高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)整合版

1、實(shí)驗(yàn)一、苯乙烯懸浮聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)懸浮聚合的實(shí)驗(yàn)方法，了解懸浮聚合的配方及各組份的作用了解控制粒徑的成珠條件及不同類型懸浮劑的分散機(jī)理、攪拌速度、攪拌器形狀對(duì)懸浮聚合物粒徑等的影響，并觀察單體在聚合過程中之演變。二、實(shí)驗(yàn)原理懸浮聚合是由烯類單體制備高聚物的重要方法之一。由于水為分散介質(zhì)，聚合熱可以迅速排除，因而反應(yīng)溫度容易控制；生產(chǎn)工藝簡單；制成的成品呈均勻的顆粒狀，故又稱為珠狀聚合；產(chǎn)品不經(jīng)造粒即可直接成型加工。懸浮聚合是將單體以微珠形式分散于介質(zhì)中進(jìn)行的聚合。從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)看，懸浮聚合與本體聚合完全一樣， 每一個(gè)微珠相當(dāng)于一個(gè)小的本體。懸浮聚合克服了本體聚合中散熱困難的問題，但因珠粒表

2、面附有分散劑，使純度降低。當(dāng)微珠聚合到一定程度，珠子內(nèi)粒度迅 速增大，珠與珠之間很容易碰撞粘結(jié)，不易成珠子，甚至粘成一團(tuán)，為此必須加入適量分散 劑，選擇適當(dāng)?shù)臄嚢杵髋c攪拌速度。由于分散劑的作用機(jī)理不同，在選擇分散劑的各類和確定分散劑用量時(shí)，要隨聚合物種類和顆粒要求而定，如顆粒大小、形狀、樹脂的透明性和成膜性能等。同時(shí)也要注意合適的攪拌強(qiáng)度和轉(zhuǎn)速，水與單體比等。苯乙烯（St ）通過聚合反應(yīng)生成如下聚合物。反應(yīng)式如下：本實(shí)驗(yàn)要求聚合物體具有一定的粒度。粒度的大小通過調(diào)節(jié)懸浮聚合的條件來實(shí)現(xiàn)。三、儀器及試劑儀器：250mL三口瓶、電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)、恒溫水浴、表面皿、吸管、移液管、布氏漏斗。i圖聚合

3、裝置圖（1.攪拌器2.四氟密封塞3.溫度計(jì)4.溫度計(jì)套管5.冷凝管） 配方如下表所示：組分試齊規(guī)格加料量單體苯乙烯 99.5%16ml分散劑聚乙烯醇（1.5%）DP=1750 5020ml引發(fā)劑BPO精制0.3g介質(zhì)水無離子水130ml四、實(shí)驗(yàn)步驟按圖1安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，為保證攪拌速度均勻， 整套裝置安裝要規(guī)范。尤其是攪拌器安裝后，用手轉(zhuǎn)動(dòng)，阻力小轉(zhuǎn)動(dòng)輕松自如。用分析天平準(zhǔn)確稱取 0.3gBPO （用分析天平）放于 100ml錐形瓶中。再用移液管按配方 量取苯乙烯，加入錐形瓶中。輕輕振動(dòng)，待BPO完全溶解于苯乙烯后將溶液加入三口瓶中。再加入20ml1.5%的聚乙烯醇溶液。最后用130ml無離子水

4、分別沖洗錐形瓶和量筒后加入三口瓶中。通過冷凝水。啟動(dòng)攪拌器并控制在一恒定轉(zhuǎn)速，在20-30分鐘內(nèi)將溫度升至 85-90 C,開始聚合反應(yīng)。在整個(gè)過程中除了要控制好反應(yīng)溫度外，關(guān)鍵是要控制好攪拌速度。尤其是反應(yīng)一個(gè)多小時(shí)以后，體系中分散的顆粒變得發(fā)粘（為什么？），這時(shí)攪拌速度如果忽快忽慢或者停止都會(huì)導(dǎo)致顆粒粘在一起，或粘在攪拌器形成結(jié)塊，致使反應(yīng)失敗。所以反應(yīng)中一定要控制好 攪拌速度?？稍诜磻?yīng)后期將溫度升至反應(yīng)溫度上限，以加快反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)1.5-2h小時(shí)后，可用吸管吸取少量顆粒與表面皿中進(jìn)行觀察，如顆粒變硬發(fā)脆， 可結(jié)束反應(yīng)。停止加熱，撤出加熱器，一邊攪拌以便用冷水將聚合體系冷卻至室溫

5、（為什么？）。停。最后插屏在鼓止攪拌，取下三口瓶。產(chǎn)品用布氏漏斗濾干，并用熱水洗數(shù)次（為什么？）風(fēng)干燥箱烘干（50 C）,稱重并計(jì)算產(chǎn)率。五、注意事項(xiàng)反應(yīng)時(shí)攪拌要快，均勻，使單體能形成良好的珠狀液滴。2.80 1 C保溫階段是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵階段，此時(shí)聚合熱逐漸放出，油滴開始變粘易發(fā)生粘連，需密切注意溫度和轉(zhuǎn)速的變化。如果聚合過程中發(fā)生停電或聚合物粘在攪拌棒上等異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)降溫終止反應(yīng)并傾出反應(yīng)物，以免造成儀器報(bào)廢。六、思考題結(jié)合懸浮聚合的理論，說明配方中各種組分的作用。如改為苯乙烯的本體聚合或乳液聚 合，此配方需做哪些改動(dòng)，為什么？分散劑作用原理是什么？如何確定用量，改變用量會(huì)產(chǎn)生什么影響

6、？如不用聚乙烯醇可 用什么別的代替？懸浮聚合對(duì)單體有何要求？聚合前單體應(yīng)如何處理？根據(jù)實(shí)驗(yàn)體會(huì)， 結(jié)合聚合反應(yīng)機(jī)理， 你認(rèn)為在懸浮聚合的操作中， 應(yīng)特別注意哪些問題？OH實(shí)驗(yàn)二、聚乙烯醇縮甲醛的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ぞ酆衔镏泄倌軋F(tuán)反應(yīng)的原理。掌握聚乙烯醇縮甲醛的制備方法。二、實(shí)驗(yàn)原理聚乙烯醇縮甲醛是利用聚乙烯醇與甲醛在酸性條件下制得的。其反應(yīng)式如下：CHCH 2 C CH 2 + HCHO H + CH CH2CHCH + 出0OH由于幾率效應(yīng)，高分子鏈上的羥基未必能全部進(jìn)行縮醛化反應(yīng)，會(huì)有一部分羥基殘留下來。為了定量表示縮醛化的程度，定義已縮合的羥基量占原始羥基量的百分?jǐn)?shù)為縮醛度。由于聚乙烯醇

7、溶于水，而聚乙烯醇縮甲醛不溶于水，因此，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，最初的均相體系將逐漸變成非均相體系。本實(shí)驗(yàn)是合成水溶性聚乙烯醇縮甲醛膠水，反應(yīng)過程中需控制較低的縮醛度，使產(chǎn)物保持水溶性。如若反應(yīng)過于猛烈，則會(huì)造成局部高縮醛度，導(dǎo)致不 溶性物質(zhì)存在于膠水中，影響膠水質(zhì)量。因此，反應(yīng)過程中，要嚴(yán)格控制催化劑用量、反應(yīng) 溫度、反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)物比例等因素。三、儀器及試劑儀器：250mL三口瓶、電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)、恒溫水浴、10mL量筒、100mL量筒試劑：聚乙烯醇、38%甲醛水溶液、NaOH溶液、鹽酸四、實(shí)驗(yàn)步驟在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的三口燒瓶中加入10g聚乙烯醇及90mL去離子水,開動(dòng)攪拌，加熱至

8、 95C至聚乙烯醇全部溶解。降溫至80 C,加入4mL甲醛溶液，攪拌 15min。滴加0.25mol/L鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的 PH=13,攪拌下進(jìn)行保溫反應(yīng)。隨著反應(yīng)體系之間逐漸變粘稠，當(dāng)體系中出現(xiàn)氣泡或有絮狀物產(chǎn)生時(shí)，迅速加入 1.5mL8%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié) PH值為89。降溫，出料，得無色 透明黏稠液體，即為一種化學(xué)膠水。五、注意事項(xiàng)1 整個(gè)反應(yīng)過程中攪拌要充分均勻，當(dāng)體系變粘稠出現(xiàn)氣泡或有絮狀物產(chǎn)生時(shí)應(yīng)馬上加入NaO溶液，終止反應(yīng)。2工業(yè)上生產(chǎn)膠水時(shí)，為了降低游離甲醛的含量，常在pHf直調(diào)整至78后加入少量尿素,發(fā)生脲醛化反應(yīng)。六、思考題為什么要調(diào)節(jié)產(chǎn)物的 PH 直？為什么縮醛度增加，

9、水溶性會(huì)下降？實(shí)驗(yàn)三、甲基丙烯酸甲酯的本體聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆毡倔w澆注聚合的合成方法及有機(jī)玻璃的生產(chǎn)工藝。二、實(shí)驗(yàn)原理如果直接做甲基丙烯酸甲酯 （MMA）的本體聚合，則由于發(fā)熱而產(chǎn)生氣體只能得到有氣泡 的聚合物。如果選用其它聚合方法（如：懸浮聚合等）由于雜質(zhì)的引入，產(chǎn)品的透明度都遠(yuǎn) 不及本體聚合方法。 為此，工業(yè)上或?qū)嶒?yàn)室目前多采用澆注聚合的方法。即：將本體聚合迅 速進(jìn)行到某種程度（轉(zhuǎn)化率10%左右）做成單體中溶有聚合物的粘稠溶液（預(yù)聚物）后，再將其注入模具中，在低溫下緩慢聚合使轉(zhuǎn)化率達(dá)到9395%,最后在100 C下高溫聚合至反應(yīng)完全。三、儀器及試劑儀器：攪拌電機(jī)、攪拌棒、溫度計(jì)、球形冷凝器

10、、三口瓶、水浴、熱源、模具試劑：MMA偶氮二異丁腈（ATBN四、實(shí)驗(yàn)步驟1 模具制備將兩片平板玻璃（150X 150mm洗凈烘干，在玻璃片間墊好用玻璃紙包緊的膠管（4x 1.5mm）圍成方形并留出灌料口，然后用鐵夾夾緊，備灌模用。2預(yù)聚合反應(yīng)在250ml的三口瓶中安裝攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)。先加入47mgAIBN再加入MMAIOOml 開動(dòng)攪拌使AIBN溶解在單體中，加熱水浴，當(dāng)溫度達(dá)到90C時(shí)保溫5分鐘，然后使物料在8085C維持30分鐘左右，觀察粘度，當(dāng)物料呈蜜糖狀時(shí)，用冷水浴驟然降溫至40C以下終止反應(yīng)并停止攪拌,將三口瓶中預(yù)聚物灌入已備好的模具中,封好灌料口。3低溫聚合反應(yīng)將上述模具放

11、入烘箱中，升溫至 52C，保溫7小時(shí)（此時(shí)用鐵針刺探有機(jī)玻璃，應(yīng)有 彈性出現(xiàn)）低溫聚合結(jié)束,抽掉膠管。4高溫聚合反應(yīng)抽出墊條的模具在烘箱中繼續(xù)緩慢升溫到100C，保溫1.5小時(shí)后，烘箱停止加熱，任其自然冷卻到40C以下，取出模具脫掉玻璃片即得光滑無色透明的有機(jī)玻璃板。五、注意事項(xiàng)聚合反應(yīng)所用塞子應(yīng)采用軟水塞，并防止雜質(zhì)混入反應(yīng)體系，影響聚合反應(yīng)。灌入時(shí)預(yù)聚物中如有氣泡應(yīng)設(shè)法排出。高溫聚合反應(yīng)結(jié)束后，應(yīng)自然降溫至40 以下，再取出膜具進(jìn)行脫模，以避免驟然降溫造成模板和聚合物的破裂。實(shí)驗(yàn)四醋酸乙烯乳液聚合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解乳液聚合的特點(diǎn)、配方及各組分所起作用。2、掌握聚醋酸乙烯酯膠乳的制備方法及

12、用途。二、實(shí)驗(yàn)原理單體在水相介質(zhì)中，由乳化劑分散成乳液狀態(tài)進(jìn)行的聚合，稱乳液聚合。其主要成份是單體、水、引發(fā)劑和乳化劑。引發(fā)劑常采用水溶性引發(fā)劑。乳化劑是乳液聚合的重要組份， 它可以使互不相溶的油一水兩相，轉(zhuǎn)變?yōu)橄喈?dāng)穩(wěn)定難以分層的乳濁液。孚L化劑分子一般由親水的極性基團(tuán)和疏水的非極性基團(tuán)構(gòu)成，根據(jù)極性基團(tuán)的性質(zhì)可以將乳化劑分為陽離子型、 陰離子型、兩性和非離子型四類。當(dāng)乳化劑分子在水相中達(dá)到一定濃度，即到達(dá)臨界膠束濃度（CMC值后，體系開始出現(xiàn)膠束。膠束是乳液聚合的主要場(chǎng)所，發(fā)生聚合后的膠束稱作 為乳膠粒。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，乳膠粒數(shù)不斷增加，膠束消失，乳膠粒數(shù)恒定，由單體液滴提 供單體在乳膠粒內(nèi)

13、進(jìn)行反應(yīng)。此時(shí)，由于乳膠粒內(nèi)單體濃度恒定，聚合速率恒定。到單體液滴消失后，隨乳膠粒內(nèi)單體濃度的減少而速率下降。乳液聚合的反應(yīng)機(jī)理不同于一般的自由基聚合，其聚合速率及聚合度式可表示如下：E 叫廠 2巧& 叫=&式中N為乳膠粒數(shù)，NA是阿佛加德羅常數(shù)。由此可見，聚合速率與引發(fā)速率無關(guān)， 而取決于乳膠粒數(shù)。乳膠粒數(shù)的多少與乳化劑濃度有關(guān)。增加乳化劑濃度，即增加乳膠粒數(shù)，可以同時(shí)提高聚合速度和分子量。而在本體、溶液和懸浮聚合中， 使聚合速率提高的一些因素，往往使分子量降低。所以乳液聚合具有聚合速率快、分子量高的優(yōu)點(diǎn)。乳液聚合在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也非常廣泛。醋酸乙烯酯（VAc）的乳液聚合機(jī)理與一般乳液聚合

14、相同。采用水溶性的過硫酸鹽為引發(fā)劑，為使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行， 單體和引發(fā)劑均需分批加入。 聚合中常用的乳化劑是聚乙烯 醇（PVA。實(shí)驗(yàn)中還常采用兩種乳化劑合并使用，其乳化效果和穩(wěn)定性比單獨(dú)使用一種好。本實(shí)驗(yàn)采用PVA-1788和OP-10兩種乳化劑。1、鏈的引發(fā):NH4 O S O OOOIINH4一.2 NH4 O 一 sOOONH4 OO + CH 2 CHOI C=OICH 3O1O11 C=OCH 3ONH4 O S OCH2CH2、鏈的增長:NHOSO S O CH 2 CHsOC=O3、鏈的終止:+ nCH2=CHC=OOIINH 4 O S O CHOCH 3CH 32CHnCH2CH

15、C=OO=CCH 3CH 3-CH1+CH 1CH 2 CH2 CH -C .1OIi OI1O1 OC=O1C=O 11 C=O1 C=OCH3CH31 CH 3CH 311H2CH1+CH 1QUC +CH= CH 1CH 2 CH2OOOOC=O1C=O1C=O1C=O1CH 3CH 3CH 3CH 3HCH 2CH 2-三、儀器及試劑儀器：四口瓶 （250ml）、滴液漏斗（125ml）、球形冷凝器（30cm）、溫度計(jì)（100C）、攪拌封、攪拌馬達(dá)、攪拌器（漿式）、 水浴鍋試劑：醋酸乙烯（工業(yè)品34克）、聚乙烯醇（醇解度88%的10%水溶液37.5克、過硫酸銨（化學(xué)純0.1克）、蒸餾水（

16、44毫升）、OP-10 （ 0.3 克）四、實(shí)驗(yàn)步驟圖苯乙烯聚合裝置圖1、安裝儀器2、 在四口瓶中加入聚乙烯醇的10%水溶液37.5克（重量），乳化劑OP-10 0.3克，蒸餾水44克。3、 開動(dòng)攪拌，用水浴加熱至65C，加入第一批引發(fā)劑（將 0.1克引發(fā)劑溶于3ml蒸餾 水中加入1ml）,待完全溶解后用滴液漏斗滴加醋酸乙烯，調(diào)節(jié)滴加速度先慢后快溫度慢慢升至70 C，在70 1C反應(yīng)；一小時(shí)后加入第二批引發(fā)劑1ml;再過一小時(shí)后加入第三批引發(fā)劑1ml，在二小時(shí)內(nèi)將34克單體加完。4、 在7072C保溫10分鐘，緩慢升溫到 75C，保持10分鐘，再緩慢升溫至 78C, 保持10分鐘，再緩慢升溫至

17、 80C，保持10分鐘。5、撒掉水浴，自然冷卻到 40C，停止攪拌，出料。6、 測(cè)含固量：取2克乳濁液（精確到0.002克）置于烘至恒重的玻璃表皿上，放于100 C烘箱中烘至恒重計(jì)算含固量（約4小時(shí)）。干燥后樣品重含固量=X 100%干燥前樣品重含固量X產(chǎn)品量一聚乙烯醇量轉(zhuǎn)化率=X 100%單體重量注：配制10%聚乙烯醇水溶液的方法：將3.75克醇解度為88%的聚乙烯醇溶解在 34毫升水中，最好先浸泡一段時(shí)間，然后在 沸水中完全溶解。五、注意事項(xiàng)按要求嚴(yán)格控制滴加速度，如果開始階段滴加過快，乳液中出現(xiàn)塊狀物，則實(shí)驗(yàn)失敗。嚴(yán)格控制攪拌速度，否則將使料液乳化不完全。3滴加單體時(shí)，溫度控制在70 1

18、C,溫度過高使單體損失。六、思考題比較乳液聚合、溶液聚合、懸浮聚合和本體聚合的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)。在乳液聚合過程中，乳化劑的作用是什么？本實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)注意哪些問題?實(shí)驗(yàn)五、脲醛樹脂的縮聚一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由罾斫饧映煽s聚的反應(yīng)機(jī)理了解脲醛樹脂的合成方法及一般層壓板的加工工藝。二、實(shí)驗(yàn)原理脲醛樹脂是由尿素與甲醛經(jīng)加成聚合反應(yīng)制得的熱固性樹脂。 產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 直 接受尿素與甲醛的克分子比、反應(yīng)體系的 pH 值、反應(yīng)溫度、時(shí)間等條件的影響。例如：當(dāng) 在酸性條件下反應(yīng)時(shí)， 產(chǎn)物是不溶于水和有機(jī)溶劑的聚次甲基脲； 在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)時(shí)， 則生成水溶性的一羥甲基脲或二羥甲基脲等等。羥甲基的數(shù)目由尿素與甲醛的

19、克分子比決 定。三、儀器及試劑儀器：攪拌電機(jī)、調(diào)壓器、三口瓶、冷凝器、溫度計(jì)、水浴、電吹風(fēng)機(jī)。試劑：尿素、甲醛(36 %水溶液)、10% NaOH 10%草酸水溶液、NH4C1(固化劑)。四、實(shí)驗(yàn)步驟1 合成樹脂：在 250ml 三口瓶上裝置攪拌器、溫度計(jì)、迥流冷凝器。稱取甲醛水溶液 60g，用10% NaOH調(diào)節(jié)甲醛pH=8. 59。稱取尿素三份，分別是 11 2g；5 6g；56g。三口瓶中先加入 11 ， 2g 尿素和 60g 甲醛水溶液。攪拌至溶解 ( 由于吸熱而隆溫，可 緩慢升溫至室溫，以利溶解)，升溫至60C再加入5.6g尿素，繼續(xù)升溫到80C加入最后5.6g 尿素，在80C,反應(yīng)

20、30分鐘。用少量10%草酸溶液小心調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值，使PH=4 8左右(注意觀察自升溫現(xiàn)象)。繼續(xù)維持溫度在 80C進(jìn)行縮合反應(yīng)，并隨時(shí)取脲醛膠滴入冷水中，觀察在冷水中的溶解情況。當(dāng)在冷水中出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，隨時(shí)測(cè)在40C水中的乳化情況。溫水中出現(xiàn)乳化后，立即降溫終止反應(yīng)，并用濃氨水調(diào)節(jié)脲醛膠的PH=7再用少量10% NaOH調(diào)節(jié)Ph=8. 59。正常情況下得到澄清透明的脲醛膠。層壓板制備：在表皿中稱取脲醛膠液40g，加入0. 200gNHCI，攪拌至全溶解。注意觀察膠液 pH值的變化。濾紙條分段浸漬膠液，為保證浸漬飲和而均勻，每段浸漬一分鐘左右，濾紙上余量 膠液任其自然流下。在架子上涼干一會(huì)

21、兒即送入7080C烘箱中干燥到既不粘手，又不脆折的程度(約1 0分鐘左右 ) ，保存于干燥器內(nèi)以防吸水。壓板將浸好干燥的濾紙條剪成 8 1 0段層疊整齊，置于光滑鐵板中，在油壓機(jī)內(nèi)壓制成型， 壓時(shí)在鐵板上下墊以玻璃紙，壓制條件：溫度 120 C時(shí)間 15 分鐘壓力 50 60公斤坪方厘米在正常條件下應(yīng)得透明硬板。五、注意事項(xiàng)用草酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系 pH 值時(shí)要十分小心， 切忌酸度過大。 因?yàn)榭s合反應(yīng)速度在Ph=3 5 之間幾乎正比于 (H+) 。加縮聚反應(yīng)中防止溫度驟然變化，否則易造成膠液混濁?！舅伎碱}】.在合成樹脂的原料中哪種原料對(duì)pH值影響最大？為什么？試說明NHC1能使脲醛膠固化的原因。

22、你認(rèn)為還可加入哪些固化劑？3、如果脲醛膠在三口瓶內(nèi)發(fā)生了固化，試分析可能由哪些原因?qū)嶒?yàn)六環(huán)氧樹脂的制備一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆盏头肿恿凯h(huán)氧樹脂的制備條件及環(huán)氧值測(cè)定方法及計(jì)算。二、實(shí)驗(yàn)原理2-3、2-4以上多官能團(tuán)體系單體進(jìn)行縮聚時(shí)，先形成可溶可熔的線型或支鏈低分子樹脂，反應(yīng)如繼續(xù)進(jìn)行，形成體型結(jié)構(gòu)，成為不溶不熔的熱固性樹脂。體型聚合物由交聯(lián)將許多低分子以化學(xué)鍵連成一個(gè)整體，所以具有耐熱性和尺寸穩(wěn)定性能的優(yōu)點(diǎn)。 體型縮聚也遵循縮聚反應(yīng)的一般規(guī)律，具有“逐步”的特性。以2-3 , 2-4官能度體系的縮聚反應(yīng)如酚醛、醇酸樹脂等在樹脂合成階段，反應(yīng)程度應(yīng)嚴(yán)格控制在凝膠點(diǎn)以下。以2-2官能度為原料的縮聚反應(yīng)先

23、形成低分子線型樹脂（即結(jié)構(gòu)預(yù)聚物），分子量約數(shù)百到數(shù)千，在成型或應(yīng)用時(shí)，再加入固化劑或催化劑交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)。屬于這類的有環(huán)氧樹脂、聚氨脂泡沫塑料等。環(huán)氧樹脂是環(huán)氧氯丙烷和二羥基二苯基丙烷（雙酚A ）在氫氧化鈉（NaOH ）的催化作用下不斷地進(jìn)行開環(huán)、閉環(huán)得到的線型樹脂。如下式所示2HYH hCIOoch2ch-ch2o上式中n 般在012之間，分子量相當(dāng)于 3403800, n=0時(shí)為淡黃色粘滯 液體，n2時(shí)則為固體。n值的大小由原料配比（環(huán)氧氯丙烷和雙酚 A的摩爾比）、溫度 條件、氫氧化鈉的濃度和加料次序來控制。環(huán)氧樹脂粘結(jié)力強(qiáng)，耐腐蝕、耐溶劑、抗沖性能和電性能良好，廣泛用于粘結(jié)劑、涂料、復(fù)

24、合材料等。環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧端基和羥基都可以成為進(jìn)一步交聯(lián)的基團(tuán)，胺類直接開環(huán)，屬于室溫固化劑。酐類（如鄰苯二甲酸酐和馬來酸酐）作固化劑時(shí)，因其活性較 低，須在較高的溫度（150160C ）下固化。本實(shí)驗(yàn)制備環(huán)氧值為 0.45左右的低分子量環(huán)氧樹脂。三、儀器及藥品儀器： 電爐1000W變壓器1KV1,燒杯1000ml，水浴，三口反應(yīng)瓶250ml ,攪拌器，滴液漏斗60ml1只，Y形管、彎管 各1根，球形冷凝管，直形冷凝管，溫度計(jì)0100C、0200 C各1根，分液漏斗 250ml , 量筒25ml、50ml各1只，真空泵，吸濾瓶藥品：雙酚 A化學(xué)純11.4g，環(huán)氧氯丙烷化學(xué)純，比重1.181

25、4ml , NaOH30wt%溶液20ml，甲苯化學(xué)純 30ml，蒸餾水化學(xué)純15ml。圖2環(huán)氧樹脂減壓蒸餾裝置示意圖圖1環(huán)氧樹脂合成裝置示意圖四、實(shí)驗(yàn)步驟稱量11.4 g雙酚A于三口瓶內(nèi)，再量取環(huán)氧氯丙烷14ml，倒入瓶內(nèi)，裝上攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝管及溫度計(jì)，開動(dòng)攪拌（如圖 1 ）。升溫到5565 C,待雙酚A 全部溶解成均勻溶液后，將20ml30wt% NaOH溶液置于50ml滴液漏斗中，自滴液漏斗慢慢滴加氫氧化鈉溶液至三頸瓶中（開始滴加要慢些，環(huán)氧氯丙烷開環(huán)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)液溫度會(huì)自動(dòng)升高）。保持溫度在6065C ,約1.5h內(nèi)滴加完畢。然后保溫30min。傾入30ml 蒸餾水，攪

26、拌成溶液，趁熱倒入分液漏斗中，靜止分層，除去水層。將樹脂溶液倒回三頸瓶中，裝置如圖2，進(jìn)行減壓蒸餾以除去萃取液甲苯及未反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷。加熱，開動(dòng)真空泵（注意餾出速度），直至無餾出物為止， 控制最終溫度 不超過1 10 C,得到淡黃色透明樹脂。五、環(huán)氧值的測(cè)定方法環(huán)氧值是指每100g樹脂中含環(huán)氧基的當(dāng)量數(shù)， 它是環(huán)氧樹脂質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。也是計(jì)算固化劑用量的依據(jù)。分子量愈高，環(huán)氧值就相應(yīng)降低，一般低分子量環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值在0.480.57之間。分子量小于1500的環(huán)氧樹脂，其環(huán)氧值測(cè)定用鹽酸一一丙酮法，反應(yīng)式為：“CHCH 7-1ch-ch2+hci-|OH稱0.5g樹脂，稱量準(zhǔn)確到千分之一

27、于三角瓶中，用移液管加入20毫升丙酮鹽酸溶液，微微加熱，使樹脂充分溶解后，在水浴上回流20分鐘，冷卻后用0.1N氫氧化鈉溶液滴定，以酚酞作指示劑，并作一空白試驗(yàn)。環(huán)氧值（當(dāng)量/100g樹脂）E按下式計(jì)算：looojyior式中：Vo：空白滴定所消耗 NaOH的溶液毫升數(shù)；V 2：樣品測(cè)試所消耗 NaOH的溶液毫升數(shù)；N : NaOH溶液的當(dāng)量濃度；W：樹脂重量（g）。六、參考說明環(huán)氧樹脂所含環(huán)氧基的多少除用環(huán)氧值表示外，還可用環(huán)氧百分含量或環(huán)氧當(dāng)量表示。環(huán)氧基百分含量，每一百克樹脂中含有的環(huán)氧基克數(shù)。環(huán)氧當(dāng)量：相當(dāng)于一個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂重量（ g），三者之間有如下互換關(guān)系：環(huán)置墓旨井含屋1環(huán)衛(wèi)

28、也二七、思考題環(huán)氧樹脂的反應(yīng)機(jī)理及影響合成的主要因素？什么叫環(huán)氧當(dāng)量及環(huán)氧值？將50g自己合成的環(huán)氧樹脂用乙二胺固化劑，如果乙二胺過量10%，則需要等當(dāng)量的乙二胺多少克？實(shí)驗(yàn)七 苯乙烯 -丙烯酸正丁酯復(fù)合乳液的制備一 ,實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈴?fù)合乳液聚合的特點(diǎn) ;掌握制備核 /殼結(jié)構(gòu)復(fù)合聚合物乳液的方法實(shí)驗(yàn)原理合成復(fù)合聚合物乳液的方法實(shí)際上是種子乳液聚合（或稱多階段乳液聚合 ）, 即首先通過一般乳液聚合制備第一單體的聚合物乳液做為種子乳液（核聚合 ）,然后在種子乳液存在下 ,加入第二單體 （或幾種單體的混合物 ）繼續(xù)聚合 （殼聚合 ）,這樣就形成了以第一單體的聚合物為核,第二單體的聚合物為殼的核 /殼結(jié)

29、構(gòu)的復(fù)合聚合物乳液 ,復(fù)合乳液聚合與種子乳液聚合的差別在 于前者是采用不同種單體 ,而后者采用同種單體 .如果以苯乙烯 （St） 為主單體 ,同時(shí)加入少量的丙烯酸（AA） 單體進(jìn)行核聚合 ,而以丙烯酸正丁酯（n-BA）為單體 侗時(shí)加入少量的丙烯酸（AA）單體進(jìn)行殼聚合，即得到以聚苯乙烯（PS）為核,聚丙烯酸正丁酯 （PBA） 為殼的核 /殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合聚合物乳液 .三，實(shí)驗(yàn)儀器和試劑四口瓶 ，回流冷凝管 ，滴液漏斗 ，溫度計(jì) ，電動(dòng)攪拌器 ，移液管 ，恒溫水浴苯乙烯 ，碳酸氫鈉 ，丙烯酸正丁酯 ，鄰苯二甲酸二丁酯 ，丙烯酸 ，壬基酚聚氧乙烯基醚 （OP-10）， 過硫酸鉀 ，十二烷基硫酸鈉 （S

30、DS）四，實(shí)驗(yàn)步驟單體預(yù)乳化在裝有攪拌器 ，回流冷凝管和溫度計(jì)的 250 mL 四口瓶中加入去離子水 45 mL， 乳化劑十二烷 基硫酸鈉（SDS） 0.2g,壬基酚聚氧乙烯基醚（OP-10） 1.0g.水浴加熱至5060 C，攪拌，當(dāng)乳化劑完 全溶解后加入核單體 （20 mL 苯乙烯和 1 mL 丙烯酸 ），使單體乳化 3040 min. 傾倒出已預(yù)乳化 的核單體備用 .在上述裝置中加入去離子水15 mL,乳化劑十二烷基硫酸鈉（SDS） 0.1 g,壬基酚聚氧乙烯基醚（OP-10） 0.2g.水浴加熱至5060 C，攪拌，當(dāng)乳化劑完全溶解后加入殼單體（6.5mL丙烯酸正丁酯和 0.5mL 丙

31、烯酸 ）,使單體乳化 3040 min. 傾倒出已預(yù)乳化的殼單體備用 .種子乳液聚合 （核聚合 ）在上述裝置中加入引發(fā)劑溶液 8 mL （稱取0.4g過硫酸鉀溶于20 mL去離子水中，配制成2.0% 的引發(fā)劑溶液，供兩組使用）,將已乳化的核單體倒入滴液漏斗中 將體系加熱至80 C,并保持此溫度 ,在攪拌下以半連續(xù)狀態(tài)滴加已乳化的核單體.當(dāng)體系中出現(xiàn)蘭色熒光時(shí)開始計(jì)時(shí),1h 后 即可停止反應(yīng) , 此時(shí)得到的白色乳狀液即種子乳液 .復(fù)合乳液聚合 （殼聚合 ）在上述種子乳液中補(bǔ)加引發(fā)劑溶液 2 mL, 將已預(yù)乳化的殼單體倒入滴液漏斗中.以半連續(xù)狀態(tài)滴加已乳化的殼單體，并控制反應(yīng)溫度 80C ,當(dāng)殼單

32、體滴加完后升溫至90C ,保溫,再反應(yīng)1h聚合完畢.加入10%的碳酸氫鈉溶液，調(diào)節(jié)體系的pH值為78,再加入2mL增塑劑鄰苯二甲 酸二丁酯再攪拌15 min,降溫至40C以下出料，即得以PS為核PBA為殼的核/殼結(jié)構(gòu)復(fù)合乳 液.實(shí)驗(yàn)八 三聚氰胺 甲醛樹脂的合成,實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馊矍璋?-甲醛樹脂的合成方法及層壓板的加工工藝二,實(shí)驗(yàn)原理三聚氰胺 甲醛樹脂的縮合反應(yīng)及其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,它受到配料比 ,反應(yīng)液的 PH 值以及反應(yīng)溫度等各種因素的影響 .根據(jù)要求可控制縮聚反應(yīng)進(jìn)行的程度,在堿性介質(zhì)中 ,先生成可溶性的”預(yù)縮合物，這些縮合物以三聚氰胺的三羥甲基化合物，在PH值為89時(shí)特別穩(wěn)定 進(jìn)一步縮合（N

33、 羥甲基和NH基的失水）成為微溶并最后變成不溶的交聯(lián)產(chǎn)物三，實(shí)驗(yàn)儀器和試劑四口瓶 ，電動(dòng)攪拌器 ，溫度計(jì) ，恒溫水浴 ，油壓機(jī)三聚氰胺 ，烏洛托品 （六次甲基四胺 ），甲醛水溶液 ，三乙醇胺四，實(shí)驗(yàn)步驟合成樹脂取101.4g甲醛水溶液（37%）,0.25g烏洛托品（用于調(diào)pH值）于250mL四頸瓶中，攪拌，溶解，加入 63g三聚氰胺，攪拌5min后加熱到80C，在7580C （最好在75C，定要低于80C）反應(yīng)約1h 后，測(cè)定沉淀比，沉淀比為2:2時(shí)，加入0.3g三乙醇胺，攪拌均勻，呈無色透明狀液體 停止加熱 沉淀比的測(cè)定：精確取2mL樣品，冷至20C，在攪拌下滴加2mL的去離子水，當(dāng)樣品變微

34、渾濁 時(shí)，即達(dá)沉淀比 2:2.浸漬干燥將所得溶液傾于培養(yǎng)皿中，用濾紙浸漬1min，分張進(jìn)行并保證浸勻，浸透樹脂，用鑷子取出濾紙， 使過剩樹脂滴掉后 ，用夾子固定在拉直繩子上干燥至既不沾手也不脆折.約需浸漬 15張濾紙.層壓將浸好干燥的紙張疊整齊，置于預(yù)涂硅油的鋁合金板上 ，在油壓機(jī)上135C，410MPa加熱加 壓15min，打開壓機(jī)，趁熱取出樣品，可制得透明層壓塑料板實(shí)驗(yàn)九 內(nèi)墻涂料的制備聚乙烯醇水玻璃內(nèi)墻涂料制法簡單， 原料易得，無毒無味，而且有阻燃作用， 此類 涂料操作方便， 施工中干燥快， 大量用于內(nèi)墻涂裝。此涂料是一種典型的水性涂料。聚乙烯 醇（PVA）是本涂料的主要成分，起成膜作用

35、。是白色至奶黃色的粉沫固體，是由聚醋酸 乙烯酯經(jīng)皂化作用而成的高聚物。 在工業(yè)上使用堿皂化的甲醇工藝來生產(chǎn)聚乙烯醇， 故該皂 化又稱為醇解。 由聚醋酸乙烯酯轉(zhuǎn)化為聚乙烯醇的的程度， 稱為皂化度或醇解度， 醇解度不 同的聚乙烯醇在水中的溶解度差異很大。本實(shí)驗(yàn)使用的聚乙烯醇， 要求醇解度在9 8%左右。聚合度約為1 7 0 0。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)內(nèi)墻涂料的基本知識(shí)2、掌握聚乙烯醇一一水玻璃內(nèi)墻涂料的制備方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)3、掌握涂氏粘度的測(cè)定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理本內(nèi)墻涂料的制備和成膜原理， 是利用表面活性劑的乳化作用。 在劇烈攪拌下將聚乙烯醇 和水玻璃充分混合并高度分散在水中，形成乳膠液，然后加入其它

36、成分?jǐn)噭?，成為產(chǎn)品，將 涂料涂覆在內(nèi)墻面上， 在水分揮發(fā)之后， 可形成一層光潔的， 包含有填充料和其它成分并起 裝飾和保護(hù)作用的涂膜。三、實(shí)驗(yàn)藥品聚乙烯醇（1799）、水玻璃（模數(shù)=3），乳化劑BL（或乳化劑OP-10）,鈦白粉（300目） 、立德粉（300目）、滑石粉（300目） ，鉻黃或鉻綠， 輕質(zhì)碳酸鈣（3 0 0目）。四、實(shí)驗(yàn)操作1、向裝有電動(dòng)攪拌器， 滴液漏斗和溫度計(jì)的三口瓶中加入128 ml 水， 攪拌下加入7 g 聚 乙烯醇，用水浴加熱，逐步升溫至9 0C，攪拌至完全溶解，成為透明的溶液，冷卻降溫至5 0C加入0 .51.0g的乳化劑BL,在50C以下攪拌0.5h ,再降溫至30

37、C, 慢慢滴加 10 g水玻璃。滴加完畢升溫至4 0C, 繼續(xù)攪拌0.51.0h ,形成白色的膠體浴液， 停止加 熱。2、攪拌下慢慢加入 5g 鈦白粉， 8g 立德粉、 8g 滑石粉， 32g 輕質(zhì)碳酸鈣和適量的鉻黃或鉻 綠顏料，充分?jǐn)嚢杈鶆颍纯傻玫匠善芳s 200g。3、測(cè)產(chǎn)品的粘度。34h。4、應(yīng)用：本產(chǎn)品在涂裝前墻面要清掃干凈，若有舊涂層最好將其清除，若有麻面或孔洞， 可用本涂料加滑石粉調(diào)成的膩?zhàn)勇裱a(bǔ)，再涂刷12遍可成美觀的涂層。實(shí)驗(yàn)時(shí)間五、注意事項(xiàng)1、水浴加熱要逐步升溫，而且要充分?jǐn)嚢琛?、滴加水玻璃時(shí)要控制溫度為4 0C。3、久置的涂料使用前要先攪勻，但不可加水稀釋，以免脫粉。六、思考題1、聚乙烯醇要求的醇解度是多少？何為醇解度？2、什么是水玻璃的模數(shù)？3、內(nèi)墻涂料的制備成膜原理是什么？4、為什么不適當(dāng)?shù)牟僮髂軐?dǎo)致聚乙烯醇結(jié)塊？實(shí)驗(yàn)十 醋酸乙烯酯的溶液聚合、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^聚醋酸乙烯酯的制備，掌握溶液聚合的一般方法和基本 實(shí)驗(yàn)技巧。二、實(shí)驗(yàn)原理 通過實(shí)驗(yàn)了解聚醋酸乙烯酯的聚合特點(diǎn)，溶液聚合一般具有 反應(yīng)均勻、聚合熱易散發(fā)、 反應(yīng)速度及溫度易控制、分子量分布均勻 等優(yōu)點(diǎn)。在聚合過程中存在向溶劑鏈轉(zhuǎn)移的反應(yīng)， 使產(chǎn)物分子量降低。 因此，在選擇溶劑時(shí)必須留意溶劑的活性大小。 各種溶劑的鏈轉(zhuǎn)移常 數(shù)變動(dòng)很大，水為零，苯較小，鹵代烴較大。一般根據(jù)聚合物分子量 的要