实验6甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
实验六 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
、目的要求:
1、了解本体聚合的原理， 2 、熟悉有机玻璃的制备方法。
二、原理：
聚甲基丙烯酸甲酯（PMM ），俗称有机玻璃。有机玻璃广泛用在工业、农业、
军事、生活
等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。在建筑、电气、医疗卫生、机电等行 业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。每年 全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。 工业上制备有机玻璃主要采用本体、
悬浮聚
合法，其次是溶液和乳液法。而有机玻璃的板、棒、 管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法 来制备。如果直接做甲基丙烯酸甲酯的本体聚合， 则由于发热而产生气体只能得到有气泡的
聚合物。如果选用其它聚合方法
（如悬浮聚合等）由于杂质的引入，产品的透明度都远不及
本体聚合方法。因此，工业上或实验室目前多采用浇注方法。
即:将本体聚合迅速进行到某
种程度（转化率10%左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入 模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到
93?95%左右，最后在 100 C 下聚合至
反应完全。其反应方程式如下：
甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应：
CL1 * I
nCIL =C-CO<)CH 3
本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。本体聚合是在没有介质存在的情况下只有单体本身在 引发剂或光、热等作用下进行的聚合，又称块状聚合。体系中可以加引发剂，也可以不加引
发剂。按照聚合物在单体中的溶解情况， 可以分为均相聚合和多相聚合两种： 聚合物溶于单 体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合,
Yem -c 去
I
COUCH
如氯乙烯，丙烯腈的聚合。本体聚合的产物纯度高、工序及后处理简单，但随着聚合的进行，转化率提高，体系黏度增加，聚合热难以散发，系统的散热是关键。同时由于黏度增加，长链游离基末端被包埋，扩散困难使游离基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增加而
出现所谓自动加速现象或凝胶效应，这些轻则造成体系局部过热，使聚合物分子量分布变宽，
从而影响产品的机械强度；重则体系温度失控，引起爆聚。结果产品内有气泡或空心。在甲
基丙烯酸甲酯聚合过程中甚至会使反应进入爆炸聚合阶段（爆聚），所以反应必须严格控制
温度。为克服这一缺点，现一般采用两段聚合：第一阶段保持较低转化率，这一阶段体系粘
度较低，散热尚无困难，可在较大的反应器中进行；第二阶段转化率和粘度较大，可进行薄
层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。本实验是以甲基丙烯酸甲酯（MMA进行本体聚合，
生产有机玻璃平板。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，具
有高度透明性，比重小，有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制
造工业的重要原料。以MMA进行本体聚合时为了解决散热问题，避免自动加速作用而引起的
爆聚现象，以及单体转化为聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩问题，工业上采用高温
聚合，预聚至约10%专化率的粘稠浆液，然后浇模，分段升温聚合，在低温下进行下一步聚合，安全度过危险期，最后脱模制得有机玻璃平板、或有机玻璃棒。
图（1）为甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下聚合反应的变化规律
图（1）甲基丙烯酸甲酯本体聚合时间与转化率曲线
引发剂，用量是：1，2%; 2，1%; 3，0. 5% 4, 0.25%; 5 , 0.125%
图中曲线表明：聚合反应开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系无粘度变化。在
转化率超过20%之后，聚合速率显著加快，而转化率达80%之后，聚合速率显著减小，最后
几乎停止聚合。需要升高温度才能使之完全聚合。聚合配方中引发剂的含量，应视制备的模
由于甲基丙烯酸甲酯单体比重只有0.4克/厘米：而其聚合物比重为1.7克/厘米故有较大的体积收缩，因而生产上一般先做成甲基丙烯酸甲酯的预聚体，然后再进行浇模，这样一则可以减少体积收缩，二则预聚体具有一定粘度，在采用夹板式模具时不会产生液漏现象。本实验要求制备透明的有机玻璃棒。
三、主要试剂和仪器：
甲基丙烯酸甲酯偶氮二异丁睛（AIBN）（或者其它过氧化类引发剂）试管恒温水浴
玻璃烧杯
四、实验安全操作规程及注意事项：
1. 本实验所用试剂甲基丙烯酸甲酯属易燃品，有一定毒性，且具有恶臭气味；
2. 所用引发剂为易爆、有毒、有害；
3. 根据上述物性特征，在使用时，要按一定安全操作规程进行：
a）使用引发剂时，要轻拿轻放，因引发剂有一定吸湿性，易结块严禁用力撞击；
b）使用试剂及药品时，严禁烟火、明火接触；
c）在实验过程中，因单体有一定恶臭味，要做好个人防护，为防止单体在升温过程中大量挥发，最好在恒温水浴的温度已达反应温度时，再加单体；
d）为防止爆聚，一定要控制好反应温度及反应时间，通常反应温度越高，反应速度越快，反应时间越短。最好反应温度不宜超过82C（80C±1C）。第一阶段的反应
参考对应的时间在20?35分钟，判定第一阶段结束的指标为观察粘度变化，当用玻璃棒轻点反应液出现拉丝的现象，即达到第一阶段反应完成（转化率15?20%。
五、实验参考条件：
1. 甲基丙烯酸甲酯的加入
量可用刻有刻度的烧杯量取，以毫升计（约40ml）；
2?引发剂的加入量约0.15?0.2g ；
3?反应温度分两个阶段，参考第一阶段为80C，第二阶段为55C。
六、实验准备要求:
1.通过预习了解相应的本体聚合的反应原理；
2. 掌握反应操作过程的一些程序及要求、注意事项；
3. 制定本组实验的具体方案，包括试剂、引发剂的选用及配比；
4. 制定详细的实验步骤，实验的操作控制条件；
5. 制定本组实验的记录程序，准备好记录表格；
6. 明确各组员在实验过程中的职责；
7. 按学校要求完成实验预习报告；
8. 协调好实验结果分析工作。
七、实验结果分析与讨论：
1.对实验结果进行分析；
2. 根据结果分析，对实验中出现的问题、现象进行比较；
3. 找出本组实验的成功经验和失败教训。
八、思考讨论问题：
1.为什么反应分二步进行？
2.反应后期出现大量气泡的原因。
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验
高分子工程实验教案 （3） 一、实验内容 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合（有机玻璃的制备） 二、实验目的与要求 1、 2、 3、进一步掌握本体聚合的基本概念和本体聚合的特征； 了解在本体聚合中如何避免自动加速效应； 掌握有机玻璃的制备方法。 三、实验教时:8教时 四、实验指导 （一）本体聚合的基本知识 本体聚合是将单体本身在有微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。 由于聚合体系中的其他添加物少，因而所得的聚合物纯度高，特别适合于制备透明性和电性能高的产品。 根据聚合产物是否溶于单体可分为均相聚合和沉淀聚合。如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯等聚合属于均相本体聚合；乙烯、氯乙烯等聚合属于非均相本体聚合（沉淀聚合）。 本体聚合除所得的产品纯度高外，本体聚合的另一优点是可以进行浇铸聚合，即将预聚合产品浇入模具中进行后聚合，反应完成后即可获得成品。通常聚合物比相应单体的密度大，因而在聚合反应过程中会发生体积收缩，因此在
进行浇铸聚合时应注意控制预聚合的单体转化率，而且在后聚合过程中，若温度控制不好，易导致收缩不均匀，使聚合物的光折射不均匀以及产生局部皱纹，影响产品质量。 （二）主要药品和仪器 1．药品 甲基丙烯酸甲酯（MMA） 偶氮二异丁腈（说明制备厚制品可用过氧化二苯甲酰） 邻苯二甲酸二丁酯（增塑剂） 硬脂酸（脱模剂） 甲基丙烯酸（用多了会粘模严重，加一点可减少收缩） 2．仪器 三口反应瓶（150mL），温度计，恒温水浴，10×10×5玻璃模板，乳胶管，恒温烘箱。 （三）实验步骤 聚合配方： MMA：60 mL（根据制品的体积计算） 偶氮二异丁腈： 0.036～ 0.1xx（单体量 0.06%～ 0.15%） 邻苯二甲酸二丁酯：
高分子化学中聚合度的计算
高分子化学中聚合度的计算 1、自由基聚合 2、自由基共聚 3、乳液聚合 4、阳离子聚合 5、阴离子聚合 6、线形缩聚 （一）线型缩聚动力学： （1）不可逆条件下 a 、自催化聚合（无外加酸） 积分得： p t 2 2p R k 2]M [k ＝ντν]M [k p ＝i p i p n R N n ]M [k r r x ==Xn 1=k P k t [M]+C M +C S [M][S]]C []M [n n ]M []M [n X ==-N N X 0n ＝大分子数结构单元数目=P X n －11=3 k C dt dC =－t k 2C 1C 120 2=－
由 C ＝ Co (1－P)，代入上式 b 、外加酸催化 积分得： 将 C ＝ Co (1－P ) 代入上式 （2）平衡条件下 a 、水未排出时（密闭体系） 根据反应程度关系式 0N N 1P －=1t k C 2) P -1(1202＋=1 t k C 2)X 202n ＋（=2 C `k dt dC =－t `k C 1C 10 =－1t C `k P 110+=－1 t C `k X 0n +=()2121C 1k C k dt dC －－－－=1C 1C C C N N N P 0000－－－===P 1C －=∴
所以 正、逆反应达到平衡时，总聚合速率为零，则 解得 b 、水部分排出时（非密闭体系） 根据反应程度关系式 所以 平衡时 ()[]K P P 1k dt dP 221－－=()0K P P 122＝－－()0K KP 2P 1K 2＝＋－－1K K 1K K K P +==－－1K 1 K K 11P 11X n +===＋－－()W 121n C 1k C k dt dC －－－－=1C 1C C C N N N P 0000－－－===P 1C －=∴()[] K n P P 1k dt dP w 21－－=()K n P P 1W 2=－
高分子化学实验
实验一本体聚合——有机玻璃的制造 1. 实验目的 了解本体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法，并观察整个聚合过程中体系粘度的变化过程。 2. 实验原理 本体聚合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合，又称块状聚合。本体聚合的产物纯度高、工序及后处理简单，但随着聚合的进行，转化率提高，体系粘度增加，聚合热难以散发，系统的散热是关键。同时由于粘度增加，长链游离基末端被包埋，扩散困难使游离基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增加而出现所谓自动加速现象或凝胶效应，这些轻则造成体系局部过热，使聚合物分子量分布变宽，从而影响产品的机械强度；重则体系温度失控，引起爆聚。为克服这一缺点，现一般采用两段聚合：第一阶段保持较低转化率，这一阶段体系粘度较低，散热尚无困难，可在较大的反应器中进行；第二阶段转化率和粘度较大，可进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。 本实验是以甲基丙烯酯甲酯（MMA）进行本体聚合，生产有机玻璃平板。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）由于有庞大的侧基存在，为无定形固体，具有高度透明性，比重小，有一定的耐冲击强度与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料。以 MMA 进行本体聚合时为了解决散热，避免自动加速作用而引起的爆聚现象，以及单体转化为聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩问题，工业上采用高温预聚合，预聚至约 10% 转化率的粘稠浆液，然后浇模，分段升温聚合，在低温下进一步聚合，安全渡过危险期，最后脱模制得有机玻璃平板。 3. 实验仪器及药品
三角瓶50ml 1 只 烧杯1000ml 1 只 电炉1KW 1 只 变压器1KV 1 只 温度计100 ℃ 1 支 量筒50、100ml 各1 只 试管10mm×70mm 1 支 烧杯400 ml 1 只 制模玻璃100mm×100mm 2 块 橡皮条3mm×15mm×80mm 3 根 另备玻璃纸、描图纸、胶水、试管夹、玻璃棒若干 2) 药品： 甲基丙烯酸甲酯（MMA）新鲜蒸馏30ml，BP=100.5℃ 过氧化二苯甲酰（BPO）重结晶0.05g 邻苯二甲酸二丁酯（DBP）分析纯（CP）2ml 4. 实验步骤 1) 制模 将一定规格的两块普通玻璃板洗净烘干。用透明玻璃纸将橡皮条包好，使之不外露。将包好的橡皮条放在两块玻璃板之间的三边，用沾有胶水的描图纸把玻璃板三边封严，留出一边作灌浆用。制好的模放入烘箱内，于50℃烘干。
高分子化学名词解释满分版
实用文档 文案大全高分子化学名词解释满分版 逐步聚合(Stepwise Polymerization) 线形缩聚(Linear Poly-codensation)：在聚合反应过程中，如用2-2或2官能度体系的单体作原料，随着聚合度逐步增加，最后形成高高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，分子的聚合反应。线型缩聚形成的聚合物为线形缩聚物，如涤纶、系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子尼龙等。量在一万以 上的化合物。 体形缩聚 (Tri-dimensional Poly-condensation)：参加反应的单体，单体（Monomer）：合成聚合物所用的-低分子的原料。如聚氯反应中形成的大分子向三乙烯的单体为氯乙烯。至少 有一种单体含有两个以上的官能团。 重复单元（Repeating Unit）：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本 单元。如聚氯乙烯的重复单元为。 单体单元（Monomer Unit）：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类 和各种原子的个数完全相同，这种结构单元 又称为单体单元。 结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。聚氯乙烯的结构单元为氯 乙烯。 聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以Xn表示；以结构单 元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。聚合物是由 一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是一统计平均值，一般写成、。 聚合物分子量（Molecular Weight of Polymer）：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。 数均分子量(Number-average Molecular Weight)：聚合物中用不同分子量的分子数目平 均的统计平均分子量。，Ni ：相应分子 所占的数量分数。 重均分子量（Weight-average Molecular Weight）：聚合物中用不同分子量的分子重量平 均的统计平均分子量。，Wi ：相应的 分子所占的重量分数。 粘均分子量（Viscosity-average Molecular Weight）：用粘度法测得的聚合物的分子量。
高分子化学实验书
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 一、实验目的 1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法； 2. 了解有机玻璃的生产工艺。 二、实验原理 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃。有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。 工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法，其次是溶液和乳液法。而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。如果选用其它聚合方法（如悬浮聚合、溶液聚合等），由于杂质的引入，产品的透明度都远不及本体聚合方法。为防止由于发热而产生气体并生成有气泡的聚合物，或爆聚的发生，工业上或实验室目前多采用本体浇注方法。即将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率10% 左右）形成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到93 ～95% 左右，最后在100 ℃下聚合至反应完全。其反应方程式如下： 本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。本体聚合是在没有介质存在的情况下进行的聚合反应，体系中一般只含单体和少量引发剂。按照聚合物在单体中的溶解情况，可以分为均相聚合和多相聚合两种：聚合物溶于单体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合，如氯乙烯，丙烯腈的聚合。 本体聚合中因为体系中无介质存在，反应过程中粘度不断增大，反应热不容易及时排出，局部容易过热，导致单体气化或聚合物裂解，结果产品内有气泡或空心。在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中甚至会使反应进入爆炸聚合阶段（爆聚），
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 化工系毕啸天2010011811 一、实验目的 1.加深理解自由基本体聚合的原理和影响因素。 2.掌握有机玻璃制造的工艺特点。 二、实验原理 本体聚合是指不用溶剂和介质，仅由单体和少量引发剂（也可采用热、光照、辐射等引发条件）进行的聚合反应。本体聚合杂质少，纯度高，设备简单，可直接成型，生产成本低，特别适合制备透明度高的产品。另外，该方法也适合于实验室研究，如单体聚合能力的判断、聚合动力学研究、竞聚率测定等。 本体聚合是最简单的一种聚合方法，但反应放出的热量难以控制。在反应初期粘度不大时散热并无问题。但是当转化率超过20%~30%后，体系粘度增大，使散热困难，此阶段的自动加速过程往往造成温度的急速上升，引起局部过热和产物分子质量分布变宽，严重的甚至引起爆聚，所得聚合物产品的均匀性较差。 为便于散热，通常采用两段聚合法：第一阶段保持较低转化率，这一阶段体系粘度较低，散热尚无困难，可在较大的反应器中进行；第二阶段转化率和粘度较大，可进行薄层聚合或在特殊设计的反应器内聚合。 本实验以甲基丙烯酯甲酯（MMA）进行本体聚合，实验同样采用两段聚合法。首先在一锥形瓶内加入单体、引发剂，在加热条件下预聚。体系粘度增大到一定程度后，将预聚物倒入事先准备的方形模具中进行恒温聚合。 反应式如下： O O AIBN * * O O 三、实验药品
2、表中密度均指相对密度，以水为基准1； 3、表中熔点、沸点单位均为摄氏度。 四、实验仪器 玻璃模具，150mL锥形瓶，毛细管，温度计，加热器，搅拌器。装置见下图
六、实验注意事项 1.选取玻璃片时应尽量保证二者大小相同，此外还要保证橡胶垫在包好铝箔后高度大致相同。这样得到的有机玻璃片形状会较为规整美观。 2.玻璃片要充分洗干净，杂质有可能对自由基聚合起阻聚效果，影响聚合速度。 3.制模时要把四角封死，否则预聚物可能流出。 4.橡皮塞中含硫，它是此聚合反应的阻聚剂。（查得44℃下硫磺对MMA 聚合的阻聚常数C z =0.075，从数值上看似乎并不大啊。）但是如果直接暴露在反应体系中，硫的渗入会减慢聚合速度。因此反应时用的锥形瓶上的橡皮塞也要用铝箔包严。 5.反应过程中应当时刻注意温度计示数，控制在85~90度。 6.预聚完成，将预聚物倒入模具时不要紧张……漫出来又烫又粘…… 七、参考文献 1.《高分子化学》，唐黎明、庹新林编著，清华大学出版社 2.《高分子化学实验与技术》，杜奕编著，清华大学出版社 八、结果计算 我的有机玻璃产品形状是梯形。测得其上底5.2cm ，下底6.5cm ，高10cm ，厚0.6cm 。扣除一个橡胶垫体积约为0.5cm 3。 故得到的产品体积mL V 1.342*5.06.010)5.62.5(2 1 =-??+= 原始模具体积mL V 4886.0100=??= 这个数据有些大，可能有没倒满或者是后来单体流出来的因素。 九、思考题 8.1 简述本体聚合的特点 优点：杂质少，纯度高，设备简单，可直接成型，生产成本低，特别适合制备透明度高的产品。适合于实验室研究，如单体聚合能力的判断、少量聚合物的制备、聚合动力学研究、竞聚率测定等。 缺点：转化率提高后体系粘度增大，散热困难，此阶段的自动加速过程往往造成温度的急速上升，引起局部过热和产物分子量分布变宽，严重甚至引起爆聚，所得聚合物产品的均
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第一章绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。 答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以 X表示。 n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule 的术语。从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用 分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n
实验二甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
高 分 子 化 学 实 验 报 告 实验二：甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
一、实验目的： 1) 、了解本体聚合的原理，熟悉有机玻璃的制备方法； 2) 、掌握减压蒸馏的原理及操作过程。 二、实验原理： 甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行自由基聚 合反应。自由基加聚的工艺方法主要有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。本体聚合由于反应组成少，只是单体或单体加引发剂，所以产物较纯，但散热难控制；溶液聚合过程易控制，散热较快，不过产物中含溶剂（有些污染环境），后处理比较困难；悬浮聚合以水作溶剂，水无污染，散热好，易除去，但要求单体不溶于水，故在应用上受限制；乳液聚合反应机理不同，可以同时提高聚合速度聚合度，散热好，易操作。 甲基丙烯酸甲酯在BPO引发下自由基聚合： 自由基聚合属连锁反应，一般有三个基元反应：链引发，链增长，链终止（有时还会出现链转移）反应。 链引发：R· +MM→RM· 链增长：RM· +M→RMM· +M→RMMMM· +M →…→﹋M· 链终止：﹋M·+ ﹋M·→‘死’聚合物
本实验采用本体聚合，当反应到一定程度时粘度增大，大分子链自由基活性降低，阻碍了链自由基的相互结合，使链终止速率减慢，而小分子单体却依然可以自由与链结合，链增长速率不会受到影响，从而导致自动加速效应，内部温度急剧上升，又继续加剧反应，如此循环，而粘度又屏蔽热量，使局部温度过高，严重影响聚合物的性质，这是我们不想看到的。 图 1、为聚合反应的变化规律，图中曲线表明：聚合反应开始前有一段诱导期，聚合速率为零，体系无粘度变化。在转化率超过 20％以后，聚合速率显着增加，出现自动加速效应。而转化率达到 80％以后，聚合速率显着减小．最后几乎停止聚合，需要升高温度才能使聚合反应完全。为避免出现自动加速效应，可通过冷却降温与控制粘度的方法，在预聚时控制粘度，并控制温度在 80~90℃时（引发剂的半衰期适当），以适应在较低温度下聚合。 为纯化甲基丙烯酸甲酯，我们用减压蒸馏的方法。其原理就是
(完整版)高分子化学试题合辑附答案
《高分子化学》课程试题 得分 一、基本概念（共15分,每小题3分） ⒋动力学链长 ⒌引发剂半衰期 二、填空题（将正确的答案填在下列各题的横线处）( 每空1 分，总计20分) ⒈自由聚合的方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚和界面缩聚。 ⒊聚氨酯大分子中有、、 和基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、 开环聚合和聚合物之间的化学反应四类。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成碳链聚合物、杂链聚合物、元素无机聚合物和元素有机聚合物四类。 得分 三、简答题（共20分，每小题5分） ⒈乳液聚合的特点是什么? ⒊什么叫自由基？自由基有几种类型？写出氯乙烯自由基聚合时链终止反应方程式。 四、（共5分，每题1分）选择正确答案填入( )中。 ⒈自由基共聚合可得到( 1 4 )共聚物。
⑴无规共聚物⑵嵌段共聚物⑶接技共聚物⑷交替共聚物 ⒉为了得到立构规整的PP，丙烯可采用( 4 )聚合。 ⑴自由基聚合⑵阴离子聚合⑶阳离子聚合⑷配位聚合 ⒊工业上为了合成聚碳酸酯可采用( 1 2 )聚合方法。 ⑴熔融缩聚⑵界面缩聚⑶溶液缩聚⑷固相缩聚 ⒋聚合度基本不变的化学反应是( 1 ) ⑴PVAc的醇解⑵聚氨酯的扩链反应⑶高抗冲PS的制备⑷环氧树脂的固化 ⒌表征引发剂活性的参数是( 2 4 ) ⑴k p(⑵t1/2⑶k i⑷k d 五、计算题（共35分，根据题目要求计算下列各题） ⒈(15分)用过氧化二苯甲酰(BPO)作引发剂，60℃研究甲基丙烯酸甲酯的本体聚合。已知：C (偶合终止系数)＝0.15；D (歧化终止系数)＝0.85； f ＝0.8； k p＝3.67×102 L/ mol.s；k d ＝2.0×10-6 s-1； k t＝9.30×106 L/ mol.s；c(I)＝0.01 mol / L； C M＝1.85×10-5；C I＝2×10-2； 甲基丙烯酸甲酯的密度为0.937 g./ cm3； X。 计算：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的平均聚合度 n 《高分子化学》课程试题 一、基本概念（共14分，5. 2分, 其余3分） ⒋自由基共聚合反应
高分子实验指导2014-10
高分子材料实验安排（2014-10）： 第一周：实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合（8学时） 实验二聚合物的加工（4学时） 第二周：实验三苯乙烯-顺丁烯二酸酐的共聚（8学时） 实验四对苯二甲酰氯与己二胺的界面缩聚（4学时）第三周：实验五醋酸乙烯酯的乳液聚合（8学时）
高分子材料实验指导 通过高分子材料实验，可以获得许多感性认识，加深对高分子化学与物理及加工等基础知识和基本原理的理解；通过高分子材料实验课程的学习，能够熟练和规范地进行高分子材料实验的基本操作，掌握实验技术和基本技能，了解高分子材料中采用的特殊实验技术，在实验的过程中训练科学研究的方法和思维，培养学生严谨求实的科研精神，为以后的科研工作打下坚实的实验基础。 实验一 甲基丙烯酸甲酯本体聚合 一 、实验目的 1.了解本体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法。 2.熟悉有机玻璃的制备方法及工艺。 二、实验原理 本体聚合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合。 本实验是以甲基丙烯酯甲酯（MMA ）进行本体聚合，生产有机玻璃棒。甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰（BPO ）引发剂存在下进行如下聚合反应： 用MMA 进行本体聚合时，为了解决散热、避免自动加速作用而引起的爆聚现象，以及单体转化为聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩等问题，工业上或实验室目前多采用预聚－浇铸聚合的方法。将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率10%左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚）后，再将其注入相应的模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到93～95％，最后在100℃下高温聚合至反应完全，最后脱模制得有机玻璃。 三、实验仪器和试剂 四口瓶，电动搅拌器，温度计，球形冷凝管，恒温水浴，试管等。 甲基丙烯酸甲酯(MMA)，过氧化二苯甲酰(BPO) nCH 2CH 3C COOCH 3CH 2CH 3C COOCH 3 n BPO
高分子化学习题以及答案【武汉工程大】
一、填空题 1.尼龙66的重复单元是。 2.聚丙烯的立体异构包括、和无规立构。 3.过氧化苯甲酰可作为的聚合的引发剂。 4.自由基聚合中双基终止包括终止和偶合终止。 5.聚氯乙烯的自由基聚合过程中控制聚合度的方法是。 6.苯醌可以作为聚合以及聚合的阻聚剂。 7.竞聚率是指。 8.邻苯二甲酸和甘油的摩尔比为1.50 : 0.98，缩聚体系的平均官能度为；邻苯二甲酸酐与等物质量的甘油缩聚，体系的平均官能度为（精确到小数点后2位）。 9.聚合物的化学反应中，交联和支化反应会使分子量而聚合物的热降解会使分子量。 10.1953年德国K.Ziegler以为引发剂在比较温和的条件下制得了少支链的高结晶度的聚乙烯。 11.己内酰胺以NaOH作引发剂制备尼龙-6 的聚合机理是。 二、选择题 1.一对单体共聚时，r1=1，r2=1，其共聚行为是（）? A、理想共聚； B、交替共聚； C、恒比点共聚； D、非理想共 聚。 2.两对单体可以共聚的是（）。 A、Q和e值相近； B、Q值相近而e值相差大； C、Q值和e值均相差大； D、Q值相差大而e值相近。 3.能采用阳离子、阴离子与自由基聚合的单体是（）？ A、MMA； B、St； C、异丁烯； D、丙烯腈。 4.在高分子合成中，容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是（）？ A、配位阴离子聚合； B、阴离子活性聚合； C、自由基共聚合； D、阳离子聚合。 5.乳液聚合的第二个阶段结束的标志是（）？ A、胶束的消失； B、单体液滴的消失； C、聚合速度的增加； D、乳胶粒的形成。 6.自由基聚合实施方法中，使聚合物分子量和聚合速率同时提高，可 采用（）聚合方法？ A、乳液聚合； B、悬浮聚合； C、溶液聚合； D、本体聚合。 7.在缩聚反应的实施方法中对于单体官能团配比等物质量和单体纯 度要求不是很严格的缩聚是（）。 A、熔融缩聚； B、溶液缩聚； C、界面缩聚； D、固相缩聚。 8.合成高分子量的聚丙烯可以使用以下（）催化剂？ A、H2O+SnCl4； B、NaOH； C、TiCl3+AlEt3； D、偶氮二异丁腈。 9.阳离子聚合的特点可以用以下哪种方式来描述（）？ A、慢引发，快增长，速终止； B、快引发，快增长，易转移，难终止； C 快引发，慢增长，无转移，无终止；D、慢引发，快增长，易转移，难终止； 10.下面哪种组合可以制备无支链高分子线形缩聚物（）
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验
高分子工程实验教案（3） 一、实验内容 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合（有机玻璃的制备） 二、实验目的与要求 1、进一步掌握本体聚合的基本概念和本体聚合的特征； 2、了解在本体聚合中如何避免自动加速效应； 3、掌握有机玻璃的制备方法。 三、实验教时: 8教时 四、实验指导 （一）本体聚合的基本知识 本体聚合是将单体本身在有微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。由于聚合体系中的其他添加物少，因而所得的聚合物纯度高，特别适合于制备透明性和电性能高的产品。 根据聚合产物是否溶于单体可分为均相聚合和沉淀聚合。如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯等聚合属于均相本体聚合；乙烯、氯乙烯等聚合属于非均相本体聚合（沉淀聚合）。 本体聚合除所得的产品纯度高外，本体聚合的另一优点是可以进行浇铸聚合，即将预聚合产品浇入模具中进行后聚合，反应完成后即可获得成品。通常聚合物比相应单体的密度大，因而在聚合反应过程中会发生体积收缩，因此在进行浇铸聚合时应注意控制预聚合的单体转化率，而且在后聚合过程中，若温度控制不好，易导致收缩不均匀，使聚合物的光折射不均匀以及产生局部皱纹，影响产品质量。 （二）主要药品和仪器 1．药品 甲基丙烯酸甲酯（MMA） 偶氮二异丁腈（说明制备厚制品可用过氧化二苯甲酰） 邻苯二甲酸二丁酯（增塑剂） 硬脂酸（脱模剂） 甲基丙烯酸（用多了会粘模严重，加一点可减少收缩） 2．仪器
三口反应瓶（150 mL），温度计，恒温水浴，10×10×5玻璃模板，乳胶管，恒温烘箱。 （三）实验步骤 聚合配方： MMA：60 mL（根据制品的体积计算） 偶氮二异丁腈：0.036～0.1克（单体量0.06%～0.15%） 邻苯二甲酸二丁酯： 4.2克（单体量6%～7%） 硬脂酸：0.36克（单体量0.5%～0.7%） 甲基丙烯酸: 0.06克（单体量0.1%） 1．预聚合 在150 mL三口反应瓶中加入60 mLMMA、邻苯二甲酸二丁酯和硬脂酸及引发剂的1/3，在85～90℃的水浴中搅拌预聚合反应30～45分钟（控制转化率在8～12%），若粘度上升较慢可补加1/3的引发剂。当粘度达到要求时（类似甘油的黏度即可），冷却至40℃，加甲基丙烯酸。 不同厚度的有机玻璃的配方和聚合时间是不同的。 无色透明平板有机玻璃典型的配方 聚合的工艺条件
开环聚合
第八章 开环聚合 8.1 概述 高分子化学中，以环状单体通过开环聚合来合成聚合物，同样具有重要的地位。在这种聚合过程中，增长链通过不断地打开环状结构，形成高聚物： 以环醚为例，环氧乙烷经开环聚合反应，得到一种聚醚，即聚氧化乙烯。这在工业上已得到应用。 能够进行开环聚合的单体很多，如环状烯烃，以及内酯、内酰胺、环醚、环硅氧烷等环内含有一个或多个杂原子的杂环化合物。开环聚合既具有某些加成聚合的特征，也具有缩合聚合的特征。由开环聚合得到的聚合物，重复单元与环状单体开裂时的结构相同，这与加成聚合相似；而聚合物主链中往往含有醚键、酯键、酰胺键等，与缩聚反应得到的聚合物常具有相同的结构，只是无小分子放出。开环聚合与缩聚反应相比，还具有聚合条件温和、能够自动保持官能团等物质的量等特点，因此开环聚合所得聚合物的平均分子质量，通常要比缩聚物高得多。有些单体如乳酸，采用缩聚反应无法得到高分子质量的聚合物；而采用乳交酯的开环聚合，就能够获得高分子质量的聚乳酸。但是，与缩聚反应相比，开环聚合可供选择的单体较少，例如二元酸与二元醇能够通过缩聚获得聚酯；而开环聚合，只有相当于α,ω-羟基酸的环内酯可供选择。聚酰胺的情况也是如此。另外，有些环状单体合成困难，因此由开环聚合所得到的聚合物品种受到限制。开环聚合就机理而言，有些属于逐步聚合，有些属于连锁聚合。 8.1.1 聚合范围及单体可聚性 如前所述，环醚、环酯、环酰胺、环硅氧烷等能够进行开环聚合。此外，环胺、环硫化物、环烯烃、以及N-羧基-α-氨基酸酐等同样也能进行开环聚合。 环状单体能否转变为聚合物，取决于聚合过程中自由能的变化情况，与环状单体和线形聚合物的相对稳定性有关。Dainton 以环烷烃作为环状单体的母体，研究了环大小与聚合能力的关系。表6-1列出了环烷烃在假想开环聚合时的自由能变化ΔG lc 0、焓变ΔH lc 0、及熵变ΔS lc 0。 R X [ R X ]n n [ CH 2 CH 2 O ]n n H 2C CH 2O
高分子合成实验
第二章高分子合成实验 (2) 实验一聚乙烯醇缩甲醛的制备 (2) 实验二苯乙烯的聚合方法综合实验 (4) 实验三甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (9) 实验四水溶性酚醛树脂制备及性能测定 (10) 实验五酚醛树脂的合成 (15) 实验六水性丙烯酸树脂的合成 (17) 实验七醋酸乙烯酯的乳液聚合 (18) 实验八膨胀计法测定苯乙烯聚合反应速率 (21) 实验九甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯悬浮共聚合 (26) 实验十乙酸乙烯酯的溶液聚合 (28) 实验十一丙烯酰胺水溶液聚合 (30) 实验十二低分子量聚丙烯酸（钠盐）的合成和分析 (32) 实验十三熔融缩聚反应制备尼龙-66 (34) 实验十四ε－己内酰胺缩聚制备尼龙6 (37) 实验十五强酸型阳离子交换树脂的制备及其交换量的测定 (39) 实验十六苯丙乳液的制备 (43)
第二章高分子合成实验 实验一聚乙烯醇缩甲醛的制备 一、实验目的 1、加深对高分子化学反应基本原理的理解。 2、了解缩醛化反应的主要影响因素。 3、掌握聚乙烯醇缩甲醛的制备方法. 二、实验原理 早在1931年，人们已经研制出聚乙烯醇的纤维，但由于PVA的水溶性而无法实际应用。利用“缩醛化”减少水溶性，使PVA 有了较大的实际应用价值。目前，聚乙烯醇缩醛树脂在工业上被广泛用于生产黏合剂、涂料、化学纤维。品种主要有聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等。其中以聚乙烯醇缩甲醛和聚乙烯醇缩丁醛最为重要。前者是化学纤维“维尼纶”和“107”建筑胶水的主要原料，后者可用于制造“安全玻璃”。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛度的不同，性质和用途有所不同，缩醛度在35%左右，就得到人们所称为“维尼纶”的纤维，纤维的强度是棉花的1.5∽2.0倍，吸湿性5%，接近天然纤维，故又称为“合成棉花”，如果控制强度在较低水平，由于聚乙烯醇缩甲醛分子中含有羟基、乙酰和醛基，因此有较强的黏结性能，可用作胶水，用来黏结金属、木材、玻璃、陶瓷、橡胶等。 聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇在酸性条件下与甲醛缩合而成的。其反应方程式如下：
潘祖仁《高分子化学》课后习题及详解(开环聚合)【圣才出品】
第8章开环聚合 （一）思考题 1．举出不能开环聚合的3种六元环。为什么三氧六环却能开环聚合？ 答：（1）三、四元环容易开环聚合，五、六元环能否开环与环中的杂原子有关，不能开环聚合的六元环如 （2）三氧六环能够开环聚合是由于六元环的键角与上述六元环不同，容易开环聚合。 2．环烷烃开环倾向大致为：三、四元环＞八元环＞七、五元环，分析其主要原因。 答：环烷烃的开环倾向可以用聚合自由焓来衡量，自由焓越大，开环聚合倾向越大，不同环烷烃的聚合自由焓如表8-1所示，因此环烷烃开环倾向大致为三、四元环＞八元环＞七、五元环。 表8-1 3．下列单体选用哪一引发体系进行聚合？写出综合聚合反应式。 表8-2
单体 答：（1）环氧乙烷用CH3ONa作为引发剂，阴离子聚合反应式如下 （2）丁氧环用BF3＋H2O为引发剂，阳离子聚合反应式如下 （3）乙烯亚胺用H2SO4、BF3＋H2O作为引发剂，阳离子聚合反应如下 （4）二甲基二氯硅烷可以水解，预聚成六元环三聚体或八元环四聚体，阳离子聚合反应式如下 （5）三聚甲醛用H2SO4、BF3＋H2O作为引发剂，阳离子聚合反应如下 4．以辛基酚为起始剂，甲醇钾为引发剂，环氧乙烷进行开环聚合，简述其聚合机理。辛基酚用量对聚合速率、聚合度、聚合度分布有何影响？ 答：（1）开环聚合机理
引发：烷氧阴离子进攻环氧乙烷中的碳原子，形成单加成物。 交换：环氧乙烷单加成物ROCH2CH2O－与C8H17C6H4－交换。 增长：C8H17C6H4O－进攻环氧乙烷中的碳原子，开环聚合成线形聚合物。 （2）当起始剂RXH全部换成RX以后，才同步增长，产物分子量分布窄，反映出快引发、慢增长的活性阴离子聚合特征。辛基酚用量越大，聚合速率、聚合度越大，聚合度分布越宽。 5．以甲醇钾为引发剂聚合得到的聚环氧乙烷分子量可以高达3万～4万，但在同样条件下，聚环氧丙烷的分子量却只有3000～4000，为什么？说明两者聚合机理有何不同。 答：（1）聚环氧丙烷分子量低是由于环氧丙烷分子中甲基上的氢原子容易被夺取而转移，转移后形成的单体活性种很快转变成活性较低的烯丙醇-钠离子对，致使分子量降低。 （2）两者都是阴离子聚合，但是在环氧丙烷的聚合过程中向单体的链转移反应比聚环氧乙烷显著得多，使分子量降低，分子量分布变宽。 6．丁氧环、四氢呋喃开环聚合时需选用阳离子引发剂，环氧乙烷、环氧丙烷聚合时却多用阴离子引发剂，而丁硫环则既可阳离子聚合，也可阴离子聚合，为什么？ 答：上述引发剂的选用原因如下：
高分子科学实验
高分子科学实验 材料科学与工程学院 高分子教研室 2015-01-01
(一)高分子化学实验目录实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 实验二界面聚合 实验三乙酸乙烯酯的乳液聚合 实验四乙酸乙烯酯的溶液聚合 实验五聚乙酸乙烯酯的碱解 实验六聚乙烯醇的缩甲醛反应 实验七苯乙烯悬浮聚合 实验八强酸离子交换树脂的合成及性能测定实验九 -氰基丙烯酸酯的阴离子聚合 实验十植物废弃物中提取果胶 实验十一丙烯酰胺溶液聚合
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 一、目的要求 1．认识并了解本体聚合及其反应原理 2．了解反应速度与引发剂用量及反应温度的关系 二、基本原理 本体聚合又称为块状聚合，它是在没有任何介质的情况下，单体本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，可直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，反应放热比较集中；又因为体系粘度较大，传热效率很低，所以大量热不易排出，因而易造成局部过热，使产品变黄，出现气泡，而影响产品质量和性能，甚至会引起单体沸腾爆聚，使聚合失败。因此，本体聚合中严格控制不同阶段的反应温度，及时排出聚合热，乃是聚合成功的关键问题。 当本体聚合至一定阶段后，体系粘度大大增加，这时大分子活性链移动困难，但单体分子的扩散并不受多大的影响，因此，链引发、链增长仍然照样进行，而链终止反应则因为粘度大而受到很大的抑制。这样，在聚合体系中活性链总浓度就不断增加，结果必然使聚合反应速度加快。又因为链终止速度减慢，活性链寿命延长，所以产物的相对分子质量也随之增加。这种反应速度加快，产物相对分子质量增加的现象称为自动加速现象(或称凝胶效应)。反应后期，单体浓度降低，体系粘度进一步增加，单体和大分子活性链的移动都很困难，因而反应速度减慢，产物的相对分子质量也降低。由于这种原因，聚合产物的相对分子质量不均一性(相对分子质量分布宽)就更为突出，这是本体聚合本身的特点所造成的。 对于不同的单体来讲，由于其聚合热不同、大分子活性链在聚合体系中的状态(伸展或卷曲)的不同；凝胶效应出现的早晚不同、其程度也不同。并不是所有单体都能选用本体聚合的实施方法，对于聚合热值过大的单体，由于热量排出更为困难，就不易采用本体聚合，一般选用聚合热适中的单体，以便于生产操作的控制。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的聚合热分别为56.5 kJ/mol和69.9 kJ/mol，它们的聚合热是比较适中的，工业上已有大规模的生产。大分子活性链在聚合体系中的状态，是影响自动加速现象出现早晚的重要因素，比如，在聚合温度50 ℃时，甲基丙烯酸甲酯聚合出现自动加速现象时的转化率为10%~15%，而苯乙烯在转化率为30%以上时，才出现自动加速现象。这是因为甲基丙烯酸甲酯对它的聚合物或
高分子化学名词解释精品(五)---聚合方法(精)
高分子化学名词解释精品（五） ----聚合方法 学校名称：江阴职业技术学院 院系名称：化学纺织工程系 时间：2017年1月10日
1、自由基聚合实施方法(Process of Radical Polymerization)：主要有本体聚合，溶液聚合，乳液聚合，悬浮聚合四种。 2、离子聚合实施方法(Process of Ionic Polymerization)：主要有溶液聚合，淤浆聚合。 3、逐步聚合实施方法(Process of Step-polymerization)：主要有熔融聚合，溶液聚合，界面聚合 4、本体聚合(Bulk Polymerization)：本体聚合是单体本身、加入少量引发剂（或不加）的聚合。 5、悬浮聚合(Suspension Polymerization)：悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。 6、溶液聚合(Solution Polymerization)：是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合。 7、乳液聚合(Emulsion Polymerization)：是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合，体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。 8、分散剂(Dispersant)：分散剂大致可分为两类，（1）水溶性有机高分子物，作用机理主要是吸咐在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护人用，同时还使表面（或界面）张力降低，有利于液滴分散。（2）不溶于水的无机粉末，作用机理是细粉吸咐在液滴表面，起着机械隔离的作用。 9、乳化剂(Emulsifier)：常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂，其作用有：（1）降低表面张力，使单体乳化成微小液滴，（2）在液滴表面形成保护层，防止凝聚，使乳液稳定，（3）更为重要的作用是超过某一临界浓度之后，乳化剂分子聚集成胶束，成为引发聚合的场所。 10、胶束(Micelle)：当乳化剂浓度超过临界浓度（CMC）以后，一部分乳化剂分子聚集在一起，乳化剂的疏水基团伸身胶束回部，亲水基伸向水层的一种状态。 11、亲水亲油平衡值（HLB）( Value of Hydrophile Lipophile Balance)：
实验1 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
实验1 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影响。 2.掌握有机玻璃制造的操作技术。 二、实验原理 本体聚合又称为块状聚合，它是在没有任何介质的情况下，单体本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，可直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，反应放热比较集中；又因为体系粘度较大，传热效率很低，所以大量热不易排出，因而易造成局部过热，使产品变黄，出现气泡，而影响产品质量和性能，甚至会引起单体沸腾爆聚，使聚合失败。因此，本体聚合中严格控制不同阶段的反应温度，及时排出聚合热，乃是聚合成功的关键问题。 当本体聚合至一定阶段后，体系粘度大大增加，这时大分子活性链移动困难，但单体分子的扩散并不受多大的影响，因此，链引发、链增长仍然照样进行，而链终止反应则因为粘度大而受到很大的抑制。这样，在聚合体系中活性链总浓度就不断增加，结果必然使聚合反应速度加快。又因为链终止速度减慢，活性链寿命延长，所以产物的相对分子质量也随之增加。这种反应速度加快，产物相对分子质量增加的现象称为自动加速现象(或称凝胶效应)。反应后期，单体浓度降低，体系粘度进一步增加，单体和大分子活性链的移动都很困难，因而反应速度减慢，产物的相对分子质量也降低。由于这种原因，聚合产物的相对分子质量不均一性(相对分子质量分布宽)就更为突出，这是本体聚合本身的特点所造成的。 对于不同的单体来讲，由于其聚合热不同、大分子活性链在聚合体系中的状态(伸展或卷曲)的不同；凝胶效应出现的早晚不同、其程度也不同。并不是所有单体都能选用本体聚合的实施方法，对于聚合热值过大的单体，由于热量排出更为困难，就不易采用本体聚合，一般选用聚合热适中的单体，以便于生产操作的控制。甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的聚合热分别为56.5 kJ/mol和69.9 kJ/mol，它们的聚合热是比较适中的，工业上已有大规模的生产。大分子活性链在聚合体系中的状态，是影响自动加速现象出现早晚的重要因素，比如，在聚合温度50 ℃时，甲基丙烯酸甲酯聚合出现自动加速现象时的转化率为10%~15%，而苯乙烯在转化率为30%以上时，才出现自动加速现象。这是因为甲基丙烯酸甲酯对它的聚合物或大分子活性链的溶解性能不太好，大分子在其中呈卷曲状态，而苯乙烯对它的聚合物或大分子活性链溶解性能要好些，大分子在其中呈比较伸展的状态。以卷曲状态存在的大分子活性链，其链端易包在活性链的线团内，这样活性链链端被屏蔽起来，使链终止反应受到阻碍，因而其自动加速现象出现的就早些。由于本体聚合有上述特点，在反应配方及工艺选择上必然是引发剂浓度和反应温度较低，反应速度比其他聚合方法为低，反应条件有时随不同阶段而异，操作控制严格，这样才能得到合格的制品。 三、实验仪器和试剂 试管，平板玻璃（5cm×10cm），弹簧夹，250mL锥形瓶，玻璃纸、牛皮纸
高分子化学实验讲义1
高分子化学实验讲义
目录 实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 (3) 实验二:苯乙烯的悬浮聚合 (5) 实验三醋酸乙烯酯的乳液聚合 (7) 实验四乙酸乙烯酯的溶液聚合与聚乙烯醇的制备.10 实验五苯乙烯与马来酸酐的交替共聚合 (12) 实验六双酚A型低分子量环氧树脂的制备 (14) 实验七乙酸纤维素的制备 (20)
实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 一、实验目的 1.了解自由基本体聚合的特点和实施方法。 2.熟悉有机玻璃的制备方法，了解其工艺过程。 二、实验原理 本体聚合是指单体本身在不加溶剂及其他分散介质的情况下由微量引发剂或光、热、辐射能等引发进行的聚合反应。由于聚合体系中的其他添加物少（除引发剂外，有时会加入少量必要的链转移剂、颜料、增塑剂、防老剂等），因而所得聚合产物纯度高，特别适合于制备一些对透明性和电性能要求高的产品。 本体聚合的体系组成和反应设备是最简单的，但聚合反应却是最难控制的，这是由于本体聚合不加分散介质，聚合反应到一定阶段后，体系粘度大，易产生自动加速现象，聚合反应热也难以导出，因而反应温度难控制，易局部过热，导致反应不均匀，使产物分子量分布变宽。这在一定程度上限制了本体聚合在工业上的应用。为克服以上缺点，常采用分阶段聚合法，即工业上常称的预聚合和后聚合。 三、主要药品与仪器 甲基丙烯酸甲酯（MMA） 20 mL 过氧化苯甲酰（BPO） ~20mg 50 mL锥形瓶1个 恒温水浴1套 试管夹1个 试管2支 四、实验步骤
（1）预聚合 在50mL锥形瓶中加入20mLMMA及单体质量0.1%的BPO，瓶口用胶塞盖上，用试管夹夹住瓶颈在85~90℃的水浴中不断摇动，进行预聚合约0.5h，注意观察体系的粘度变化，当体系粘度变大，但仍能顺利流动时，结束预聚合。 （2）浇铸灌模 将以上制备的预聚液小心地分别灌入预先干燥的两支试管中，浇灌时注意防止锥形瓶外的水珠滴入。 （3）后聚合 将灌好预聚液的试管口塞上棉花团，放入45~50℃的水浴中反应约20h，注意控制温度不能太高，否则易使产物内部产生气泡。然后再升温至100~105℃反应2~3h，使单体转化完全完成聚合； （4）取出所得有机玻璃棒，观察其透明性，是否有气泡。 五、思考题 进行本体浇铸聚合时，如果预聚阶段单体转化率偏低会产生什么后果？为什么要严格控制不同阶段的反应温度？