高分子化学实验(2015级).doc

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1、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

2、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

3、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130mL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50g尿素，搅拌溶解。加热升温至90－92℃，并在此温度下反应30min。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20－30min。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

4、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5mL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10g树脂，加入0.1g细碎的氯化铵，用玻璃细心搅拌5min。取2g胶液移入

5、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10－20mm，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1．脲醛树脂实验最关键的步骤是什么？2．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？3．脲醛树脂有何应用？它能在要求耐水的场合长期使用吗？4．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1．了解沉淀聚合反应方法2．了解交替共

6、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：①无规共聚物～～～AABAAABBABBBAA～～～②交替共聚物～～～ABABABABABABAB～～～③嵌段共聚物～～～AAAAA～～BBBB～～BB～～AAAA～～～④接枝共聚物～～～AAAA

7、AAAAAAAAAAAAA～～～│BBBBB～～马来酸酐（顺丁烯二酸酐，MaleicAnhydride）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、主要试剂与仪器苯（C.P，沸点80.1℃）苯乙烯（新蒸）马来酸酐（C.P）BPO（重结晶）或AIBN三颈瓶搅拌器温度计水浴真空干燥箱四、实验步骤在装有搅拌器、温度计

8、及回流冷凝管的三口瓶中分别加入75mL甲苯，5.2g新蒸的苯乙烯，4.8g马来酸酐及0.05gBPO，将反应混合物在40－50℃水浴温度下进行搅拌，直到全部溶解成透