材料制备实验指导书

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1、《材料制备实验》实验指导书胡应模，郝向阳，张泽朋编中国地质大学（北京）材料科学与工程学院材料化学专业-O—年十月《材料制备实验指导书》是根据材料制备实验教学大纲编写的。本指导书结合现有的实验设备编排了6个实验。本书叙述的实验操作是按照实验室自身设备情况和设备使用说明书编写的，实验实施性强、操作规范、操作方法正确。本书的数据处理参照相应的标准和规定编写的。所以，本书除了用于材料化学、材料科学与工程专业实验教材外，还可供从事材料制备与分析、应用和研究开发的研究人员参考。实验一〜实验三由胡应模编写，实验四由张泽朋编写，实验五和实验六由郝向阳

2、编写。本指导书在编写过程屮得到了材料学院领导、北京市实验教学示范屮心经费支持及同事的关心和支持，谨此致谢。因水平有限，内容中有不妥或错漏之处，敬请批评指正。胡应模2011年］0月第一部分材料制备实验的意义、要求和实验室规则1、材料制备实验的意义和要求2、材料制备实验室的规则第二部分材料制备实验内容学时数实验一、甲基丙烯酸中酯的本体聚合6实验二、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的悬浮共聚合8实验三、层状双氢氧化物（类水滑石材料）的制备8实验四、橡胶的开炼与硫化8实验五、热塑性塑料的挤出4实验六、热塑性塑料的注射成型4实验七、玻璃钢雕塑制作4实验八

3、、明胶-PVA高分子复合纤维的制备6第一部分材料制备实验的意义、要求和实验室规则材料制备实验的意义和要求目前，材料的开发与制备受到人们广泛的关注，尤其是新型材料的不断诞生以其独特的性能特点让世人嘱冃，并在近二十多年新材料的开发以取得惊人的成绩，在很多高新技术上广泛的应用前景，新材料的开发成了直接推动社会进步的关键因索。从设计和应用角度看，材料的开发与制备仍然存在多方面的问题极需要重视；(1)原材料的选择，组成、制造方法等多样性，直接影响材料性能的稳定，表现为材料性能分散性较大；(2)影响材料性能的因索很多，有关性能的设计数据库尚不十分

4、完备；(3)材料的各乡界性使产品的设计思想、计算方法、设计准则和检验方法都存在较大的菲准确性。因此，建立材料制备实验技术体系，使原材料选择、性能设计、结构设计、工艺设计、试验检测五部分成为一个完整的总体，从培养材料制备专门人才角度考虑，给与学生提供较为全面的材料制备实验练习，为学生以后独立完成毕业论文以及走向岗位能更好地承担科研任务打下良好的基础。本课程是为材料化学专业木科生开设的专业实验课，在学习了高分子化学、高分子物理、高分子材料基础以及复合材料等课后，通过材料制备实验，使学生了解并掌握一般高分子聚合物材料合成、制备成型及材料性能

5、检测的基本操作方法，复合材料的组成及制备，培养实际动手能力，巩固和加深对所学的理论知识理解，学会材料合成(制备)实验的设计和实施方案的制定方法。要求掌握高分子聚合物合成的常用方法、所得产物的结构表征手段，直观地了解复合材料的制备原理以及影响因素，熟悉材料领域的常'用性能指标(分子量、拉伸强度、伸长率、弯曲强度、冲击强度、阻燃性、绝缘性等)的测试方法，了解注塑成型机的工作原理、橡胶开炼及硫化的工艺过程。第二部分材料制备实验内容实验一甲基丙烯酸甲酯本体聚合一、实验目的1.通过实验了解本体聚合的基本原理和特点，并着重了解聚合温度对产品质量的

6、影响。2.掌握有机玻璃制造的操作技术。二、实验原理聚川基丙烯酸甲酯（PMMA）俗称有机玻璃，因它具有优良的光学性能，比觅小，在低温下仍能保持其独特的物理性能而广泛的应用于建材、民用制品，尤其是航空工业上。因此它是较重要的合成材料之一。甲基丙烯酸甲酯单体既可进行自由基聚合，又可进行阴离子聚合。木实验是过氧化二苯甲酰为引发剂进行口由基聚合。应用MMA本体聚合的引发剂主要是偶氮类与过氧化物类油溶性引发剂。以过氧化二苯川酰引发聚合反应为例，MMA的聚合反应机理为：1、引发剂反应+2CO2+CH3ch2=c-cooch3ch3ch2-c・COO

7、CH32、增长反应H3■oCICICCH3nCH2=C•COOCH3H3n」3CICIC一H2CH3ch2-c・COOCH3CH3ch3CH2—CC—CH2COOCH3COOCH33、终止反应CH3ch3'AywysCH2—C■+°C—CH2v%a^wCOOCH3COOCH3CH3ch3ch3CH2%/wwCH2—C■+v^/wCH2—C■CH+vA/^zACH2—cCOOCH3COOCH3COOCH3COOCH3木体聚合乂称为块状聚合，它是在没有任何介质的情况下，单体木身在微量引发剂的引发下聚合，或者直接在热、光、辐射线的照射下引发

8、聚合。本体聚合的优点是：生产过程比较简单，聚合物不需要后处理，可宜接聚合成各种规格的板、棒、管制品，所需的辅助材料少，产品比较纯净。但是，由于聚合反应是一个链锁反应，反应速度较快，在反应某一阶段出现自动加速现象，反应放热