《高分子化學(xué)實(shí)訓(xùn)》解讀

1、高分子化學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)訓(xùn)一粘度的測(cè)定一、實(shí)訓(xùn)目的掌握用烏貝路德(Ubbelohde)粘度計(jì)測(cè)定粘度的方法二、基本原理液體流動(dòng)時(shí)各液層的流速是不同的，二液層間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了內(nèi)摩擦力f,這個(gè)力的 大小與二液層的速度差U成正比，與二液層接觸而A成正比，與二液層間距離d成反比，可用下 式表示：(1-1)式中n為比例系數(shù)，稱(chēng)為粘度系數(shù)或絕對(duì)粘度，可見(jiàn)液體的粘度是液體內(nèi)摩擦力的度量，是物質(zhì) 重要性質(zhì)之一。粘度測(cè)定可在毛細(xì)管中進(jìn)行。設(shè)液體在一定壓力差P推動(dòng)下，以屋流形式流過(guò)半徑為“長(zhǎng) 度為1的毛細(xì)管時(shí)，其粘度可通過(guò)下式計(jì)算，(1-2)0 一一粘度，Pa.s;P一一毛細(xì)管兩端壓力差，Pa；r毛細(xì)

2、管半徑，m：t一定體積V的流體流經(jīng)毛細(xì)管的時(shí)間，s；V一一t時(shí)間內(nèi)流過(guò)毛細(xì)管的液體的體積，m3：1一一毛細(xì)管的長(zhǎng)度，me如果有兩種液體（液體1和液體2）,在同一溫度下以相同的體積流經(jīng)同一毛細(xì)管，則它們 的絕對(duì)粘度分別為：(1-3)兀,小1-4)ITT 1兩式相比，即得(1-5)(1-6)因式中P為液體的密度（kg.nT） ;g為重力加速度（m.； h為液柱高度（m）,現(xiàn)兩液體的h相同,故有T2 _ p2>r|L 田刀2='耳iTTpi 4（1-7）液體2為被測(cè)液體，液體1為參考液體，實(shí)驗(yàn)測(cè)出由手冊(cè)查出以、Pi、p,值，便可以求 出液體2的絕對(duì)粘度n,。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定無(wú)水乙醇的絕對(duì)粘度

3、，參考液體為水，使用的是烏氏粘度計(jì)。在國(guó)際單位制（SI）中，粘度單位用Pa. s （帕.秒），過(guò)去習(xí)慣上常用P （泊）或cP（厘泊） 來(lái)表示。它們之間的換算關(guān)系為：1P=O. IPa. slcP=10's Pa. s三、儀器和試劑1 .儀器：恒溫槽（1套）；貝路德粘度計(jì)（1只）；110秒停表（1只）；洗耳球（1只）； 螺旋夾（1只）；橡皮管（約5cm長(zhǎng)）（2根）。2 .藥品：蒸儲(chǔ)水、無(wú)水乙醉（A.R）四、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)用的烏貝路德粘度計(jì)，又叫氣承懸柱式粘度計(jì)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是可 以在粘度計(jì)里逐漸稀釋從而節(jié)省許多操作手續(xù)。1 .先用洗液將粘度計(jì)洗凈，再用自來(lái)水、蒸儲(chǔ)水分別沖洗幾次，每次都

4、要注意反復(fù)流洗毛細(xì)管部分，洗好后烘干備用。2 .調(diào)廿恒溫槽溫度至（30. 0±0. 1） C,在粘度計(jì)的B管和C管上都套上橡 皮管，然后將其垂直放入恒溫槽，使水面完全浸沒(méi)1球。3 .無(wú)水乙醉流出時(shí)間t2的測(cè)定移取已恒溫的無(wú)水乙醇，由A管注入粘度計(jì)中內(nèi)（液面不得超過(guò)B、C 管的接口處）。用橡膠管封閉C管口，用洗耳球從B管吸溶劑使溶劑上升至 球I。然后同時(shí)松開(kāi)C管和B管，使B管溶劑在重力作用下流經(jīng)毛細(xì)管。記 錄溶劑液面通過(guò)a標(biāo)線到b標(biāo)線所用時(shí)間，重復(fù)三次，任意兩次時(shí)間相關(guān)小 于 0. 3s °4 .蒸飾水流出時(shí)間tl的測(cè)定烏貝珞德粘度計(jì)傾出乙醉（回收），用蒸溜水洗凈粘度計(jì)，特別

5、注意洗凈毛細(xì)管部位，然后裝入適量蒸儲(chǔ)水, 重復(fù)部驟（3）的操作。然后按上述方法測(cè)定各溶液的流出時(shí)間tl。18五、數(shù)據(jù)記錄與處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄室溫： C 大氣壓力：pa1 .將所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及沖算結(jié)果填入下表中。無(wú)水乙醇密度：kg/m_5 :蒸飾水密度：kg/名稱(chēng)時(shí)間t/s粘度n /Pa.s第一次第二次第三次平均乙醇水BC六、思考與討論1 .烏貝路德粘度計(jì)中支管C有何作用？除去支管C是否可測(cè)定粘度？2 .粘度計(jì)的毛管太粗或太細(xì)有什么缺點(diǎn)？3 .測(cè)定液體1及2能否用兩支不同的粘度計(jì)進(jìn)行？為什么？【注意事項(xiàng)】1 .粘度計(jì)必須潔凈2 .實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，恒溫槽的溫度要保持恒定。加入樣品后待恒溫才能進(jìn)行測(cè)定。3

6、 .粘度計(jì)要垂直浸入恒溫槽中，實(shí)驗(yàn)中不要振動(dòng)粘度計(jì)實(shí)訓(xùn)二甲基丙烯酸甲酯的本體聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解自由基本體聚合的基本原理和體系中各組分的作用：2、掌握甲基丙烯酸甲酯本體聚合的實(shí)施方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：本體聚合是單體本身在不加溶劑及其他分散介質(zhì)的情況下由微量引發(fā)劑或光、熱、福射能等 引發(fā)進(jìn)行的聚合反應(yīng)。由于聚合體系中的其他添加物少，因而所得聚合產(chǎn)物純度高，特別適合于 制備一些對(duì)透明性和電性能要求高的產(chǎn)品。本體聚合的體系組成和反應(yīng)設(shè)備是最簡(jiǎn)單的，但聚合反應(yīng)卻是最難控制的，這是由于本體聚 合不加分散介質(zhì)，聚合反應(yīng)到一定階段后，體系粘度大，易產(chǎn)生自動(dòng)加速現(xiàn)象，聚合反應(yīng)熱也難 以導(dǎo)出，因而反應(yīng)溫度難

7、控制，易局部過(guò)熱，導(dǎo)致反應(yīng)不均勻，使產(chǎn)物分子量分布變寬。這在一 定程度上限制了本體聚合在工業(yè)上的應(yīng)用。為克服以上缺點(diǎn)，常采用分階段聚合法，即工業(yè)上常 稱(chēng)的預(yù)聚合和后聚合。甲基丙烯酸甲酯在偶氮二異丁儲(chǔ)或過(guò)氧化苯甲酰引發(fā)劑存在下，進(jìn)行如下聚合反應(yīng)：ch3CH3CH2=J3等型YCHl必0=C-0CH30=C-0CH3有機(jī)玻璃是通過(guò)甲基丙烯酸甲酯的本體聚合制備的。甲基丙烯酸甲酯的密度小于聚合物的密 度，在聚合過(guò)程中出現(xiàn)較為明顯的體枳收縮。為了避免體枳收縮和有利于散熱，工業(yè)上往往采用 二步法制備有機(jī)玻璃。甲基丙烯酸甲酯聚合初期平穩(wěn)反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)化率超過(guò)20%之后，聚合體系粘 度增加，聚合速率顯著增加。此時(shí)

8、應(yīng)該停止第一反應(yīng)，將聚合漿液轉(zhuǎn)移到模具中，低溫反應(yīng)較長(zhǎng) 時(shí)間。當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上后，聚合物已成型，可以升溫使單體完全聚合。三、實(shí)驗(yàn)試劑及儀器：實(shí)驗(yàn)試劑：甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁睛實(shí)驗(yàn)儀器：恒溫水浴、磁力攪拌、試管夾、試管、錐形瓶、烘箱四、實(shí)驗(yàn)步驟:1、預(yù)聚合：在50ml錐形瓶中加入20gMMA及單體質(zhì)量0.1%0.2%AIBN,將錐形瓶置于 8090的水浴鍋中，蓋上塞子。用試管夾夾住瓶頸在水浴中不斷搖動(dòng)，進(jìn)行預(yù)聚合約0.5h,注 意觀察體系的粘度變化，當(dāng)體系粘度變大，但仍能順利流動(dòng)時(shí)，結(jié)束預(yù)聚合。立即將錐形瓶從水 浴中移除，冷卻到室溫。2、澆鑄港模:將以上制備的預(yù)聚液小心地灌入預(yù)先干燥的

9、試管中（可適當(dāng)在試管中加些許裝 飾物），澆灌時(shí)注意防止錐形瓶外的水珠滴入。為避免氣泡的產(chǎn)生，將預(yù)聚物沿試管壁緩慢、呈細(xì) 流狀倒入試管中，注意不要將試管全灌滿，稍留一點(diǎn)空間，以免加熱熱膨張而溢出，甚至將模具 脹裂。3、后聚合：將灌好預(yù)聚液的試管口塞上棉花團(tuán)，放入455OC的烘箱中反應(yīng)約24h。然后在 100C保溫lh,使反應(yīng)趨于完全。4、脫模：敲碎試管，得到試管形狀的有機(jī)玻璃。五、實(shí)驗(yàn)記錄及討論：實(shí)訓(xùn)三醇解度的測(cè)定一、目的要求1、掌握聚乙酸乙烯酯醉解度的測(cè)定方法；2、了解聚合物化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。二、基本原理醇解度是指分子鏈上的羥基與醉解前分子鏈上乙?；倲?shù)的比值。聚乙酸乙烯酯醇解制得聚 乙烯醉，其

10、醉解度常不相同，分子鏈上還剩有數(shù)量不等的乙?；?。用NaOH溶液水解剩余的酯基, 根據(jù)所消耗的NaOH的量，可以計(jì)算出醇解度。三、儀器和試劑L儀器：分析天平、酸式滴定管、回流裝置、錐形瓶2.藥品：聚乙烯醇、0.5mol/LNaOH溶液、0.5mol/LHCl溶液、0.1%甲基橙四、實(shí)驗(yàn)步驟稱(chēng)取1. 5g （精確到Img）干燥至恒重的聚乙烯醇樣品，置于250ml的錐形瓶中，加入80ml蒸僧 水，回流使聚乙烯醇全部溶解；稍冷后加入25ml0.5mol/LNaOH溶液，在水浴上回流1小時(shí)，再 冷卻至近室溫，用10ml蒸儲(chǔ)水沖洗冷凝管：卸下冷凝管，向錐形瓶中加入幾滴0.1%甲基橙溶液, 用O.5mol/

11、LHC1溶液滴定至出現(xiàn)黃色。同時(shí)做空白滴定。重復(fù)兩次。醇解度計(jì)算公式：乙酰基含量=(Vo-V) CxO. 043xlOO%xlOO%醇解度=m -(V°-V) Cx0086' m- (VQV) CxO. 043式中：V、VO分別為樣品滴定、空白滴定所消耗的HC1標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）； C為HC1標(biāo)準(zhǔn)溶 液的物質(zhì)的量的濃度（mol/L）： m為樣品的質(zhì)量（g）o實(shí)訓(xùn)四密度法測(cè)定聚合物結(jié)晶度一、實(shí)訓(xùn)目的1、學(xué)習(xí)密度法測(cè)定聚合物結(jié)晶度的原理和方法以。2、區(qū)別和理解用體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的結(jié)晶度。3、掌握密度瓶的正確使用方法以。二、實(shí)訓(xùn)原理在聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)中，分子鏈排列的有序

12、狀態(tài)不同，其密度就不同。有序程度愈高，分 子堆積愈緊密，聚合物密度就愈大，或者說(shuō)比體枳愈小。聚合物在結(jié)晶時(shí)，分子鏈在晶體中用有 序堆積，使晶區(qū)的密度Pc高于非晶區(qū)的的密度Pa。如果采用兩相結(jié)構(gòu)模型，即假定結(jié)晶聚合物 由晶區(qū)和非晶區(qū)兩部分組成，且聚合物晶區(qū)密度與非晶區(qū)的的密度具有線性加合性，即p1一/"4(1)則, Pi(2)若假定晶區(qū)和非晶區(qū)的比體枳具有加合性，則V = 匕+(1/)匕(3)得產(chǎn)=竺二= 1/4 - 1“匕一匕一 1/,(4)式中，P、Pc. Pa分別為聚合物、晶區(qū)和非晶區(qū)的密度；V、5、Va分別為聚合物、晶區(qū)和非晶區(qū)的比體積fcV一一用體積分?jǐn)?shù)表示的結(jié)晶度：fcW一

13、一用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的結(jié)晶度。由上式可知，若已知聚合物試樣完全結(jié)晶體的密度Pc和聚合物試樣完全非結(jié)晶體的密度Pa，只 要測(cè)定聚合物試樣的密度P，即可求得其結(jié)晶度。本實(shí)驗(yàn)采用懸浮法測(cè)定聚合物試樣的密度，即在恒溫條件下，在加有聚合物試樣的試客中， 調(diào)節(jié)完全互溶的兩種液體的比例，使聚合物試樣不沉也不浮，懸浮在混合液體中部，根據(jù)阿基米 德定律可知，此時(shí)混合液體的密度與聚合物試樣的密度相等，用密度瓶測(cè)定該混合液體的密度， 即可得聚合物試樣的密度。三、儀器樣品1、實(shí)驗(yàn)儀器25mL密度瓶1只，50mL量筒1支，玻璃棒1根，滴管2支，卷筒紙和電子天平2、實(shí)驗(yàn)試劑：聚乙烯試樣A （粒狀），聚丙烯試樣B （粒狀），蒸

14、儲(chǔ)水，95%乙醉四、實(shí)驗(yàn)步驟1、樣品處理為了除去催化劑、雜質(zhì)及表面吸附的空氣，預(yù)先將樣品放置在裝有甲醇的燒杯內(nèi)漬煮數(shù)次， 備用。2、在量筒中加入95%乙醇15mL,然后加入數(shù)粒聚乙烯試樣，用滴管加入蒸儲(chǔ)水，同時(shí)上 下攪拌，使液體混合均勻，直至樣品不沉也不浮，懸浮在混合液中部，保持?jǐn)?shù)分鐘，此時(shí)混合液 的密度即為該聚合物樣品的密度。試驗(yàn)裝置如下圖所示。圖1實(shí)驗(yàn)裝置示意圖圖2密度瓶示意圖3、混合液體密度的測(cè)定。先用電子天平稱(chēng)得干燥的空密度瓶的質(zhì)量Wo,然后取下瓶塞，灌 滿被測(cè)混合液體，蓋上瓶塞。多余液體從毛細(xì)管溢出。然后用卷筒紙擦去溢出的液體，稱(chēng)得裝滿混合液體后密度瓶的質(zhì)量W1O之后倒出瓶中液體，用

15、蒸馀水洗滌數(shù)次后再裝滿蒸飾水，擦干瓶 體，稱(chēng)得裝滿蒸飾水后密度瓶的質(zhì)量W木，若已知實(shí)驗(yàn)溫度下蒸馀水的密度P水，測(cè)混合液體的密 度可按下式求得一叫一WoP 產(chǎn)4、取另一只干燥的密度瓶，換一種試樣，重復(fù)步驟2和步驟3。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1、實(shí)驗(yàn)記錄樣品名稱(chēng):實(shí)驗(yàn)溫度：表1稱(chēng)量記錄表樣品編號(hào)空密度瓶WVg裝滿混合液體后的質(zhì)量W/g裝滿蒸鐳水后的質(zhì)量w MgAB2、數(shù)據(jù)處理（1）計(jì)算待測(cè)樣品密度按式（1）計(jì)算待測(cè)樣品密度水的密度P木 :待測(cè)樣品A的密度：待測(cè)樣品B的密度 : （2）結(jié)晶度計(jì)算從文獻(xiàn)中查出聚乙烯完全結(jié)晶體密度和完全非結(jié)晶體密度，式（2）和式（4）計(jì)算A、B兩 種試樣的結(jié)晶度。表2結(jié)晶

16、度計(jì)算結(jié)果表樣品編號(hào)待測(cè)樣品密度 P （g/cm°）結(jié)晶度體積分?jǐn)?shù)（）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）AB六、注意事項(xiàng)1、兩種液體應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆颉?、密度瓶的液體要加滿，不能有氣泡。3、先稱(chēng)空的質(zhì)量，再稱(chēng)裝滿混合液體的質(zhì)量，最后稱(chēng)裝滿蒸儲(chǔ)水的質(zhì)量。七、思考題1、高聚物的結(jié)晶有何特點(diǎn)？2、影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些？實(shí)訓(xùn)五：丙烯酰胺的溶液聚合丙烯酰胺的溶液聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、通過(guò)本實(shí)驗(yàn)掌握丙烯酰胺的溶液聚合方法；2、了解溶液聚合的聚合機(jī)理及聚合中各組分的作用；二、實(shí)驗(yàn)原理：溶液聚合是將單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，在溶液狀態(tài)下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。根據(jù)聚合產(chǎn) 物是否溶于溶劑可分為均相溶液聚合和沉淀溶液聚合。與本

17、體聚合相比，溶液聚合體系粘度小，傳質(zhì)和傳熱容易，聚合反應(yīng)溫度容易控制，不易發(fā) 生自動(dòng)加速現(xiàn)象，而且由于高分子濃度低，不易發(fā)生向高分子的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，因而支化產(chǎn)物少， 產(chǎn)物分子量分布較窄；缺點(diǎn)是單體被稀釋?zhuān)酆戏磻?yīng)速率慢，產(chǎn)物分子量較低，而且如果產(chǎn)物不 能直接以溶液形式應(yīng)用的話，還需增加溶劑分離與回收后處理工序，加之溶液聚合的設(shè)備龐大， 利用率低，成本較高。這些缺點(diǎn)使溶液聚合在工業(yè)上應(yīng)用不如懸浮聚合和乳液聚合多。進(jìn)行溶液聚合時(shí)，由于溶劑并非完全是惰性的，對(duì)反應(yīng)要產(chǎn)生各種影響，選擇溶劑時(shí)要注意 其對(duì)引發(fā)劑分解的影響、鏈轉(zhuǎn)移作用、對(duì)聚合物的溶解性能的影響。聚丙烯酰胺是一種優(yōu)良的絮凝劑，水溶性好，廣泛應(yīng)

18、用于石油開(kāi)采、選礦、化學(xué)工業(yè)及污水 處理等方面。合成聚丙烯酰胺的化學(xué)反應(yīng)簡(jiǎn)式如下：nCH2=CH fCHz-CHMO=i-NH20=心比三、實(shí)驗(yàn)試劑及儀器：實(shí)驗(yàn)儀器：磨口錐形瓶、回流冷凝管一個(gè)、電磁攪拌器、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、燒杯錐形瓶：實(shí)驗(yàn)試劑：丙烯酰胺、乙醉、偶氮二異丁睛、蒸馀水四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、在裝有攪拌子、回流冷凝管的磨口錐形瓶（燒瓶）中加入丙烯酰胺10g （即0.14mol）和 80ml乙醇，開(kāi)動(dòng)攪拌器，使單體溶解：2、將另一個(gè)小燒杯內(nèi)預(yù)先準(zhǔn)備好的偶氮二異丁精溶液（0.010.05g溶于10ml乙醇中）從冷 凝管上口倒入反應(yīng)瓶，并用10mL乙醇沖洗冷凝管。逐步升溫到90 C,這時(shí)聚合物便

19、逐漸形成, 在90 C下反應(yīng)23h,注意觀察體系內(nèi)粘度的變化。3、反應(yīng)完畢，將所得到的產(chǎn)物聚合物沉淀用布氏漏斗抽濾，用少量的乙醇洗滌三次，將聚合 物轉(zhuǎn)移到表而玻璃上，在30 °C真空烘箱中干澡至恒重，稱(chēng)重、計(jì)算產(chǎn)率。聚丙烯酰胺產(chǎn)率褸產(chǎn)物質(zhì)量反應(yīng)物質(zhì)量X100%五、注意事項(xiàng)1、在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先加引發(fā)劑，等到引發(fā)劑溶解后，再升溫。2、如在反應(yīng)的過(guò)程中粘度過(guò)高，可加入適量乙醇。六、實(shí)驗(yàn)記錄及討論：實(shí)訓(xùn)六：相對(duì)分子量的測(cè)定一、實(shí)訓(xùn)目的1 .測(cè)定聚丙烯酰胺或聚乙烯醇的粘均分子量2 .掌握用烏貝路德（Ubbelohde）粘度計(jì)測(cè)定粘度的方法預(yù)習(xí)要求1. r解粘度法測(cè)定高聚物分廣量的基本原理和公式2.

20、 了解烏貝路譙粘度計(jì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)二、基本原理分子量是農(nóng)征化合物特性的基本參數(shù)之,。但高聚物分子量大小不，參差不齊，般在io,10： 之間，所以通常所測(cè)高聚物的分廣量是平均分子量。測(cè)定高聚分子量的方法很多，對(duì)線型高聚物，各 方法適用的范圍如下：測(cè)量方法高聚物分子量范圍端基分析OXIO1沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低、等溫蒸馀<3X10,滲透壓lOlO6光散射1(/10：超離心沉降及擴(kuò)散及10：粘度法10,10：其中粘度法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，有相當(dāng)好的實(shí)驗(yàn)精度，但粘度法不是測(cè)分量的絕對(duì)方法，因 為此法中所用的特性粘度與分廣量的經(jīng)驗(yàn)方程是要用其它方法來(lái)確定的，高聚物不同，溶劑不同，分 廣量范圍不同，就要用

21、不同的經(jīng)驗(yàn)方程式。高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映/液體在流動(dòng)時(shí)存在著內(nèi)摩擦。在測(cè)高聚物溶液粘度求分r 量時(shí)，常用到下衣中的些名詞。名詞與符號(hào)物理意義純?nèi)軇┱扯菻o溶劑分子與溶劑分子間的內(nèi)摩擦式現(xiàn)出來(lái)的粘度溶液粘度n溶劑分廣與溶劑分r之間、高分子與高分r之間和高分子 與溶劑分子之間，三者內(nèi)摩擦的綜合表現(xiàn)相對(duì)粘度Hrnr = n/no溶液粘度對(duì)溶劑粘度的相對(duì)值增比粘度nspn sp = （ n - n o）/ n o = n / n o-i = n r-i 高分r與高分子之間，純?nèi)軇┡c高分r之間的內(nèi)摩擦效應(yīng)比濃粘度n sP/c單位濃度下所顯示出的粘度特性粘度n 11m旭=環(huán)c反映高分子與溶劑分廣

22、之間的內(nèi)摩擦如果高聚物分f的分了量愈大，則它與溶劑間的接觸表面也愈大，摩擦就大，表現(xiàn)出的特粘度也 大。特性粘度和分廣量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式為：（1）式中,M為粘均分r量;K為比例常數(shù)；。是與分子形狀有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)cK和0值與溫度、聚合物、 溶劑性質(zhì)有關(guān)，也和分f量大小有關(guān)。K值受溫度的影響較明顯，而a值主要取決于高分/線團(tuán)在某 溫度下，某溶劑中舒展的程度，其數(shù)值介于0.51之間。高聚物溶劑溫度/KX104a聚苯乙烯苯2 01.230. 72聚苯乙烯苯3 01.060. 74聚苯乙烯甲苯2 53. 700. 62聚乙烯醇水2 52.00. 76聚乙烯醇水3 06. 660. 64聚甲基丙烯聚甲酯苯2

23、 50. 380. 79K與Q的數(shù)值可通過(guò)其它絕刻方法確定，例如滲透壓法、光散射法等，從粘度法只能測(cè)定得n。在無(wú)限稀釋條件下：囑等任。饕小 因此我們獲得n的方法有二種：種是以nsp/c對(duì)*c作圖，外推到c-o的截距值；另種是以InRr/C對(duì)C作圖，也外推到C-0的截距值，如右圖所示，兩根線應(yīng)會(huì)合于點(diǎn)，這也可校核實(shí)驗(yàn)的 可靠性。般這兩條直線的方程表達(dá)式為下列形式：監(jiān)=屈+而2c測(cè)定粘度的方法主要有毛細(xì)管法、轉(zhuǎn)筒法和落球法。在測(cè)定高聚物分廣的特性粘度時(shí)，以毛細(xì)管流出 法的粘度計(jì)最為方便。若液體在毛細(xì)管粘度計(jì)中，閃重力作用流出時(shí)，可通過(guò)泊肅葉（Poiseuille）公 式計(jì)算粘度。(4)式中，n為液

24、體的粘度；P為液體的密度：L為毛細(xì)管的長(zhǎng)度：r為毛細(xì)管的半徑；t為流出的 時(shí)間；h為流過(guò)毛細(xì)管液體的平均液柱高度；V為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積：m為毛細(xì)管末端校正的參數(shù) （一般在r/L«l時(shí),可以取對(duì)于某只指定的粘度計(jì)而言，（4）式可以寫(xiě)成下式：=At 。 £式中，B<b當(dāng)流出的時(shí)間t在2min左右（大于100s）,該項(xiàng)（亦稱(chēng)動(dòng)能校正項(xiàng)）可以從略。又因通 常測(cè)定是在稀溶液中進(jìn)行（ClXl（）rgciiF,所以溶液的密度和溶劑的密度近似相等，因此可將nr 寫(xiě)成：(6)%二二 / %式中，t為溶液的流出時(shí)間;t。為純?nèi)軇┑牧鞒鰰r(shí)間。所以通過(guò)溶劑和溶液在毛細(xì)管中的流出時(shí) 間，從

25、（6）式求得nr,由下式計(jì)算出nsp。再由作圖法求得n。Q sp = （ Q- Qo）/ Qo = Q/ Qo - 1 = Q r - 1可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量不同濃度的溶液通過(guò)粘度計(jì)的時(shí)間，與溶劑通過(guò)的時(shí)間比較，得到不同濃度下的 的相對(duì)粘度nr值，再計(jì)算得增比粘度nsPo作圖求得特性粘度n,從（1）式即可計(jì)算得到粘 均分子量。三、儀器和試劑1 .儀器：恒溫槽（1套）；貝路德粘度計(jì)（1只）；移液管10mL （2只），5mL （1只）；110秒停表（1只）；洗耳球（1 M）；螺旋夾（1只）；橡皮管（約5cm長(zhǎng)）（2根）。2 .藥品：聚乙烯醇正丁醇 無(wú)水乙醇四、實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)用的烏貝路德粘度計(jì)，又叫氣承懸

26、柱式粘度計(jì)。它的最大優(yōu)點(diǎn) 可以在粘度計(jì)里逐漸稀釋從而節(jié)省許多操作手續(xù)。1 .先用洗液將粘度計(jì)洗凈，再用自來(lái)水、蒸餡水分別沖洗幾次，每 都要注意反復(fù)流洗毛細(xì)管部分，洗好后烘干備用。2 .調(diào)節(jié)恒溫槽溫度至（30. 0±0. 1）,在粘度計(jì)的B管和C管上都 上橡皮管，然后將其垂直放入恒溫槽，使水面完全浸沒(méi)1球。3 .聚乙烯醇溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取聚乙烯醇0.500g于燒杯中，加60nli蒸馀水，加熱至85使 溶解，冷至室溫后，將溶液移至100血容量瓶中，滴加10滴正丁醇（消 劑），在（30. 0±0. DC恒溫下，加蒸鏘水稀釋至刻度，并搖勻。然后, 預(yù)先洗凈并烘干的3號(hào)砂芯漏斗過(guò)濾溶

27、液。4 .溶劑流出時(shí)間to的測(cè)定移取20nli已恒溫的蒸儲(chǔ)水，由A管注入粘度計(jì)中內(nèi)，再恒溫5min。用橡膠管封閉C管口，用洗 耳球從B管吸溶劑使溶劑上升至球1。然后同時(shí)松開(kāi)C管和B管，使B管溶劑在重力作用下流經(jīng)毛細(xì) 管。記錄溶劑液面通過(guò)a標(biāo)線到b標(biāo)線所用時(shí)間，重復(fù)三次，任意兩次時(shí)間相關(guān)小于0.3s。5 .溶液流出時(shí)間t的測(cè)定在原20ml水中,從A管分別依次加入Co=0.500g/100ml已恒溫聚乙烯醇水溶液2. 00、2. 00、2.00、 2.00ml、2. 00ml»每加次溶液，均要封閉C管，并用洗耳球從B管口多次吸溶液至1球，以洗滌B管并使溶液均勻混合。然后按上述方法測(cè)定各溶

28、液的流出時(shí)間五、數(shù)據(jù)記錄與處理室溫：C大氣壓力：pa1 .將所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入下表中。原始溶液濃度CO (g/ml) :恒溫溫度 ： to =C (g cm “)tl/st2/st3./st平均/snrIn Q rnspnsp/cIn n r/CCl =2/22*CoC2 =4/24*CoC3 =6. 2 6求CoCi 8/28*CoC5 =10/30*C02 .作 A SP/C C及In A r/C C圖，并外推到C-0由截距求出n 。在特征粘度的測(cè)定過(guò)程中，有時(shí)并非操作不慎，作圖結(jié)果會(huì)出現(xiàn)如下圖的異?，F(xiàn)象，在（3）式的第式中的k'和n sp/c值與高聚物結(jié)構(gòu)和形態(tài)有關(guān)，而

29、（3）式的第二式，其物理意義不太明確，因此出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，以（3）式的第式曲線即n SP/C - c求n值。3 .由公式（1）計(jì)算聚乙烯醵的粘均分廣量，K, a值查閱相關(guān)附表。六、思考與討論1 .烏貝路德粘度計(jì)中支管C有何作用？除去支管C是否可測(cè)定粘度？2 .粘度計(jì)的毛管太粗或太細(xì)有什么缺點(diǎn)？3 .為什么用n 來(lái)求算高聚物的分子量?它和純?nèi)軇┱扯扔袩o(wú)區(qū)別？4 .分析實(shí)驗(yàn)成功與失敗的原因。【注意事項(xiàng)】1 .粘度計(jì)必須潔凈2 .實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，恒溫槽的溫度要保持恒定。加入樣品后待恒溫才能進(jìn)行測(cè)定。3 .粘度計(jì)要垂直浸入恒溫槽中，實(shí)驗(yàn)中不要振動(dòng)粘度計(jì)實(shí)訓(xùn)七醋酸乙烯酯的溶液聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1） 掌握醋

30、酸乙烯酯的溶液聚合方法二、實(shí)驗(yàn)試劑及儀器：實(shí)驗(yàn)試劑：偶氮.異肪、醋酸乙烯酯實(shí)驗(yàn)儀器：?jiǎn)慰跓?個(gè)、回流冷凝管1個(gè)、電磁攪拌器、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、燒杯 三、實(shí)驗(yàn)原理VnCII2=CH-OCCH3 -4-CH2-CU-OCOCHy四、實(shí)驗(yàn)步驟1、在裝有攪拌子、回流冷凝管和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中加入醋酸乙烯酯20g （即21.5H）：2、將另一個(gè)小燒杯內(nèi)預(yù)先準(zhǔn)備好的偶氮二異丁臘溶液（0.05g溶于10ml乙醇中）倒入反應(yīng) 瓶：3、攪拌混合溶液，當(dāng)偶氮二異丁睛完全溶解后，升溫至反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度61-63C （水浴溫度 80-90C）,注意觀察體系內(nèi)粘度的變化。2-3h后停止反應(yīng)，向反應(yīng)瓶中加入冷水，出現(xiàn)不溶于水的

31、稠狀物，將瓶?jī)?nèi)聚合物倒入一次性杯子 中，放入真空烘箱中，在60C的條件下干燥lh,稱(chēng)重五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論聚乙酸乙烯酯產(chǎn)率的計(jì)算聚乙酸乙烯酯產(chǎn)率謠=產(chǎn)物質(zhì)量反應(yīng)物質(zhì)量X100%實(shí)訓(xùn)八 塑料薄膜的鑒別實(shí)訓(xùn)一、實(shí)訓(xùn)目的1、初步掌握感官鑒別塑料薄膜的方法。2、掌握燃燒鑒別塑料薄膜的方法。二、實(shí)訓(xùn)原理由于不同塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，因此在燃燒時(shí)的特點(diǎn)不同，從而有利于進(jìn)行鑒別。三、儀器樣品各種類(lèi)型的塑料落膜、剪刀、銀子、火柴、大地鍋四、實(shí)驗(yàn)步驟用剪刀剪取一塊大小適中的薄膜，先觀察其外觀，再用火柴點(diǎn)燃，觀察燃燒特點(diǎn)。附常見(jiàn)塑料薄膜特點(diǎn)：品種感官特點(diǎn)燃燒特點(diǎn)LDPE （低密度高壓聚乙烯）手感柔軟：白色透明，但透明

32、 度一般，常有膠帶及印刷字。（注:膠帶和印刷字是是可避 免的，但一定要控制其含量， 因這些會(huì)影響在市場(chǎng)上的價(jià) 格）。燃燒火焰上黃下藍(lán):燃燒時(shí)無(wú) 煙,有石蠟的氣味，熔融滴落， 易拉絲。PP （聚丙烯）為白色透明與LDPE相比透 明度較高，揉搓時(shí)有聲響燃燒時(shí)火焰上黃下藍(lán)，氣味似 石油，熔融滴落，燃燒時(shí)無(wú)黑 煙。PET膜（聚脂）為白色透明，手感較硬，揉搓 時(shí)有聲響。外觀似PP。燃燒時(shí)有黑煙，火焰有跳火現(xiàn) 象，燃燒后材料表而黑色炭 化，手指揉搓燃燒后的黑色炭 化物，碳化物呈粉末狀。PVC膜 （聚氯乙烯）外觀極似EVA但有彈性。燃燒時(shí)冒黑煙，離火即火，燃 燒表而呈黑色，無(wú)熔融滴落現(xiàn) 象尼龍共聚料（LDP

33、E+尼龍）感觀與LDPE極為相似。燃燒火焰上黃下藍(lán)，燃燒時(shí)無(wú) 煙，有石蠟的氣味，熔融滴落， 易拉絲但與LDPE不同的是 然燒時(shí)有毛發(fā)燃燒的氣味，燃 燒后呈淡黃色。PE+PP共聚料與LDPE相比較，透明度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于LDPE,手感與LDPE無(wú) 差異,撕裂試驗(yàn)極象PP膜， 才質(zhì)為透明純白色。燃燒時(shí)火焰為全黃色，熔融滴 落，無(wú)黑煙，氣味似石油。PP+PET共聚料外觀似PP,透明度極高，揉 搓時(shí)聲響大于PP。燃燒時(shí)有黑煙，火焰有跳火現(xiàn) 象，燃燒表而呈黑色炭化。PE+PET復(fù)合膜材料表面一面光滑一面不光 滑，白色透明燃燒時(shí)似PET,無(wú)熔融滴落現(xiàn) 象，燃燒表面黑色炭化，有黑 煙，有跳火現(xiàn)象，帶有PE的 石蠟

34、氣味實(shí)訓(xùn)九熔融指數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握熱塑性高聚物熔融指數(shù)的測(cè)定方法。2 .了解聚合物熔融指數(shù)的測(cè)定條件。二、實(shí)驗(yàn)原理熔融指數(shù)（MI）的數(shù)據(jù)可以用來(lái)區(qū)別各種熱塑性高聚物在熔融狀態(tài)時(shí)流動(dòng)性的好壞。但只是一個(gè)大 體上的分類(lèi)手段，還不能根據(jù)熔融指數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)實(shí)際成型加工工藝過(guò)程。另外，對(duì)同一種高聚物, 還可以用熔融指數(shù)來(lái)比較高聚物分子量大小，作為生產(chǎn)上的品質(zhì)控制。一般來(lái)講，同一種高聚物 （化學(xué)結(jié)構(gòu)一定），其熔融指數(shù)愈小，分子量愈大，熔融指數(shù)愈大，分子量愈小。熔融指數(shù)就是熱塑性高聚物在一定溫度，一定壓力下，熔體在10分鐘內(nèi)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的重量值, 以克分鐘表示。三、儀器設(shè)備熔融指數(shù)儀、天平等。四、

35、實(shí)驗(yàn)步驟（樣見(jiàn)說(shuō)明書(shū)）五、記錄表格及數(shù)據(jù)處理試樣名稱(chēng)溫度負(fù)荷重壓力樣條號(hào) 取樣時(shí)間（秒）樣條重（克）樣條平均重（克）MI（克/10 分） 1 2 3熔融指數(shù)（MI）可按下列計(jì)算：MI=WX600/t （克/10 分鐘）式中W三個(gè)樣條重量的算術(shù)平均值（克）：t取樣條時(shí)間（秒）六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真預(yù)習(xí)，集中精神聽(tīng)指導(dǎo)講解，操作試驗(yàn)機(jī)時(shí)，認(rèn)真細(xì)致，注意安全。2、同組同學(xué)要分工協(xié)作，有計(jì)算的要輪換。實(shí)訓(xùn)十丙烯臘共聚物的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握溶液聚合實(shí)施于丙烯睛三元共聚的方法： 了解影響聚合反應(yīng)的因素： 熟悉配料計(jì)算及聚合轉(zhuǎn)化率的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理睛綸是以丙烯晴（Ml）、丙烯酸甲酯（M2

36、）和甲基丙烯磺酸鈉或衣康酸（亞甲基丁二酸） 為單體，偶氮二異丁睛為引發(fā)劑，異丙醇（IPA）為鏈轉(zhuǎn)移劑，經(jīng)自由基型三元共聚反應(yīng)制得的三 元共聚物。丙烯睛的聚合屬自由基型鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，由于均聚丙烯睛分子傾向于緊密堆砌，橫向高度有序， 故而不存在有規(guī)則的三維空間的結(jié)晶。這種結(jié)構(gòu)使染料分子很難進(jìn)入，給染色帶來(lái)相當(dāng)大的困難。 此外還使纖維缺少?gòu)椥?，質(zhì)地發(fā)脆，并使纖維成型時(shí)不能進(jìn)行高倍拉伸。為了改善這些缺點(diǎn)，生 產(chǎn)聚丙烯睛纖維大多采用丙烯揩共聚物為原料。在丙烯儲(chǔ)聚合時(shí)，除了必須加入第二單體外，還 需加入第三單體進(jìn)行共聚合。實(shí)驗(yàn)以51%的硫例酸鈉（NaSCX）水溶液為溶劑進(jìn)行溶液聚合，由于在聚合前后的總重量不

37、變，故單體轉(zhuǎn)化率可由下式計(jì)算：轉(zhuǎn)化率（%） = （MO-M） /M0X100% =聚合液中高聚物的百分含量/ M0X100%=高聚物薄膜重/皿）X與薄膜相應(yīng)的聚合液重X100%式中：M0為體系中總單體的初始重量百分濃度，Y為聚合結(jié)束時(shí)體系中殘余單體的重量百分濃度。三、儀器和試劑1、儀器：大試管、帶塞溫度計(jì)（0100）、方玻璃4塊、表而皿、銀子、水浴裝置等。2、試劑：丙烯儲(chǔ)（AN）、丙烯酸甲酯（MA）、衣康酸（亞甲基丁二酸）、偶氮二異丁睛（RIBX）、 異丙醉（IPA）、51%的硫京酸鈉（NaSCN）、鐵機(jī)指示劑（1%的FeSOi溶液）等。3、主要試劑用量計(jì)算配制反應(yīng)混合液20或25g,其總單體濃度為14%,三種單體重量配比為，丙烯儲(chǔ)：丙烯酸甲酯: 衣康酸=91： 7： 2,偶氮二異丁臘為單體重量0.6%,異丙醇為單體重量的3%。各種物資的需要量為：Wx=GMP/Cx式中：Wx 為X物質(zhì)所需要的重量（g）：G為需配制的反應(yīng)混合液的重量（g）；M為反應(yīng)混合液中總單體的百分濃度；P 為所求的X物質(zhì)占總單體的百分比；Cx為X物質(zhì)的純度（）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、丙烯儲(chǔ)共聚物的制備在試管中加入已稱(chēng)好的二甲基丁二酸固體，然后再加入硫京酸鈉溶液，最后依次加入丙烯臘、丙 烯酸甲酯、異丙醇、偶氮二異丁臘，蓋上裝有溫度計(jì)的塞子，輕輕搖勻。待固體物溶解后，放置 在水浴中加熱，反應(yīng)