材料化学实验教学大纲

1、材料化学试验教学大纲课程名称：材料化学试验课程编码：1111050406英文名称:Experiment of Materials Chemistry学时：72学分：3适用专业: 材料化学课程类别：必修课程性质：学科专业课先修课程：无机化学、有机化学、高分子化学、材料化学参考教材：材料化学试验，天津科技大学，安丽娟、张海丽、刘靖，2022一、 制定本大纲的依据依据教育部化学和化工类根底化学试验课程的教学根本要求根底化学试验教学成果而编写。试验工程名称内容简介50试验工程名称内容简介50甲基丙烯酸甲 通过本体聚合方法，过氧化二苯甲酰子材料分解温度及玻璃化转变温度。液聚合于适当甲醇中进展溶液聚合。试

2、验工程的设置及学时安排序实验号学时要求类型类别人数1酯的本体聚合BP引发甲基丙烯酸甲酯制备聚甲 4必修验证专业2基丙烯酸甲酯。微波水热合成 FeCl32FeO 纳2 3及相转移、再结晶过程而制备纳米尺5必修验证专业4米粒子导电聚苯胺材FeO2 3。苯胺单体在十二烷基苯磺酸钠乳化剂3料的乳液聚合作用下分散在水中。并过硫酸酸铵引 4发下聚合生成导电聚苯胺。必修验证专业2室温固相反响 用镉盐与硫化钠在室温一步反响法制4法合成硫化镉 备CdS，现象明显，反响速度快。4半导体材料必修验证专业2差热分析利用差热曲线的数据，可以确定高分56必修演示专业4醋酸乙烯酯溶 醋酸乙烯酯单体和过硫酸铵引发剂溶612必

3、修验证专业2聚醋酸乙烯酯的醇解以及聚醋酸乙烯酯和7聚乙烯醇水溶液与金属离子络合洗洁精的配制8洗发香波的配制9护发素的配制10固体酒精的配制11聚醋酸乙烯酯在甲醇中，在氢氧化钠催化下醇解。并检测聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇水溶液与金属离子络合力量以及溶液变化。洗洁精又叫餐具洗涤剂或果蔬洗涤主要用于洗涤碗碟和水果蔬菜。特点洗发香波是洗发用化装洗涤用品，是一种以外表活性剂为主的加香产品。它不但有很好的洗涤作用，而且有良好的化装效果。护发素又称护发润丝膏、膏状漂洗剂或头发调理剂，是一种发用化装品，外观呈乳状。酒精的学名是乙醇，易燃，燃烧时无较易挥发，携带不便，所以作燃料使用并不普遍。针对以上缺点，做成固状酒

4、精，降低了挥发性且易于包装和携带，使用更加安全。6必修综合专业24必修验证专业24必修验证专业24必修验证专业24必修验证专业2三、 本试验课在该课程体系中的地位与作用材料化学试验教学是材料化学课程中格外重要的组成局部，把握材料化学常用的试验方法和经成为多学科的试验操作。四、 学生应到达的试验力量与标准本课程是材料专业本科生必修的专业技术根底试验课养成严谨的科学态度和认真观看良好试验作风。 把握简单的综合性的材料化学技术打下扎实的根底；通过试验，进一步加深对材料化学理论学问的理解。通过试验，了解一些根本日用化工品组成和主要成份。培育开拓创的思维力量和试验设计的思维方法，以及标准的书写试验报告论

5、文等知识，提高分析问题和解决问题的力量；五、 讲授试验的根本理论与试验技术学问试验一、 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合试验目的和根本要求了解甲基丙烯酸甲酯本体聚合的原理和特点。把握本体聚合的操作方法。试验根本内容苯甲酰BPO为引发剂易产生苯甲酰氧自由基能引发单体聚合，此反响的机理如下： 因体系粘度大、传热效率低、热量不易马上排出，故可造成局部过热，使产品变黄，产生气 热。试验仪器和药品磁力搅拌器甲基丙烯酸甲酯(单体)过氧化二苯甲酰引发剂试验二 微波水热合成法制备FeO2 3试验目的和根本要求把握微波关心水热法制备纳米Fe2O3的方法。制备高磁性高分散性的Fe2O3的纳米粒子。生疏胶体的特性，了解一般

6、Fe2O3和纳米Fe2O3的区分方法。试验根本内容水热合成法是对于具有特种构造 的纳米粉体成分纯度高，粒度分布窄，团聚程度轻，晶粒组分和形态可控，反响活性好，能够在较低的温度下完成FeO2 3FeOFeOFeO2 32 32 3的悬浮性,可作为核磁共振成像的造影增加剂应用于疾病诊断,或制造高密度信息储存介质, 利用其猛烈吸取紫外线的性能还可应用于高档汽车涂料、建筑涂料等领域。FeOFeCl2 33x Fe(HO) 3+ Fe(OH) x- FeOOH x/2FeO26y2 3反响体系中参加三乙烯四胺( TETA :CH N ) 作为协作剂与Fe3+协作,把握Fe3+的水解,随后6 18 4TE

7、TA作为分散剂分散体系中的粒子,起到防止粒子团聚的作用;反响过程承受微波辐照,能促进FeO2 3试验仪器和药品微波炉聚四氟乙烯反响器三氯化铁原料三乙烯四胺协作剂试验三 导电聚苯胺材料的乳液聚合试验目的和根本要求把握乳液聚合的方法和原理。制备电导率高、构造规整、热稳定性能好、在有机溶剂中溶解性能良好的纳米聚苯胺。了解聚苯胺的生成机理。试验根本内容乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进展的聚合，体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂(有的场合可使用油溶性引发剂)四种根本组分组成。承受自由基机理进展的，聚合的第一步是生成自由基阳离子,由于存在空间位阻，聚合物分子链增长主要是头一尾连

8、接的形式，在氧化过程中生成了PADPA中间体，红外光谱证明白存在PADPA. Mohilner还证明白它比苯胺单体更简洁氧化，并且推断苯胺单体的氧化过程打算了整个聚合的动力学过程，PADPA 试验仪器和药品磁力搅拌器红外光谱仪苯胺单体过硫酸铵引发剂十二烷基苯磺酸钠乳化剂试验四 室温固相反响法合成硫化镉半导体材料试验目的和根本要求学习室温固相反响合成半导体材料的方法。学习用x 射线衍射法表征化合物构造的方法学习用热分析法争辩化合物的热稳定性。练习固液分别操作和加热设备的使用。试验根本内容室温固相反响是近几年进展起来的一种的争辩领域不同的反响产物，因而有可能制得一些特别的材料。CdS 是典型的 B

9、U 族化合物半导体材料，在颜料、光电池和敏感材料领域都有着重要法制备CdS，现象明显，反响速度快。合成产物的构造经x 射线衍射分析符合JCPDS 卡片10045426.5o，44o，52o1)。CdS析(DTA)和热重分析(Tc2CdSDTATG5557Y放热峰及伴随的增重现象可认为是CdS 被氧化生成了CdSO，382.3oC4吸热峰和伴随的稍微的失重现象可认为是 CdS 外表吸附物的脱去或少量 CdS 被氧化成了CdO。由此说明CdS500oC500即明显被氧化。试验仪器和药品X-射线粉末衍射仪热失重分析仪氯化镉原料硫化钠原料试验五 差热分析试验目的和根本要求了解差热分析的根本原理及仪器装

10、置；学习使用差热分析方祛鉴定未知矿物。试验根本内容分析就是通过准确测定物质加热(或冷却)过程中伴随物理化学变化的同时产生热效应的大 小以及产生热效应时所对应的温度，来到达对物质进展定性和或定量分析的目的。差热分析是把试样与参比物质(参比物质在整个试验温度范围内不应当有任何热效应， 连接上温度指示装置，就可检测出物质发生物理化学变化时所对应的温度试验仪器和药品热失重分析仪聚乙烯样品聚醋酸乙烯酯样品 试验六、醋酸乙烯酯溶液聚合试验目的和根本要求把握溶液聚合根本原理了解醋酸乙烯酯单体以及其引发剂纯化方法试验根本内容单体和催化剂溶于适当溶剂中进展聚合称为溶液聚合。自由基聚合、离子聚合、缩聚均可选用溶液

11、聚合。酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等都是用溶液聚合制得的。 中，高聚物即可沉析出来，再经过滤、洗涤、枯燥，即得最终产品；后者所用的溶剂仅能溶 涤、枯燥即得最终产品。剂分散均匀，引发效率高。 单体的浓度低且活性大，分子链向溶剂链转移而导致聚合物分子量较低；溶剂回收费用高， 料以及合成纤维纺丝液等。所以溶液聚合在高分子合成工业中仍有肯定地位。进展溶液聚合时，溶剂的性质及用量均能影响聚合反响的速率和高聚物的分子量与结 构。因此，溶剂的选择是格外重要的。一般状况下，溶剂用量愈多，高聚物收率及分子量愈小。大规模溶液聚合一般选用连续法，聚合后往往附有分散、分别、洗涤、枯燥等工序。试验仪器和药品磁力搅拌器醋

12、酸乙烯酯单体甲醇溶剂过硫酸铵引发剂亚硫酸氢钠10% 碳酸钠溶液硫酸钠枯燥剂氯化钡氯化钙试验七、聚醋酸乙烯酯的醇解以及聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇水溶液与金属离子络合试验目的和根本要求了解聚合物与小分子有机分子反响异同以及聚合物纯化处理聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇水溶液特性了解凝胶一些根本特性试验根本内容聚醋酸乙烯酯转化为聚乙烯醇Acid or alkali醇解反响：PV-OAc+nR-OHPV-OH+nROAcAcid or alkali水解反响：PV-OAc+nH OPV-OH+ nHOAc22胺解反响：PV-OAc+nHNR RH O2PV-OH+nAcNR R1212聚乙烯醇与金属离子络合H C2C

13、HOH2CCH2CHOOCHH CB2H2CBCH2CHOH C2CHOOCH H2CCH2聚乙烯醇与金属硼离子络合两种状况试验仪器和药品聚醋酸乙烯酯原料聚乙烯醇原料硼酸钠原料甲醇溶剂氢氧化钠原料硫酸铜原料试验八 洗洁精的配制试验目的1、把握洗洁精的配制方法。2、了解洗洁精各组分的性质和配方原理。试验根本内容操作步骤：将水浴锅中参加水并加热，烧杯中参加去离子水加热至60左右。参加 AES 并不断搅拌至全部溶解，此时水温要把握在6065。保持温度在 6065，再连续搅拌下参加其它外表活性剂，搅拌至全部溶解为止。降温至 40以下参加香精、防腐剂、熬合剂、增溶剂，搅拌均匀。测溶液的PH50调整PH9

14、10.5。参加食盐调整到所需粘度。调整之前应把产品冷却到室温。调整后即为成品。附表：洗洁精配方名称配方配方配方配方ABS-Na(30%)16.012.016.0AES(70%)16.05.014.0尼诺尔703.07.06.0OP-10708.08.02.0EDTA0.10.10.10.1乙醇6.00.2甲醛0.2三乙醇胺4.0月桂酸二乙醇胺3.0二甲苯磺酸钠5.0苯甲酸钠0.50.50.5氯化钠1.01.5香精、柠檬酸适量适量适量适量去离子水100100100100试验仪器和药品电炉、水浴锅、电动搅拌器、温度计10、烧杯250m、量筒100m盘天平、滴管、玻璃棒。十二烷基苯磺酸钠原料脂肪醇聚

15、氧乙烯醚硫酸钠原料椰子油酸二乙醇酰胺原料壬基酚聚氧乙烯醚原料乙醇原料甲醛原料乙二胺四乙酸原料三乙醇胺原料香精原料PH苯甲酸钠原料氯化钠原料 硫酸原料试验九 洗发香波的配制试验目的1、把握配制洗发香波的工艺。2、了解洗发香波中各组分的作用和配方原理。试验根本内容1、配方4.1表4.1 洗发香波的参考配方质量分数/名称名称活性物1234脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES708.015.09.04.0脂肪醇二乙醇酰胺尼诺尔704.04.04.0十二烷基二甲基甜菜碱BS-12306.012.0ABS-Na3015.0硬酯酸乙二醇酯2.5聚氧乙烯山梨醇酐单酯吐温5090柠檬酸适量适量适量适量苯甲酸钠1.01.

16、0氯化钠1.51.5色素适量适量适量适量香精适量适量适量适量去离子水余量余量余量余量调理香波透亮香波珠光调理香波透亮香波2、操作步骤250ml60 oC。AES6065oC，并不断搅拌至全部容解。控温 6065 oC，在连续搅拌下参加其他外表活性剂至全部溶解，再参加羊毛酯、珠光剂或其他助剂，缓慢搅拌式其溶解。40oCpHpH5.57.0。接近室温时参加食盐调整到所需粘度，并用粘度计测定香波的粘度。试验仪器和药品010C100m250m10m、100m、托盘天平。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES原料脂肪醇二乙醇酰胺尼诺尔原料 硬酯酸乙二醇酯原料十二烷基苯磺酸钠ABS-N原料 十二烷基二甲基甜菜碱BS

17、-1原料聚氧乙烯山梨醇酐单酯原料羊毛酯衍生物原料柠檬酸原料氯化钠原料香精原料 色素原料试验十 护发素的配制试验目的1、了解护发素的成分。2、把握护发素的配制方法。试验根本内容4g1631、2g1g88ml200ml60651g1g3g量的香料，搅拌均匀，冷却即得产品。其根本配方如下：名称质量分数/1631十六烷基三甲基溴化铵4十八醇2硬脂酸单甘油酯1三乙醇胺1脂肪醇聚氧乙烯醚1甘油3香料适量去离子水余量试验仪器和药品电炉、烧杯200m十八醇原料硬脂酸单甘油酯原料三乙醇胺原料脂肪醇聚氧乙烯醚原料香料原料甘油原料试验十一 固体酒精的制备试验目的把握固体酒精的配制原理和试验方法。试验根本内容1、原料配比原料名称原料名称95%酒精硬脂酸氢氧化钠硝酸铜重量比/ %93.55.01.00.252、试验过程150mL100ml95%酒精、5g0.023mol硬脂酸、两滴酚酞指示剂，装置回流冷凝管，搅拌均匀。在水浴上加热70左右并保温至固体溶解为止。用8%氢氧化钠溶液10mL 与10mL底烧瓶中，直至酒精溶液的紫红色褪去缓