[工学]高分子化学实验讲义.doc

《高分子化学实验》 （讲 义） 高分子教研室编 黑龙江大学化学化工学院 2006年 目 录 一、聚合物制备的基本方法 1．排氧和排湿气下的操作………………………………………………… 1 2．单体的精制与贮存………………………………………………………2 3．聚合反应瓶………………………………………………………………4 4．聚合反应中温度控制……………………………………………………6 5．聚合反应实施方法………………………………………………………7 5．1本体聚合…………………………………………………………7 5．2溶液聚合…………………………………………………………8 5．3分散聚合…………………………………………………………10 5．3．1悬浮聚合…………………………………………………11 5．3．2乳液聚合…………………………………………………11 6．聚合反应的控制和终止…………………………………………………12 7．聚合物的分离……………………………………………………………13 8．聚合物的精制和干燥……………………………………………………14 9．聚合物的稳定化…………………………………………………………15 10．溶液和溶解度…………………………………………………………16 二、聚合物合成实验 1．真空—氮气，真空—液氮脱氧条件甲基丙烯酸甲酯的本体聚合………20 2．甲基丙烯酸甲酯的铸板聚合………………………………………………25 3．苯乙烯的悬浮聚合…………………………………………………………29 4．苯乙烯的乳液聚合…………………………………………………………32 5．乙酸乙烯酯的分散聚合……………………………………………………36 6．自由基共聚合竞聚率的测定………………………………………………39 7．正丁基锂的制备和乙烯基类单体的负离子聚合…………………………44 8．二苯酮的制备和苯乙烯的负离子聚合……………………………………50 9．由齐格勒—纳塔催化剂制备聚乙烯和聚丙烯…………………………55 10．开环聚合反应瓶…………………………………………………………59 11．尼龙——6,6和尼龙——6的制备………………………………………64 12．双酚A型环氧树脂的制备………………………………………………69 13．泡沫塑料的制备…………………………………………………………73 14．引发剂分解速度及引发效率的测定……………………………………77 15．膨胀计法测聚合反应速度………………………………………………81 16．聚酯反应动力学…………………………………………………………86 17．溶液聚合制备聚乙酸乙烯酯以及转化为聚乙烯醇……………………89 18．乙酸纤维素的制备………………………………………………………94 19．用紫外——可见分光光度计测聚合物胺端基…………………………98 20．丙烯酰胺的水溶液聚合及其共聚物的水解……………………………101 一、高聚物制备的基本方法 1．排氧和排湿气下的操作 多数情况下，分子氧对聚合反应过程有影响，例如对自由基聚合的引发和终止反应，对离子型引发剂的活化和去活化，以及对已经生成的高分子的降解（尤其是在缩聚中）等均有影响。因为这些影响即使在氧的浓度很低时也很显著，所以最好在惰性气氛（惰性气体或氮）下制备聚合物。以氮气为惰性气体时，工业纯常常是不够的，需要用制灯泡用纯度的氮气。在实验室里，将工业氮通过适当的催化剂也可制得高纯氮。所谓BTS催化剂就是一种操作起来很简单、在室温下可将氧含量降到10-5%的固体催化剂。用诸如联苯三酚、硫代硫酸钠、金属酮基或有机铝化合物等适当试剂的溶液，也可以精制工业氮，但这些方法一般并不比用固体催化剂有任何优点。 向反应容器充氮一定要反复交替抽空、充氮，而不能只是简单地把氮通过容器，因为那样做不能确知什么时候空气已经置换干净了。应避免用长的橡胶管（包括涂石蜡的真空胶管），最好使用聚氯乙烯管和玻璃管。图1.1为通过实验室精制、干燥工业氮装置的单线路将设备进行抽空、充氮的一个简单方法。　 在通氮下进行反应或蒸馏时， 必须装上一个适当的出口阀，以防周围空气中的氧扩散到设备中来。为此目的，一个简单的汞封或石蜡油封一般就可以了（见图1.1）。使用自燃试剂（例如有机金属化合物），或进行压力变化很快的反应时，最好用一个如图1.2所示的反压阀。如果仪器中压力下降，液体就被吸入管子中，把封在里面的空心死管推向上方，把管口封住。 尤其是在离子型聚合中，反应混合物需要排氧排湿气。采用合成工作中常用的一般干燥方法就不够了，最好在高真空下加热以除去玻璃仪器内壁的湿气。气体可用冷冻除水法或将其通过装有适当干燥剂（见表1）的柱子来进行干燥。液体则可用