高分子化学及物理实验指导

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1、实验一单体的精制在所有的聚合反应中，原料的纯度是极为重要的，即使数量级在10-2—10-4％（重量）的杂质也常常会大大影响反应过程。原料中的杂质可能使聚合反应产生阻聚作用和链转移反应，因而使产品的平均分子量降低，或对于聚合催化剂产生毒害与分解，因而使聚合催化作用大大降低；或者使逐步聚合反应过早封闭端基，而降低产品平均分子量，还有可能产生有损于聚合物色泽的付反应等。单体的精制方法取决于单体的类型、预期的杂质，尤其是聚合反应的类型，例如要进行的是水乳液自由基聚合还是用萘钠的离子型聚合，因此不能提出一个通用的精制方式。在高聚物合成中一般使用的单体是低分子量的有机化合物，精制方法与通常的有

2、机化合物的纯化方法相似，常用的方法有蒸馏，在惰性气氛保护下的分馏、减压蒸馏、共沸和萃取蒸馏、结晶与升华。自由基聚合中使用的单体在贮存过程中加有酚类或胺类阻聚剂，这类稳定剂有相当高的挥发性，常常可以用蒸馏方法除去，精制这类单体，首先分别用稀碱或稀酸洗涤几次，再用蒸馏水洗至中性，用干燥剂干燥，再用减压蒸馏制得纯净单体。制取特高纯的单体可用预聚法来得到：用加热或辐照，或必要时加入引发剂，把已经很纯的单体聚合到约10～20％的转化率，然后再在惰性气氛下把单体分馏出来。几种常用单体的精制：1.甲基丙烯酸甲酯商品甲基丙烯酸甲酯中常加有阻聚剂对苯二酚，使用前需要除去，精制方法如下：取50毫升甲基丙烯

3、酸甲酯，每次加入10毫升左右5％NaOH水溶液洗涤，反复洗涤几次，直至无色，再用无离子水洗至中性，用无水硫酸钠干燥后进行蒸馏。甲基丙烯酸甲酯的沸点与压力关系如下：沸点（℃）102030405060708090100压力（mmHg）243553811241892793975477602.苯乙烯商品聚苯乙烯在贮存过程中加有阻聚剂对苯二酚，使用前也需除去阻聚剂，精制方法同甲基丙烯酸甲酯。苯乙烯沸点与压力的关系如下：沸点（℃）1830.844.659.869.582.1101.4122.6145.2压力（mmHg）5102040601002004007603.酯酸乙烯酯10把200毫升醋酸乙烯

4、酯放在500毫升的分液漏斗中，用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤三次（每次用量50毫升），水洗三次（每次用量50毫升），然后用饱和碳酸钠溶液洗涤三次（每次用量50毫升），用无离子水洗至中性，最后将醋酸乙烯酯放入干燥的300毫升磨口锥形瓶中，用无水硫酸钠干燥，静置过滤。将洗涤和干燥的醋酸乙烯酯滤入500毫升圆底烧瓶，装上30～50厘米长的分馏柱，进行常压蒸馏。为了防止爆沸和自聚，在蒸馏瓶中加入一粒沸石及少量对苯二酚阻聚剂，收集71.8-72.5℃馏分。实验室一般采用精馏方式：在待处理的醋酸乙烯酯中加1％左右的对苯二酚阻聚剂，进行简单蒸馏，收集71.8-72.5℃馏分，也可达到纯度要求。凡是处理好的

5、烯类单体，因易发生自聚，暂时不用时应放入冰箱中保存。防止吸潮的单体应放入保干器中储存。防止光氧化变色的单体应装入棕色瓶中保存。10实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1．掌握本体聚合的实验方法和本体聚合的特点。2．掌握甲基丙烯酸甲酯在引发剂引发下自由基聚合原理。二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯，俗称有机玻璃。因为它具有优良的光学性能，比重小，在低温下仍能保持其独特的物理性质而被广泛的应用于建材、民用制品，尤其是航空业上，因此，它是较重要的合成材料之一。本体聚合是在没有任何介质存在下，单体本身在微量引发剂引发下聚合或直接用光与热，辐射线照射引发聚合。此法的优点是生产过程简单，无须后处理

6、，产品比较纯净。但聚合反应是一个连锁反应，反应速度快，在某一段时间内能产生自动加速效应，导致反应热大量且比较集中地放出，又因体系黏度大，传热效率低，热量不易排出，故可造成局部过热，使产品变黄，产生气泡，使聚合物破损，影响使用性能，更严重者，会引起单体爆聚，使聚合失败。因此本体聚合要求严格控制不同阶段的反应温度，随时排放出反应热。基于本体聚合的特点，在反应配方和工艺的选择上必须做到引发剂浓度要低，反应温度不易过高，反应条件应随不同聚合阶段而异。三、仪器与药品1．仪器100ml三口烧瓶一个试管一支100℃温度计一支电热套一个球形冷凝管一支2．药品甲基丙烯酸甲酯（MMA）10克（10.6ml

7、）过氧化二苯甲酰（BPO）0.03克四、实验步骤准确称取10.6ml甲基丙烯酸甲酯倒入100ml三口瓶中，再准确称取0.03克过氧化二苯甲酰加入三口瓶中混合，装上回流冷凝管、温度计，在电加热套中缓慢升温至85-95℃之间，注意观察引发剂是否全部溶解，有无气泡产生，经20分钟左右体系稍有粘稠状时，停止加热，换冷水冷却至40℃左右，将产物倒人试管中，用橡胶塞密封试管，放入40-50℃的烘箱中放置1-2天。固化后，再放在110-120℃烘箱中处理一小