高分子化学实验(2015级)重点.doc

实验1 脲醛树脂的制备 一、目的要求 1．了解脲醛树脂的反应原理及PH值对反应过程的影响 2．掌握脲醛树脂的制备方法 二、原理 脲醛树脂是尿素与甲醛在催化剂（碱性或酸性）作用下缩聚而成的初期树脂、以及在固化剂或助剂作用下形成的不溶不熔的末期树脂的总称。 脲醛树脂胶粘剂具有较高的粘合强度，较好的耐热性、腐蚀性和一定的耐水性。树脂呈无色透明粘稠液体或乳白色液体，不污染胶合制品。加之制造简单、使用方便、成本低廉，已成为人造板生产的主要胶种。脲醛胶粘剂的缺点是，胶合制品中常存在游离甲醛，污染空气，胶层易老化，耐水性不如酚醛树脂。 一般认为，脲醛树脂是经过两类化学反应形成的。一类是尿素与甲醛在中性或弱碱性介质中进行加成，生成一羟甲脲或二羟甲脲的反应： 一羟甲脲 二羟甲脲 另一类反应是在酸性介质中脱水缩聚形成线型结构脲醛树脂的反应，包括羟甲基与胺基之间脱水生成亚甲基的反应，羟甲基与羟甲基之间脱水生成二亚甲基醚键（－CH2－O－CH2－）的反应，后者可能进一步脱甲醛仍生成亚甲基，最后生成线型或环化低聚体。 低聚体分子中存在大量的羟甲基，易反应，应在中性条件下保存。在使用时，将介质调至酸性，脲醛树脂的羟甲基在酸性条件下会进一步缩聚，发生三维交联，形成不溶不熔的体型结构。 三、主要试剂和仪器 尿素 甲醛（37） 氢氧化钠 盐酸 氯化铵 pH试纸 三颈瓶 搅拌器 回流冷凝管 烧杯 吸管 四、实验步骤 在装有搅拌棒、回流冷凝管和温度计的三颈瓶中，装入130 mL浓度为37的甲醛水溶液，用5的NaOH溶液调节pH为7.0－7.5。然后加入50 g尿素，搅拌溶解。加热升温至90－92，并在此温度下反应30 min。此时，体系的pH值下降到6.0－6.5。 用5﹪的盐酸调pH值为4.3－4.5，在温度90－92，反应20－30 min。进行树脂与水的混溶性测定。当与水混溶的试样呈乳白色时，用氢氧化钠调pH为6.7－7.0。 在pH为6.7－7.0，温度65－70的条件下，用水泵减压脱水。当脱水量达原始组分重量的20﹪时，反应即可结束。得到粘稠透明的脲醛树脂。 五、注意事项 1．反应第二阶段的pH值控制非常重要，pH值低，反应速度快。控制不好，反应物易发生凝胶，导致反应失败。 六、树脂的检测 1．树脂与水混溶性的测定 反应生成物与水的混溶性标志着树脂缩合反应的深度，主要在酸性介质反应阶段进行检测。用吸管取样，将2－3滴树脂滴入预先放入试管或量筒里的5 mL冷水（13－15）中。当树脂与水混溶呈现乳白色时，表明酸性缩合反应阶段即告结束。 2．固化时间和活性期的测定 用烧杯称出10 g树脂，加入0.1 g细碎的氯化铵，用玻璃细心搅拌5 min。取2 g胶液移入一试管中。将试管放入沸水浴里，使试管中胶液的液面比水浴的水面低10－20 mm，并用玻棒不停搅动胶液。按动秒表，记录试管放入水浴到开始凝胶的时间即为固化时间。剩下的胶液放在20±1条件下定时搅拌，直到凝胶开始为止。自加入氯化铵起到凝胶止的时间即为树脂的活性期。 七、思考题 脲醛树脂实验最关键的步骤是什么？ 脲醛树脂在制备（不同阶段）、存储和应用过程中的pH值有何变化？ 脲醛树脂有何应用？它能在要求耐水的场合长期使用吗？ 如何制备低游离甲醛含量的脲醛树脂？ 实验2 苯乙烯马来酸酐的共聚合反应 一、目的要求 了解沉淀聚合反应方法 了解交替共聚物及其制备的一种方法 二、原理 对连锁聚合而言，二种或二种以上单体一起进行聚合，生成的聚合物主链中含有二种或二种以上的单体结构单元（链节），此聚合物称为共聚物。用以制备共聚物的反应称为共聚（合）反应，由两种单体参加的共聚反应称为二元共聚，两种以上单体参加的共聚反应称为多元共聚反应。 由单体A和单体B生成的共聚物，按分子链中单体链节的排列方式，可分为四类： 无规共聚物 ～～～AABAAABBABBBAA～～～ 交替共聚物 ～～～ABABABABABABAB～～～ 嵌段共聚物 ～～～AAAAA～～BBBB～～BB～～AAAA～～～ 接枝共聚物 ～～～AAAAAAAAAAAAAAAAA～～～ │ BBBBB～～ 马来酸酐（顺丁烯二酸酐，Maleic Anhydride）由于空间位阻较大，很难自聚，但却能与苯乙烯（Styrene）形成交替得到很好的共聚物，原因在于马来酸酐受强吸电子基团的影响，使双键带正极性，而苯乙烯却因共轭效应能给出电子，双键成为负极性，因此容易形成稳定的正负极相吸的过渡状态。所得的交替共聚物是一种优良的悬浮分散剂和絮凝剂。 三