高分子化学实验指导

1、1.潘祖仁主编,高分子化学(第三版),北京:化学工业出版社,2003年.2. 复旦大学高分子科学系编著,高分子实验技术(修订版),复旦大学出版社,1996年.yiyangdoudou高分子化学实验指导通过高分子化学实验，可以获得许多感性认识，加深对高分子化学基础知识和基本原理的理解；通过高分子化学实验课程的学习，能够熟练和规范地进行高分子化学实验的基本操作，掌握实验技术和基本技能，了解高分子化学中采用的特殊实验技术，在实验的过程中训练科学研究的方法和思维，培养学生严谨求实的科研精神，为以后的科研工作打下坚实的实验基础。 实验1 甲基丙烯酸甲酯本体聚合一 、实验目的1.了解本体聚合的特点，掌握本

2、体聚合的实施方法。2.熟悉有机玻璃的制备方法及工艺。二、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。本实验是以甲基丙烯酯甲酯（mma）进行本体聚合，生产有机玻璃棒。甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰（bpo）引发剂存在下进行如下聚合反应：用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等问题，工业上或实验室目前多采用预聚浇铸聚合的方法。将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率10%左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚）后，再将其注入相应的模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到9395，最后

3、在100下高温聚合至反应完全，最后脱模制得有机玻璃。三、实验仪器和试剂四口瓶，电动搅拌器，温度计，球形冷凝管，恒温水浴，试管等。 甲基丙烯酸甲酯(mma)，过氧化二苯甲酰(bpo) 四、实验步骤1.预聚合反应在装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml的四口瓶中加入溶有0.5g bpo的mma 50ml，开动搅拌并升温至升温至7580，反应2030分钟，观察粘度变化。当物料呈蜜糖状时，用冷水浴骤然降温至40以下停止搅拌，将四口瓶中预聚物灌入已备好的试管中。2.聚合反应将上述试管放入水浴中，升温至60，保温12h,待试管中基本无气泡产生，且聚合物基本变硬时，升温至100，保温1小时后，任其自然冷却到

4、40以下，去除玻璃试管，即可得到光滑无色透明的有机玻璃棒。五、思考题及实验结果讨论1. 本体聚合方法有什么特点? 2. 制备有机玻璃时，为什么需要首先制成具有一定粘度的预聚物?3. 如果最后产物出现气泡，试分析致成原因？ 4. 凝胶效应进行完毕后，提高反应温度的目的何在?参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2. 复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验2 醋酸乙烯溶液聚合一、实验目的 通过醋酸乙烯溶液聚合，掌握溶液聚合的反应特点。二、实验原理溶液聚合是单体、引发剂在适当的溶剂进行的聚合反应。根据聚合物在溶

5、剂中溶解与否，溶液聚合又分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合或沉淀聚合。聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维，分子量的控制是关键。根据反应条件的不同，如温度、引发剂用量、溶剂等的不同可得到分子量从2000到几万的聚醋酸乙烯酯。聚合时，溶剂回流带走反应热，温度平稳。但由于溶剂引入，大分子自由基和溶剂易发生链转移反应使分子量降低。本实验以甲醇为溶剂进行醋酸乙烯酯的溶液聚合。三、实验仪器及试剂四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，温度计，恒温水浴醋酸乙烯酯，偶氮二异丁腈，甲醇四、实验步骤1.在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的干燥洁净的250 ml四口瓶中依次加入新精制过的醋酸乙烯30 ml(vac密度为0.9342

6、)，0.05 g偶氮二异丁腈和10 ml甲醇(密度为0.7928)，在搅拌下水浴加热，使其回流(水浴温度控制在70 )，反应温度控制在65 。2.当反应物变为粘稠，转化率为50%左右时，加入20 ml甲醇，使反应瓶中反应物稀释，然后将溶液慢慢倾入盛水的大搪瓷盘中。聚醋酸乙烯呈薄膜析出，待膜不粘结时，用水反复洗涤，凉干后，剪成碎片，放入烘箱内进行干燥、计算产率。五、思考题1.试以醋酸乙烯溶液聚合为例，说明溶液聚合的特点，并分析影响溶液聚合的因素。2.请说明溶剂的选择对聚合反应及聚合产物的影响。参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.复旦大学高分子科学

7、系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验3 水质稳定剂低分子量聚丙烯酸 (钠)的合成一、实验目的1. 掌握低分子量聚丙烯酸（钠盐）的合成方法。2. 用端基滴定法测定聚丙烯酸的分子量。二、实验原理聚丙烯酸是水质稳定剂的主要原料之一。高分子量的聚丙烯酸 (相对分子质量在几万或几十万以上) 多用于皮革工业、造纸工业等方面。作为阻垢用的聚丙烯酸，分子量都在一万以下，聚丙烯酸分子量的大小对阻垢效果有极大影响，从各项试验表明，低分子量的聚丙烯酸阻垢作用显著，而高分子量的聚丙烯酸丧失阻垢作用。丙烯酸单体极易聚合，可以通过本体、溶液、乳液和悬浮等聚合方法得到聚丙烯酸，它符合一般的自由

8、基聚合反应规律。本实验用控制引发剂用量和应用调聚剂异丙醇，合成低分子量的聚丙烯酸，并用端基滴定法测定其分子量。三、实验仪器和试剂四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗，ph计丙烯酸，过硫酸铵，异丙醇，氢氧化钠标准溶液 四、实验步骤.低分子量聚丙烯酸的合成1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的250ml四颈瓶中，加入 100ml蒸馏水和1 g 过硫酸铵。待过硫酸铵溶解后，加入5g丙烯酸单体和8 g异丙醇。开动搅拌器，加热使反应瓶内温度达到 6570。2. 将40g丙烯酸单体和2 g过硫酸铵在40 ml水中溶解，由滴液漏斗渐渐滴入瓶内，由于聚合过程中放热，瓶内温度有

9、所升高，反应液逐渐回流。滴完丙烯酸和过硫酸铵溶液约0.5 h。3. 在94继续回流1h，反应即可完成。聚丙烯酸相对分子质量约在5004000之间。4. 如要得到聚丙烯酸钠盐， 在已制成的聚丙烯酸水溶液中，加入浓氢氧化钠溶液 (浓度为30%) 边搅拌边进行中和，使溶液的 ph值达到 1012范围内即停止，即制得聚丙烯酸钠盐。.端基法测定聚丙烯酸的分子量准确称量约0.2 g样品放入100ml烧杯中， 加入1 mol/l的氯化钠溶液50 ml，用0.2 mol/l的氢氧化钠标准溶液滴定，测定其ph值，用消耗的氢氧化钠毫升数对ph值作图，找出终点所消耗的碱量。利用下式计算聚丙烯酸的分子量式中聚丙烯酸分

10、子量；v试样滴定所消耗的氢氧化钠标准溶液体积，ml； m氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/l； m试样质量，g； 1/72每1g样品所含有的羧基摩尔理论值；2聚丙烯酸1个分子链两端各有一个酯基。五、思考题1. 本实验采用的聚合方法是什么?2. 如何控制聚丙烯酸的低分子量? 参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验4 苯乙烯-顺丁烯二酸酐树脂的合成一、实验目的 通过聚苯-丁树脂的合成，了解共聚合的原理及其特点。二、实验原理本实验制备的聚苯-丁树脂是采用苯乙烯与顺丁烯

11、二酸酐（马来酸酐），在甲苯(或乙苯)溶剂中以过氧化二苯甲酰为引发剂进行溶液聚合，因为生成的苯-丁共聚物不溶于溶剂因而又称为沉淀聚合。顺丁烯二酸酐自身很难聚合，但与苯乙烯很容易进行共聚，而且总是形成11的交替共聚物其反应如下：nch2=ch +c6h5nch=cho=c c=o och2 ch ch ch n c6h5 o=c c=o o三、实验仪器与试剂四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗马来酸酐，苯乙烯，过氧化二苯甲酰，二甲苯四、实验步骤1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和滴液漏斗的250ml四口瓶中加入12g马来酸酐和100 ml二甲苯，加热至80 使其全部溶解。

12、2. 将13 g苯乙烯，0.250.35g过氧化二苯甲酰和50 ml二甲苯混合摇匀后自滴液漏斗加入反应瓶中，温度不超过90 ，约3040 min滴完。3. 从出现白色沉淀聚合物时算起，在100105 下，反应2 h左右，即可停止反应。4. 将产物冷至室温，过滤(回收二甲苯)，用石油醚洗涤、干燥，即得白色粉末状聚苯-丁树脂。五、思考题1. 顺丁烯二酸酐自身很难聚合，但与苯乙烯共聚很容易，为什么?其共聚物结构如何?参 考 文 献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年. 实验5 醋酸乙烯的乳液聚合一、实验目的1. 熟悉乳液聚合的特点，了解乳液聚合中各组分的作用。2.

13、 掌握制备聚醋酸乙烯胶乳的方法。二、实验原理乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下，分散在介质中加入水溶性引发剂，在机械搅拌或振荡情况下进行非均相聚合的反应过程。乳液聚合体系主要包括单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂。乳液聚合的机理不同于一般的自由基聚合，可以同时提高聚合速度和分子量。而在本体、溶液和悬浮聚合中，使聚合速率提高的一些因素，往往使分子量降低。醋酸乙烯乳液聚合产物聚醋酸乙烯胶乳，可用于漆、涂料和胶粘剂。该胶乳做为漆具有水基漆的特点:粘度小，不用有机溶剂；做为涂料，对于纸张、织物、地板及墙壁等均可涂用；做为胶粘剂，无论木材、纸张及织物，凡是多孔性表面均可使用。醋酸乙烯酯（vac）的乳液聚

14、合采用水溶性的过硫酸盐为引发剂，为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入。本实验采用pva和op-10两种乳化剂混合使用，乳化效果和稳定性比单独使用一种好。三、 实验仪器及试剂四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，温度计，恒温水浴 醋酸乙烯酯，过硫酸铵，聚乙烯醇，op-10，去离子水四、实验步骤1. 在装有搅拌器、球型冷凝管和温度计的250 ml四口瓶中，加入聚乙烯醇水溶液（10%wt）60 ml，去离子水30ml、op-10 1g，搅拌均匀后加入醋酸乙烯 10g，用水浴加热至6570。2. 称取0.3g过硫酸铵，用10mlh2o配成溶液，加5 ml于反应瓶中，控温6570，反应一段时间（出现蓝色

15、荧光，温度慢慢升至70）后，在70±1下滴加50g 醋酸乙烯，约22.5h滴加完毕，滴加单体过程中补加剩余引发剂溶液。3.单体滴加完毕后，缓慢升温至80以上，如在7072保温10分钟，缓慢升温到75，保持10分钟，再缓慢升温至78，保持10分钟，再缓慢升温至80，保持10分钟。4.撒掉水浴，自然冷却到40，用nahco3水溶液调节ph=46，加入3 g邻苯二甲酸二丁酯，充分混合后停止搅拌，出料，即得到白色粘稠的、均匀而无明显粒子的聚醋酸乙烯胶乳(即市售的白乳胶)。5.测固含量：取2克乳液（精确到0.002克）置于烘至恒重的玻璃表皿上，放于105烘箱中烘至恒重计算含固量（约4小时）。

16、五、思考题1. 比较乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合和本体聚合的特点及其优缺点。 2. 在乳液聚合过程中，乳化剂的作用是什么？ 3. 本实验操作应注意哪些问题？参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学工业出版社，1997年.3. 复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验6 苯乙烯丙烯酸正丁酯复合乳液的制备一、 实验目的1. 了解复合乳液聚合的特点； 2. 掌握制备核/壳结构复合聚合物乳液的方法。二、 实验原理合成复合聚合物乳液的方法实际上是种子乳液聚合(或称

17、多阶段乳液聚合)，即首先通过一般乳液聚合制备第一单体的聚合物乳液做为种子乳液(核聚合)，然后在种子乳液存在下，加入第二单体(或几种单体的混合物)继续聚合(壳聚合)，这样就形成了以第一单体的聚合物为核，第二单体的聚合物为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液，复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种单体，而后者采用同种单体。如果以苯乙烯(st) 为主单体，同时加入少量的丙烯酸 (aa) 单体进行核聚合，而以丙烯酸正丁酯(n-ba)为单体，同时加入少量的丙烯酸 (aa) 单体进行壳聚合，即得到以聚苯乙烯(ps)为核、聚丙烯酸正丁酯(pba) 为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液。三、 实验仪器及试

18、剂四口瓶，回流冷凝管，滴液漏斗，温度计，电动搅拌器，移液管，恒温水浴苯乙烯，碳酸氢钠，丙烯酸正丁酯，邻苯二甲酸二丁酯，丙烯酸，壬基酚聚氧乙烯基醚(op-10)，过硫酸钾，十二烷基硫酸钠(sds)四、 实验步骤1. 单体预乳化在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的250 ml四口瓶中加入去离子水 45 ml，乳化剂十二烷基硫酸钠(sds) 0.2g、壬基酚聚氧乙烯基醚(op-10) 1.0g。水浴加热至5060，搅拌，当乳化剂完全溶解后加入核单体(20 ml苯乙烯和1 ml丙烯酸)，使单体乳化3040 min。倾倒出已预乳化的核单体备用。 在上述装置中加入去离子水15 ml，乳化剂十二烷基硫酸钠(s

19、ds) 0.1 g、壬基酚聚氧乙烯基醚(op-10) 0.2g。水浴加热至5060，搅拌，当乳化剂完全溶解后加入壳单体(6.5ml 丙烯酸正丁酯和 0.5ml 丙烯酸)，使单体乳化 3040 min。 倾倒出已预乳化的壳单体备用。2.种子乳液聚合(核聚合)在上述装置中加入引发剂溶液 8 ml (称取0.4g过硫酸钾溶于20 ml去离子水中，配制成2.0%的引发剂溶液，供两组使用)，将已乳化的核单体倒入滴液漏斗中。将体系加热至80，并保持此温度，在搅拌下以半连续状态滴加已乳化的核单体。当体系中出现兰色荧光时开始计时，1h 后即可停止反应， 此时得到的白色乳状液即种子乳液。3.复合乳液聚合(壳聚合

20、)在上述种子乳液中补加引发剂溶液2 ml，将已预乳化的壳单体倒入滴液漏斗中。以半连续状态滴加已乳化的壳单体，并控制反应温度80，当壳单体滴加完后升温至90，保温，再反应 1h聚合完毕。加入10%的碳酸氢钠溶液，调节体系的ph值为78，再加入2ml增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，再搅拌15 min，降温至40以下出料，即得以ps为核pba为壳的核/壳结构复合乳液。五、 思考题1. 何谓种子乳液聚合? 2.复合乳液聚合得到的复合聚合物在性能上有什么特点? 为什么?参 考 文 献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学

21、工业出版社，1997年.实验7 苯乙烯珠状聚合一、 实验目的1. 了解悬浮聚合的反应原理及配方中各组分的作用。2. 了解珠状聚合实验操作及聚合工艺的特点。二、 实验原理悬浮聚合是指在较强的机械搅拌下，借悬浮剂的作用，将溶有引发剂的单体分散在另一与单体不溶的介质中(一般为水)所进行的聚合。悬浮聚合实质上是单体小液滴内的本体聚合，在每一个单体小液滴内单体的聚合过程与本体聚合是相类似的，但由于单体在体系中被分散成细小的液滴，因此，悬浮聚合又具有它自己的特点。 苯乙烯（st）通过聚合反应生成如下聚合物。反应式如下：本实验要求聚合物体具有一定的粒度。粒度的大小通过调节悬浮聚合的条件来实现。三、实验仪器及

22、试剂 250ml三口瓶，电动搅拌器，恒温水浴，冷凝管，温度计，吸管，抽滤装置苯乙烯，聚乙烯醇，过氧化二苯甲酰，甲醇四、实验步骤1. 在250 ml三颈瓶上，装上搅拌器和水冷凝管。量取100 ml去离子水，称取0.5 g聚乙烯醇(pva)加入到三颈瓶中，开动搅拌器并加热水浴至95 左右，待聚乙烯醇完全溶解后(20 min左右)，将水温降至80 左右。2. 称取0. 5 g过氧化二苯甲酰(bpo)于一干燥洁净的50 ml量筒（或烧杯）中，并加入20 g单体苯乙烯(已精制)使之完全溶解。3. 将溶有引发剂的单体倒入到三颈瓶中，此时需小心调节搅拌速度，使液滴分散成合适的颗粒度(注意开始时搅拌速度不要太

23、快，否则颗粒分散的太细)，继续升高温度，控制水浴温度在8689 范围内，使之聚合。一般在达到反应温度后23 h为反应危险期，此时搅拌速度控制不好(速度太快、太慢或中途停止等)，就容易使珠子粘结变形。4. 在反应3 h后，可以用大吸管吸出一些反应物，检查珠子是否变硬，如果已经变硬，即可将水浴温度升高至9095 ，反应1 h后即可停止反应。5. 将反应物进行过滤，并把所得到的透明小珠子放在25 ml甲醇中浸泡20 min(为什么?)，然后再过滤(甲醇回收)，将得到的产物用约50 的热水洗涤几次(为什么?)，用滤纸吸干后，置产物于5060 烘箱内干燥，计算产率，观看颗粒度的分布情况。 五、思考题1.

24、为什么聚乙烯醇能够起稳定剂的作用?聚乙烯醇的质量和用量在悬浮聚合中，对颗粒度影响如何? 2. 试对比本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合的特点。参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学工业出版社，1997年. 3.复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年实验8 甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯悬浮共聚合一、实验目的1. 了解悬浮共聚合的反应机理及配方中各组分的作用。2. 了解无机悬浮剂的制备及其作用。3. 了解悬浮共聚合实验操作及聚合工艺上的特点。二、实验原理以甲基丙

25、烯酸甲酯为主单体与少量苯乙烯共聚合的无规共聚物即为有机玻璃模塑粉，其分子量要达到13万15万才能加工成具有一定物理机械性能的产品，其结构可表示为： ch3 ch2 c ch2 cn ch2 ch cooch3甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯均不溶于水，单体靠机械搅拌形成的分散体系是不稳定的分散体系，为了使单体液滴在水中保持稳定，避免粘结，需在反应体系中加入悬浮剂，通过实验证明采用磷酸钙乳浊液做悬浮剂效果较好，加入量为单体总质量的0.7%左右为宜。三、实验仪器及试剂250ml三口瓶，四口瓶，电动搅拌器，恒温水浴，冷凝管，温度计，抽滤装置等；苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，过氧化二苯甲酰，硬脂酸，去离子水，氯化钙，

26、磷酸三钠，氢氧化钠。四、实验步骤悬浮剂的制备 cacl2溶液的配制按配方称取6 g氯化钙，放入500 ml三颈瓶中，加入去离子水165 ml，搅拌，使之溶解，呈无色透明水溶液，备用， na3po4和naoh溶液的配制按配方称取6 g磷酸三钠，0.8 g氢氧化钠放入400 ml烧杯中，加入去离子水165 ml，搅拌，使之溶解，得无色透明之溶液，备用， 将三颈瓶中氯化钙溶液在水浴上加热溶解至水浴沸腾，另将盛有磷酸三钠、氢氧化钠水溶液的烧杯放于热水浴中，在搅拌下用滴管将此溶液连续滴加至三颈瓶中，约在2030 min内加完，然后在沸腾的水浴中保温半小时，停止反应，反应后的悬浮剂呈乳白色混浊液，用滴管取

27、20滴(或1 ml)悬浮剂放入干净之试管中，加入10 ml去离子水，摇匀，放置半小时，如无沉淀，即为合格，备用，制得的悬浮剂要在8 h内使用，如有沉淀，即不能再用，需另行制备。 甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚合反应 在250ml的四口瓶上，装上密封搅拌器、真空系统，加入50ml去离子水，22 ml悬浮剂而后抽真空至86659.3 pa(650 mmhg) 分别称取4g 甲基丙烯酸甲酯和6g苯乙烯，混合均匀，加入0.7g硬脂酸和0.35g引发剂使其溶解，然后加入四口瓶中(加料时尽量避免空气进入)。 升温，控制加热速度，使体系的温度快速升至75 ，然后以1 /min的升温速度升至80 ，并保温1 h，

28、再以5 /min的升温速度升至90 ，待真空度升至最高点而下降时，表示反应即将结束，为了使单体完全转化为聚合物，应继续升温至110115 ，并在110115 下保温1 h，聚合反应完毕。 聚合物后处理反应后所得物料为有机玻璃模塑粉悬浮液，需经酸洗、水洗、过滤、干燥等处理过程。 酸洗：反应所得物料为碱性，且含有悬浮剂磷酸钙需除去，方法是加入2ml化学纯盐酸。 水洗、过滤：水洗的目的是除去产物中的cl-离子，方法是先用自来水洗45次，再用去离子水洗两次(每次用量50 ml左右)，用agno3溶液检验有无cl-存在(如无白色沉淀即可)，采用抽滤过滤使粉料与水分开。 干燥：将白色粉状聚合物放入搪瓷盘中

29、，置于100 的烘箱中烘干。五、 思考题1. 以聚乙烯醇和磷酸钙为例，讨论高分子悬浮剂与无机悬浮剂的悬浮作用机理。2. 聚合反应过程中，为什么要严格控制反应温度，否则会产生什么后果?参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学工业出版社，1997年.实验9 低分子量端羟基聚酯的制备一、实验目的1. 了解平衡常数k较小的聚酯类型缩聚反应的特点。2. 制备相对分子质量20003000的端羟基聚酯(其为合成聚酯型聚氨酯的原料)。二、 实验原理缩聚反应大多数是官能团之间的逐步可逆反应。影响聚酯反应程度和聚酯相

30、对分子质量的因素除与单体结构有关外，还与反应条件，如:单体原料的配比、反应温度、压力、催化剂及反应时间有关。 （n+1）hoch2ch2oh + nhooc(ch2)4cooh o ohoch2ch2o c (ch2)4coch2ch2 nh + 2nh2o 本实验用己二酸和乙二醇为原料合成低相对分子质量(20003000)的端羟基聚酯。其化学反应方程式为三、实验仪器及试剂四口瓶，电动搅拌器，水油分离器，电热套，真空系统己二酸，乙二醇，对甲苯磺酸，亚磷酸三苯酯四、 实验步骤1. 在装有温度计、搅拌器和油水分离器(其上装有真空系统)的250 ml四口烧瓶中，加入15.5 g(0.25 mol)乙

31、二醇，29.5 g(0.20 mol)己二酸，0.18 g的催化剂对甲苯磺酸和稳定剂亚磷酸三苯酯0.02 g。用电热套加热。 2. 当温度上升到140 左右时，开动搅拌器。在大约15 min时间内升温到160 ±2，并保持此温度。记下第一滴水析出的时间，每隔10 min记录一次析出的水量。待析水量不再增加时继续升温。在大约10 min时间内使体系的温度升至180±2，并同时开动真空泵，使体系真空度为4046.7 kpa (300350 mmhg)。每隔10 min记录一次析出的水量，当析水量不再增加时，继续升温，在大约10 min时间内，使体系温度升至200±2，

32、并保持此温度，并同时使体系真空度为8086.7kpa(600650 mmhg)，每隔10 min记录一次析出水量，待析水量不再增加时，继续反应30 min。 3. 停止加热，当温度下降至120时停止搅拌并去掉真空系统，出料。物料经真空过滤得透明微黄色粘稠液体，即为端羟基聚酯。 测定聚酯的相对分子质量和羟值。五、 思考题1. 根据聚酯反应的特点，说明采取这种实验步骤和实验装置的原因?2. 本实验起始条件的选择原则是什么?3. 试计算本实验条件下聚酯理论相对分子质量?并与实际相对分子质量比较说明产生误差的原因。参 考 文 献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.

33、2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学工业出版社，1997年.3.复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验10 低分子量双酚a型环氧树脂的制备一、 实验目的1. 通过双酚a型环氧树脂的制备，掌握一般缩聚反应的原理。2. 熟悉低分子量环氧树脂的制备方法，了解环氧树脂的用途。3. 熟悉环氧值的测定方法。二、 实验原理凡分子内含有环氧基团的聚合物，统称为环氧树脂。它是一种多品种、多用途的新型合成树脂，且性能很好，对金属、陶瓷、玻璃等许多材料具有优良的粘结能力，所以有万能胶之称，又因为它的电绝缘性能好、体积收缩小、化学稳定性高、机械强度大，

34、所以广泛的被用做粘接剂，增强塑料(玻璃钢)电绝缘材料、铸型材料等，在国民经济建设中有很大作用。 双酚a型环氧树脂是环氧树脂中产量最大、使用最广的一个品种，有通用环氧树脂之称，它是由双酚a和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的。其反应式如下：三、实验仪器及试剂 四口瓶，滴液漏斗，分液漏斗，电动搅拌器，温度计，减压蒸馏装置，恒温水浴环氧氯丙烷，双酚a，氢氧化钠，苯，去离子水，四、实验步骤1. 双酚a型环氧树脂的制备将22 g双酚a（0.1mol）和28 g环氧氯丙烷(0.3mol)依次加入装有搅拌器、滴液漏斗和温度计的250 ml四颈瓶中。用水浴加热，升温至75，搅拌双酚a使其完全溶解。70下滴加

35、40 ml，20%的naoh溶液，约0.5 h滴加完毕。在7580 继续反应1.52 h，此时溶液呈乳黄色，停止加热，降温。加入苯60 ml，搅拌，使树脂溶解后移入分液漏斗，静置后分去水层，再用水洗数次，直到洗涤水相呈中性及无氯离子（用ph纸及agno3溶液检查），分出有机层。将上层苯溶液倒入减压蒸馏装置中，先在常压下蒸去苯，然后在减压下蒸馏以除去所有挥发物。趁热将烧瓶中的树脂倒出，冷却后得琥珀色透明的、粘稠的环氧树脂，称重并计算产率。2. 环氧值的测定准确称取环氧树脂0.5 g左右，放入装有磨口冷凝管的250 ml锥形瓶中，用移液管加入20 ml、0.2m盐酸吡啶溶液，装上冷凝管，待样品全部

36、溶解后(可在4050 水浴上加热溶解)，回流加热20 min，冷至室温，以酚酞为指示剂，用 0.1 m标准naoh溶液，滴至呈粉红色为止。用同样的操作做一次空白试验、计算环氧值。式中空白滴定所消耗的%naoh%标准溶液的体积数， ml；样品滴定消耗的naoh标准溶液的体积数，ml；naoh标准溶液的浓度，mol/l；样品质量，g。3. 粘接试验将玻璃片用铬酸洗液浸泡1015 min，洗干净后烘干。称取10 g环氧树脂加入35滴邻苯二甲酸二丁酯和一定量的乙二胺于小烧杯中，用搅拌棒搅匀后，在玻璃片上涂一薄层，然后将玻璃片用螺旋夹夹紧，在室温下放置48 h后，在110 烘箱内烘1 h或4080 烘箱

37、中烘3 h，用于测试粘接强度。五、 思考题1. 试讨论影响环氧树脂合成的主要因素有那些?2. 举例说明环氧树脂固化反应机理。3. 环氧树脂有那些用途?参 考 文 献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.赵德仁主编,高聚物合成工艺学（第二版）, 北京：化学工业出版社，1997年.3.复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验11 三聚氰胺甲醛树脂的合成一、 实验目的了解三聚氰胺甲醛树脂的合成方法及层压板的加工工艺。二、 实验原理三聚氰胺甲醛树脂是三聚氰胺和甲醛(一般用甲醛水溶液)缩合得到的热固性树脂，是氨基树脂中的

38、一个重要品种。它主要用于涂料及粘合剂，用于粘结木材(如胶合板)和层压塑料，三聚氰胺甲醛树脂吸水性低、耐热性高，在潮湿情况下，仍有良好的电气性能，常用于制造一些质量要求较高的日用品和电气绝缘零件。三聚氰胺甲醛树脂的缩合反应及其结构非常复杂，它受到配料比、反应液的ph值以及反应温度等各种因素的影响。根据要求可控制缩聚反应进行的程度，在碱性介质中，先生成可溶性的“预缩合物”，这些缩合物以三聚氰胺的三羟甲基化合物，在ph值为89时特别稳定。进一步缩合(n羟甲基和nh基的失水)成为微溶并最后变成不溶的交联产物。在实际生产中，首先生成可溶的预聚物，然后在产品成型中使顶聚物缩聚形成体型交联产物。三、实验仪器

39、及试剂 四口瓶，电动搅拌器，温度计，恒温水浴，油压机三聚氰胺，乌洛托品（六次甲基四胺），甲醛水溶液，三乙醇胺四、实验步骤 1. 合成树脂 取101.4g甲醛水溶液（37%），0.25g乌洛托品（用于调ph值）于250ml四颈瓶中，搅拌，溶解，加入63g三聚氰胺，搅拌5min后加热到80，在7580（最好在75，一定要低于80）反应约1h后，测定沉淀比，沉淀比为2:2时，加入0.3g三乙醇胺，搅拌均匀，呈无色透明状液体，停止加热。（2030min可测沉淀比，水不能进入四颈瓶，否则变浊反应失败！） 沉淀比的测定：精确取2ml样品，冷至20，在搅拌下滴加2ml的去离子水，当样品变微浑浊时，即达沉淀比

40、2：2。 2. 浸渍干燥 将所得溶液倾于培养皿中，用滤纸浸渍1min，分张进行并保证浸匀、浸透树脂，用镊子取出滤纸，使过剩树脂滴掉后，用夹子固定在拉直绳子上干燥至既不沾手也不脆折。约需浸渍15张滤纸。 3. 层压 将浸好干燥的纸张叠整齐，置于预涂硅油的铝合金板上，在油压机上135、410mpa加热加压15min，打开压机，趁热取出样品，可制得透明层压塑料板。五、 思考题 1. 本实验应该注意哪些问题？ 参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2.复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.3.欧国荣，张德震主编. 高

41、分子科学与工程实验. 华东理工大学出版社，1997年.实验12 聚醚型聚氨酯弹性体的合成一、 实验目的1. 了解聚氨酯的合成方法，进一步了解逐步聚合反应特点；2. 学习改变、调节嵌段共聚物的嵌段组合成有不同性能的嵌段共聚物。二、 实验原理聚氨酯是由二异氰酸酯与末端基含有活泼氢的化合物反应，生成含有游离的异氰酸根的预聚物，再经扩链制得的。如果末端基含有活泼氢的化合物是低分子量(10002000)的聚醚或聚酯，可以使聚合物链有一定的柔性。聚氨酯可以写成结构为ab型多段共聚物。其中a为聚醚或聚酯的软段，b为异氰酸根与低分子量的扩链剂二元醇或二元胺反应而成的链节为硬段。改变软段的类型，如采用聚醚二醇制得的聚氨酯比用聚酯二醇制得的聚氨酯有更好的抗水解性，但抗氧性差些。硬段b能使大分子之间的作用力增强，内聚能增大，能提高聚合物的强度。采用不同的二异氰酸酯及扩链剂都可以改变极性基团的性质，使聚合物的机械强度发生变化。合成聚氨酯的反应属于逐步加成聚合反应。本实验用分子量为900 的端羟基聚四氢呋喃(ptmg)与4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)反应，再用1,4-丁二醇扩链，用dmf为溶剂合成聚氨酯弹性体，如下式：2n ocn-r-nco + n