验技术。 2．从热谱图求出聚合物的热分解温度T d。 实验九、塑料耐热性实验 实验性质：设计性实验 实验内容：用维卡软化点测定仪测定高聚物热变形温度及软化点。 实验目的与要求： 1．掌握高聚物热变形温度及软化点测定方法。 2．了解热变形试验机的使用方法。 实验十、粘度法测定聚合物的分子量
第二章高分子合成实验 (2) 实验一聚乙烯醇缩甲醛的制备 (2) 实验二苯乙烯的聚合方法综合实验 (4) 实验三甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (9) 实验四水溶性酚醛树脂制备及性能测定 (10) 实验五酚醛树脂的合成 (15) 实验六水性丙烯酸树脂的合成 (17) 实验七醋酸乙烯酯的乳液聚合 (18) 实验八膨胀计法测定苯乙烯聚合反应速率 (21) 实验九甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯悬浮共聚合 (26) 实验十乙酸乙烯酯的溶液聚合 (28) 实验十一丙烯酰胺水溶液聚合 (30) 实验十二低分子量聚丙烯酸（钠盐）的合成和分析 (32) 实验十三熔融缩聚反应制备尼龙-66 (34) 实验十四ε－己内酰胺缩聚制备尼龙6 (37) 实验十五强酸型阳离子交换树脂的制备及其交换量的测定 (39) 实验十六苯丙乳液的制备 (43)
第二章高分子合成实验 实验一聚乙烯醇缩甲醛的制备 一、实验目的 1、加深对高分子化学反应基本原理的理解。 2、了解缩醛化反应的主要影响因素。 3、掌握聚乙烯醇缩甲醛的制备方法. 二、实验原理 早在1931年，人们已经研制出聚乙烯醇的纤维，但由于PVA的水溶性而无法实际应用。利用“缩醛化”减少水溶性，使PVA 有了较大的实际应用价值。目前，聚乙烯醇缩醛树脂在工业上被广泛用于生产黏合剂、涂料、化学纤维。品种主要有聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等。其中以聚乙烯醇缩甲醛和聚乙烯醇缩丁醛最为重要。前者是化学纤维“维尼纶”和“107”建筑胶水的主要原料，后者可用于制造“安全玻璃”。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛度的不同，性质和用途有所不同，缩醛度在35%左右，就得到人们所称为“维尼纶”的纤维，纤维的强度是棉花的1.5∽2.0倍，吸湿性5%，接近天然纤维，故又称为“合成棉花”，如果控制强度在较低水平，由于聚乙烯醇缩甲醛分子中含有羟基、乙酰和醛基，因此有较强的黏结性能，可用作胶水，用来黏结金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶等。 聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇在酸性条件下与甲醛缩合而成的。其反应方程式如下：
一. 傅里叶红外光谱仪 1. 什么是红外光谱图 当一束连续变化的各种波长的红外光照射样品时，其中一部分被吸收，吸收的这部分光能就转变为分子的振动能量和转动能量；另一部分光透过，若将其透过的光用单色器进行色散，就可以得到一谱带。若以波长或波数为横坐标，以百分吸收率或透光度为纵坐标，把这谱带记录下来，就得到了该样品的红外吸收光谱图，也有称红外振-转光谱图 2. 红外光谱仪基本工作原理 用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸收一定频率的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推测化合物的类型和结构。 3. 红外光谱产生的条件 (1) 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； (2) 辐射与物质间有相互偶合作用。 4. 红外光谱图的三要素 峰位、峰强和峰形 5. 红外光谱样品的制备方法 1) 固体样品的制备 a. 压片法 b. 糊状法: c. 溶液法 2) 液体样品的制备 a. 液膜法 b. 液体吸收池法 3) 气态样品的制备: 气态样品一般都灌注于气体池内进行测试 4) 特殊样品的制备—薄膜法 a. 熔融法 b. 热压成膜法
c. 溶液制膜法 6. 红外对供试样品的要求 ①试样纯度应大于98％，或者符合商业规格，这样才便于与纯化合物的标准光谱或商业光谱进行对照，多组份试样应预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进行分离提纯，否则各组份光谱互相重叠，难予解析。 ②试样不应含水（结晶水或游离水） 水有红外吸收，与羟基峰干扰，而且会侵蚀吸收池的盐窗。所用试样应当经过干燥处理。 ③试样浓度和厚度要适当 使最强吸收透光度在5～20%之间 7. 红外光谱特点 1）红外吸收只有振-转跃迁，能量低； 2）应用范围广：除单原子分子及单核分子外，几乎所有有机物均有红外吸收；3）分子结构更为精细的表征：通过红外光谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构； 4）分析速度快； 5）固、液、气态样均可用，且用量少、不破坏样品； 6）与色谱等联用（GC-FTIR）具有强大的定性功能； 7）可以进行定量分析； 二. 紫外光谱 1. 什么是紫外-可见分光光度法？产生的原因及其特点？ 紫外-可见分光光度法也称为紫外-可见吸收光谱法，属于分子吸收光谱，是利用某些物质对200-800 nm光谱区辐射的吸收进行分析测定的一种方法。紫外-可见吸收光谱主要产生于分子价电子（最外层电子）在电子能级间的跃迁。该方法具有灵敏度高，准确度好，使用的仪器设备简便，价格廉价，且易于操作等优点，故广泛应用于无机和有机物质的定性和定量测定。 2. 什么是吸收曲线？及其吸收曲线的特点？ 测量某种物质对不同波长单色光的吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，可得到一条曲线，称为吸收光谱曲线或光吸收曲线，它反映了物质
高分子成型加工实验讲义 材料科学与工程学院 2010年3月
实验一塑料板材挤出实验 一、实验目的 1．了解塑料板材挤出成型工艺过程； 2．认识狭缝挤出机头的结构和工作原理； 3．理解并掌握板材挤出及压光工艺控制方法； 4．掌握塑料板材的性能测试方法。 二、实验原理 挤出压延成型是生产塑料板材的主要方法之一。塑料板材的成型是用狭缝机头直接挤出板坯后，即经过三辊压光机压光，经冷却、牵引装置而得到塑料板材。 图1-1为聚乙烯（PE）板材挤出工艺流程图。本实验是挤出2.0mm的LDPE板材。 图1-1 PE 板材挤出生产工艺流程图 1-电动机2-料斗3-螺杆4-挤出机料筒5-机头6-三辊压光机7-橡胶牵引辊8-剪切1．PE 原料 PE板材具有无毒、表面光滑平整、耐腐蚀、电绝缘性能优异、低温性能好的优点，广泛应用在包装、化工、电子等领域。PE 挤出板材一般选用适当牌号的树脂直接生产，如果生产特殊用途的片材需添加相关必要的助剂。挤出生产LDPE 板材应选用熔体流动速率（MFR）为0.3～1.0（g/10min）的挤出级PE 树脂。 2．机头 板材挤出的狭缝机头的出料口既宽又簿，塑料熔体由料筒挤入机头，流道由圆形变成狭缝形，这种机头（包括支管型、衣架型、鱼尾型）在料流挤出过程中存在中间流程短、阻力小、流速快，两边流程长、阻力大、流速慢的现象，必须采取措施使熔体沿口模宽度方向有均匀的速度分布，即要使熔体在口模宽度方向上以相同的流速挤出，保证挤出的板材厚度均匀和表面平整。本实验采用支管型机头，可以贮存一定量的物料，起分配物料稳定作用，使料流稳定。 3．三辊压光机 作用是将挤出的板材压光和降温，并准确地调整板材的厚度，故它与压延机的构造原理有点相同，对辊筒的尺寸精度和光洁度要求较高，并能在一定范围内可调速，能与板材挤出相适应。辊筒间距可以调整，以适应挤出板材厚度的控制，压光机与机头的距离应尽量靠近，否则板坯易下垂发皱，光洁度不好，同时在进入压光机前容易散热降温，对制品光洁度不利。 4．温度 挤出机各段温度的设定因原料品种而异，对LDPE，从挤出机加料段至均化段各区（一般为四个区）的温度分别为：150℃～160℃，160℃～170℃，170℃～180℃，180℃～190℃。机头温度原则上高于挤出机均化段5℃～10℃，机头温度过低，板材表面无光泽，甚至导致板材开裂，机头温度过高，物料易分解。机头温度通常采用两边高中间低的温度控制方法，以便和机头阻力调节棒相配合，保证当熔体通过机头的时候，沿板材宽度方向上流动速率与温度相平衡，板材的挤出均匀、稳定。对LDPE，从机头左至右温度分别为：190℃～200℃，180℃～190℃，170℃～180℃，180℃～190℃，190℃～200℃。从机头出来的板坯温度较高，为防止板材产生内应力而翘曲，应使板材缓慢冷却，要求压光机的辊筒有一定的温度。三辊压光机的温度为：上辊85℃～95℃，中辊75℃～85℃，下辊65℃～75℃。经压光机定型为一定厚度的板材温度仍较高，故用冷却导辊输送板材，让其进一步冷却，最后成为接近室温的板材。
高分子科学实验 材料科学与工程学院 高分子教研室 2015-01-01
(一)高分子化学实验目录实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 实验二界面聚合 实验三乙酸乙烯酯的乳液聚合 实验四乙酸乙烯酯的溶液聚合 实验五聚乙酸乙烯酯的碱解 实验六聚乙烯醇的缩甲醛反应 实验七苯乙烯悬浮聚合 实验八强酸离子交换树脂的合成及性能测定实验九 -氰基丙烯酸酯的阴离子聚合 实验十植物废弃物中提取果胶 实验十一丙烯酰胺溶液聚合
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 一、目的要求 1．认识并了解本体聚合及其反应原理 2．了解反应速度与引发剂用量及反应温度的关系 二、基本原理 本体聚合又称为块状聚合，它是在没有任何介质的情况下，单体本身在微量引发剂的引发下聚合，或者直接在热、光、辐射线的照射下引发聚合。本体聚合的优点是: 生产过程比较简单，聚合物不需要后处理，可直接聚合成各种规格的板、棒、管制品，所需的辅助材料少，产品比较纯净。但是，由于聚合反应是一个链锁反应，反应速度较快，在反应某一阶段出现自动加速现象，反应放热比较集中；又因为体系粘度较大，传热效率很低，所以大量热不易排出，因而易造成局部过热，使产品变黄，出现气泡，而影响产品质量和性能，甚至会引起单体沸腾爆聚，使聚合失败。因此，本体聚合中严格控制不同阶段的反应温度，及时排出聚合热，乃是聚合成功的关键问题。 当本体聚合至一定阶段后，体系粘度大大增加，这时大分子活性链移动困难，但单体分子的扩散并不受多大的影响，因此，链引发、链增长仍然照样进行，而链终止反应则因为粘度大而受到很大的抑制。这样，在聚合体系中活性链总浓度就不断增加，结果必然使聚合反应速度加快。又因为链终止速度减慢，活性链寿命延长，所以产物的相对分子质量也随之增加。这种反应速度加快，产物相对分子质量增加的现象称为自动加速现象(或称凝胶效应)。反应后期，单体浓度降低，体系粘度进一步增加，单体和大分子活性链的移动都很困难，因而反应速度减慢，产物的相对分子质量也降低。由于这种原因，聚合产物的相对分子质量不均一性(相对分子质量分布宽)就更为突出，这是本体聚合本身的特点所造成的。 对于不同的单体来讲，由于其聚合热不同、大分子活性链在聚合体系中的状态(伸展或卷曲)的不同；凝胶效应出现的早晚不同、其程度也不同。并不是所有单体都能选用本体聚合的实施方法，对于聚合热值过大的单体，由于热量排出更为困难，就不易采用本体聚合，一般选用聚合热适中的单体，以便于生产操作的控制。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的聚合热分别为56.5 kJ/mol和69.9 kJ/mol，它们的聚合热是比较适中的，工业上已有大规模的生产。大分子活性链在聚合体系中的状态，是影响自动加速现象出现早晚的重要因素，比如，在聚合温度50 ℃时，甲基丙烯酸甲酯聚合出现自动加速现象时的转化率为10%~15%，而苯乙烯在转化率为30%以上时，才出现自动加速现象。这是因为甲基丙烯酸甲酯对它的聚合物或
高分子材料研究方法 三、聚合物结构与性能测定方法概述1、聚合物结构的测定方法 (1)链结构:广角X-衍射(WAXD)、电子衍射(ED)、 中心散射法、裂解色谱——质谱、紫外吸收光谱、红 外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、核磁共振法、 顺磁共振法、荧光光谱、偶极距法、旋光分光法、电 子能谱等。 (2)凝聚态结构:小角X-散射(SAXS)、电子衍射法 (ED)、电子显微镜(SEM、TEM)、光学显微镜 (POM)、原子力显微镜(AFM)、固体小角激光光 散射(SSALS) ? ?结晶度:X射线衍射法(WAXD)、电子衍射法 (ED)、核磁共振吸收(NMR)、红外吸收光谱 (IR)、密度法、热分解法 ?聚合物取向度:双折射法(double refraction)、X射 线衍射、圆二向色性法、红外二向色性法(infrared dichroism) ?聚合物分子链整体的结构形态: ?分子量:溶液光散射、凝胶渗透色谱、沸点升高、黏度 法、扩散法、超速离心法、溶液激光小角光散射、渗透 压法、气相渗透压法、端基滴定法
?支化度:化学反应法、红外光谱法、凝胶渗透色谱法、 粘度法 ?交联度:溶胀法、力学测量法 ?分子量分布:凝胶渗透色谱、熔体流变行为、分级沉淀 法、超速离心法 2、聚合物分子运动(转变与松弛)的测定,体积的变化:膨胀计法、折射系数测定法,热力学性质的变化:差热分析法(DTA)、差示扫描量热法(DSC) ,力学性质的变化:热机械法、应力松弛法，动态测量法如动态模量和内耗等,电磁效应:介电松弛、核磁共振(NMR) ? 3、聚合物性能的测定(略) ,其它常用的高分子测试仪器 ?XPS ( X-射线光电子能谱) ?Ellipsometry( 椭圆偏振仪) ?X-薄膜衍射仪 1(质谱的概巵:有机列合物的分子在高真空中受到电子流轰击或强电场作用(分子会丢??个外层电子，生成带正电荷的倆子离子,同时化学键乛会发生某丛规律性的断裂，生成各种特征质量的碎片离子。这些碻孀在电场和磁场的作甪下，按照质荷比(m,z)大小的顺序分离开来，收集和记录这些离子就得到质谱图。 2. 紫外-可见吸收光谱是利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析表征的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机化合物的结构表征和定量分析。 3. 紫外光谱是带状光谱的原因:在电子能级跃迁的同时，总是伴随着多个振动和转动能级跃迁。 4. 吸收带的划分 跃迁类吸收带特征 , max
实验1 脲醛树脂的制备 一、目的要求 1．了解脲醛树脂的反应原理及PH 值对反应过程的影响 2．掌握脲醛树脂的制备方法 二、原理 脲醛树脂是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性）作用下缩聚而成的初期树脂、以及在固化剂或助剂作用下形成的不溶不熔的末期树脂的总称。 脲醛树脂胶粘剂具有较高的粘合强度，较好的耐热性、腐蚀性和一定的耐水性。树脂呈无色透明粘稠液体或乳白色液体，不污染胶合制品。加之制造简单、使用方便、成本低廉，已成为人造板生产的主要胶种。脲醛胶粘剂的缺点是，胶合制品中常存在游离甲醛，污染空气，胶层易老化，耐水性不如酚醛树脂。 一般认为，脲醛树脂是经过两类化学反应形成的。一类是尿素与甲醛在中性或弱碱性介质中进行加成，生成一羟甲脲或二羟甲脲的反应： C O NH 2NH 2 + HCHO C O NH 2NHCH 2OH C O NHCH 2OH NHCH 2OH + 一羟甲脲 二羟甲脲 另一类反应是在酸性介质中脱水缩聚形成线型结构脲醛树脂的反应，包括羟甲基与胺基之间脱水生成亚甲基的反应，羟甲基与羟甲基之间脱水生成二亚甲基醚键（－CH 2－O －CH 2－）的反应，后者可能进一步脱甲醛仍生成亚甲基，最后生成线型或环化低聚体。 低聚体分子中存在大量的羟甲基，易反应，应在中性条件下保存。在使用时，将介质调至酸性，脲醛树脂的羟甲基在酸性条件下会进一步缩聚，发生三维交联，形成不溶不熔的体型结构。 三、主要试剂和仪器 尿素 甲醛（37%） 氢氧化钠 盐酸 氯化铵 pH 试纸 三颈瓶 搅拌器 回流冷凝管 烧杯 吸管 四、实验步骤 在装有搅拌棒、回流冷凝管和温度计的三颈瓶中，装入130 mL 浓度为37%的甲醛水溶液，用5%的NaOH 溶液调节pH 为7.0－7.5。然后加入50 g 尿素，搅拌溶解。加热升温至90－92℃，并在此温度下反应30 min 。此时，体系的pH 值下降到6.0－6.5。