”测定短油度椰子油醇酸树脂的酸值” 必备手册与教学设计等

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1 必备手册

项目:测定短油度椰子油醇酸树脂的酸值

(2009年5月26日星期二根据胡格先生理念的初步设计)

在这段时间内,您的任务是独立(部分独立或者完全独立)地分析某涂料企业送检的短油度椰子油醇酸树脂的酸值,判定该产品是否符合质量要求,并开具检验报告。

在此期间,您会逐步掌握运用比色滴定和电位滴定分析树脂酸值的所有技能,最后要求能独立完成样品分析工作。为此,您需要不断进行关于比色滴定和电位滴定分析方法等有关的理论与实践的练习。为提高学习效果,您需要掌握必要的背景知识。

为使您的分析结果尽可能的准确,您应该花较多的时间做好准备工作。同时,还有几件事情需要特别加以注意:

1. 信息的获取非常重要,您需要在动手开始实际的工作前先获取相关的信息,例如:

(1)GB/T 2895-2008 塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定

(2)了解什么是树脂的酸值、部分酸值和总酸值?酸值测定的工作原理是什么?

(3)了解短油度椰子油醇酸树脂产品的合成配方与合成工艺?了解其产品质量指标相关情况?为什么需要分析椰子油醇酸树脂的酸值?

(4)比色滴定分析椰子油醇酸树脂的酸值应选择什么样的滴定管?应选择什么样的显色指示剂?如何选择滴定条件?如何正确操作?滴定终点怎样确定?要注意哪些安全问题?

(5)为了确保分析结果准确,需要怎样采样与取样?椰子油醇酸树脂酸值测定前需要进行怎样的前处理?分析用的试剂需要进行怎样的处理?分析用的仪器设备有些什么要求?

(6)电位滴定和比色滴定测定椰子油醇酸树脂的酸值的分析步骤应是怎样的?

(7)对短油度椰子油醇酸树脂如何进行部分酸值或总酸值的结果计算和表示?

(8)试验报告应包含哪些内容?如何设计?

(9)还有哪些要注意的健康、环保与安全规定?

2. 请运用给文本做标记、记录、展示、制作学习索引卡片和学习海报等工作策略保存信息。对于理论学习、实践学习与操作全过程,均要求有工作记录本记录完整的工作过程的相关信息。

3. 您需要花较多的时间来就项目的实施与进度安排做出计划。请认真思考项目实施的分析步骤,并细心地作出详细的计划,还需要仔细考虑项目的实施进度计划。整个过程需要您和您的小组互相探讨。 2 背景知识

一、短油度椰子油醇酸树脂的合成

(1)配方及核算:

原料 用量/kg 分子量 摩尔数/kmol

精制椰子油 127.862 662 0.193

95%甘油 79.310 92.1 0.818

苯酐 148.0 148 1.000

油内甘油 0.193

油内脂肪酸 3×0.193

油度=127.862/(127.862+79.310+148.0-18)=38%

醇超量=(3×0.818-2×1.000)/(2×1.000)=0.227

平均官能度=2×(2×1+3×0.193)/(0.818+0.193+1+3×0.193)=1.992

cP=2/1.992=1.004

不易凝胶。

(2)合成工艺

① 将精制椰子油及甘油得60%加入反应釜,升温,同时通CO2,120℃时加入黄丹,;

② 用2h升温至220℃,保温醇解至无水甲醇容忍度达到5(即在250C,1ml醇解油中加入5ml无水甲醇体系仍透明。)。

③ 降温到180℃,加入剩余甘油,用20min加入苯酐;

④ 停通N2,从油水分离器加入单体总量6%的二甲苯;

⑤ 在2h内升温至195~200℃,保温2h;

⑥ 取样测酸值、黏度。当酸值约8 mgKOH/g(树脂)、黏度(加氏管)达到10s,停止加热,出料到兑稀罐,110℃加二甲苯,过滤,收于储罐。

二、电位滴定与比色滴定相关的理论知识

(见陈燕舞主编,《涂料分析与检测》,北京:化工出版社,2009年第一版)

方法提示

1. 《GB/T 2895-2008 塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定》

(见顺德职业技术学院网络教学平台《涂料分析与检测》课程网站“课程资源”栏目中的涂料标准。网址:http://218.13.33.148/jpk2008/tlfs/list.asp?SID=41 )

2. 电位滴定仪使用说明书 3 新教学设计

教学内容 测定短油度椰子油醇酸树脂的酸值 学时 16

教师 陈燕舞 职称 讲师

教学目标 ▲ 独立处理文字、清楚的语言表达

▲ 良好的沟通

▲ 在工作小组中愉快的合作

▲ 创造力:自主设计检验方案并予以实施

▲ 规范记录的工作习惯、实事求是报告检验结果的职业态度

▲ 专业能力:理解酸值的概念、掌握电位滴定的理论与操作

教学组织 工作小组

教学手段 自主学习 真实任务实践 虚拟仿真实训 交互式网络教学

教学方法 关键词卡片复习法 引导文教学法 旋转木马法 交头接耳法

建立逻辑关系法 可视化法 角色扮演法

教学评价 学生自我评价与教师评价结合

教学资源 ▲ 新编项目必备手册、背景知识

▲ 《GB/T 2895-2008 塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定》见顺德职业技术学院网络教学平台《涂料分析与检测》课程网站。

网址:http://218.13.33.148/jpk2008/tlfs/list.asp?SID=41 。

▲ 陈燕舞主编,《涂料分析与检测》,北京:化工出版社,2009年第一版

▲ 提前准备用于分发的学习材料

▲ 关于电位滴定仪的部件、结构与使用操作的习题

▲ 电位滴定仪、滴定管等仪器设备

▲ 可能需要的化学试剂等

教师要求 ▲ 良好的亲和力、清楚的表达力、敏锐的观察力

▲ 优秀的现场组织与控制力

▲ 宽厚的专业理论知识,丰富的项目实践经验和项目管理经验

▲ 行动导向、自主学习教育理念

学生基础 ▲ 对涂料用树脂有了初步的了解

▲ 具有关于滴定分析的有关理论知识与实践能力。 4 教学过程 第一次课:4学时(半天)

1. 关键词卡片法复习上次课关键内容(计划5min)。

2. 工作任务布置

教师分发《测定短油度椰子油醇酸树脂的酸值》项目的必备手册,学生了解下阶段的总工作任务(计划23min)。

(1)先要求学生用8min独立处理必备手册上的文字

(2)提出问题:您认为必备手册中有哪些解决本项目工作任务的关键词?布置接下来学生要做的事情。(2min)

(3)学生活动:学生先独立选择其中的关键词(规定3min),再在小组内用交头接耳法进行讨论,形成一致意见后,将最后确定的关键词制作成卡片,展示在各小组的板报上(规定10min)。

3. 学习酸值、部分酸值和总酸值的概念(计划20min)。

教师分发《GB2895-2008 塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定》第1页中“3 术语与定义”部分内容文字,学生独立处理文字(规定4min),小组讨论,用海报形式建立酸值、部分酸值、总酸值3个概念的逻辑关系(规定10min)。教师抽取2个小组对自己的海报进行汇报(规定每组2min,中间组织时间1min)。

4. 学习了解待测样品(计划37min)

(1)教师分发“短油度椰子油醇酸树脂产品的合成配方与合成工艺”与企业送检产品的质量质量指标内容材料(1min),学生独立处理文字(规定10min),旋转木马法交流学生对上述文字材料的理解(组织2min,内圈3min,旋转几个位置,外圈3min,共同交流3min)。

(2)教师提出问题:为什么需要测定椰子油醇酸树脂的酸值?学生小组讨论,用海报形式将需要测定椰子油醇酸树脂的酸值的原因可视化(规定15min),展示。

5. 学习酸值测定原理(计划21min)

(1)教师分发《GB2895-2008 塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定》第2页中“4 原理”部分内容,布置本部分工作任务(2min)。

(2)学生独立处理文字(规定5min)。

(3)学生活动:“麻烦的考官”角色扮演法,小组将有两种身份,即考官 5 或考生,每个小组都有可能抽中成为考官或者考生。

在正式活动前,小组内充分讨论可能有哪些问题提出,也要充分考虑如何解决这些可能的问题。(规定8min)

活动时,教师让事先随意抽取的4个小组先抽取自己的角色,随后依次进行一对一活动(规定每个问题2min):考官小组就酸值测定原理提出2个问题,考生小组就考官小组提出的问题做出回答。活动时,每个考官小组提出的问题不能重复。(活动组织2min)

对活动中考生小组没有解答的问题,教师布置作为课外作业,要求学生独立尝试解决。

6. 根据测定原理设计比色滴定整体检验方案(含检验报告的设计)

(计划85min)。

(1)复习酸碱滴定操作:网络虚拟实验室仿真实训(10min)

(2)学生根据测定原理进行小组讨论,自主设计比色滴定整体检验方案,要求先设计出操作步骤,最后设计检验报告表。小组讨论,对操作步骤进行细化设计,形成统一意见,用可视化形式展示。(规定40min)。

完成按各组设计的方案所需的仪器、试剂清单(规定20min),以及细化如何进行结果计算与表示,整理检验方案。(规定20min)。教师观察学生在小组中的表现,观察学生方案设计进度,记录小组与个体的表现,对小组行为进行必要的组织与监控。

(3)小组在网络教学平台提交试验用试剂与仪器设备的领取清单。

本次课作业:准备实施检验方案,要求与实验辅助教师提前预约好时间与地点。

(1)分工查找自己的检验方案所需用试剂的健康、安全与环保信息,进行小组内部汇报交流。

(2)领取试剂与仪器设备,完成玻璃仪器的洗涤、干燥。

(3)准备实验用水,配制实验所需试剂。

(4)课内设计工作进度未跟上的小组,可在课外补充完成,且在下次课前4小时必须在网络教学平台上提交试验用试剂与仪器设备的领取清单,并领取试剂与仪器设备,完成玻璃仪器的洗涤、干燥工作。

6 教学过程 第二次课:4学时(半天)

0. 关键词卡片法复习上次课关键内容(计划5min)。

7. 比色滴定树脂酸值检验方案的实施(计划80min)

(1)学生按照自己的检验方案独立进行试验,规范记录过程所发生的事情、实验现象与数据。(60min)

(2)学生独立完成结果计算、数据处理。(20min)

(3)根据检验结果独立分析判断产品是否符合质量要求,实事求是独立填写和校核检验报告,数码拍照,在网络教学平台展示个人检验报告。

8. 检查与评价(计划60min)

(1)独立列出各自在方案实施中发现的问题,小组内比较各自的实验现象与结果,组内讨论,归类总结(规定10min)。

(2)分发《GB2895-2008 塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定》第3页中“7 操作步骤”内容材料。各组比较自己设计的方案与《GB/T 2895-2008

塑料 聚酯树脂 部分酸值与总酸值的测定》中操作步骤,交头接耳法讨论两者的相似与差异点(20min)。

(3)所有组在实验室看板管理板上依次罗列出问题(重复的问题不要重复罗列,但要标记哪些组出现,以便统计问题出现的概率)(8min)。各组就看板上的问题进行讨论,寻找原因,在小组内形成统一意见。以海报形式展示可能的解决方案。教师就学生未讨论到的原因和注意点提出建议。(30min)

9. 学习电位滴定理论知识(计划60min)