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高分子化学专业实验实验报告20 /20 学年度第 学期 学院 班级 学号 姓名 1.1 本体聚合制备有机玻璃及透光率测定11实验目的1、本实验通过本体聚合MMA，掌握和了解有机玻璃的制造和操作技术；2、了解本体聚合技术的特点，并测定制品的透光率。1、了解悬浮聚合的配方及各组分的作用；2、了解不同类型悬浮剂的分散机理，搅拌速度，搅拌器形状对悬浮聚合物粒径等的影响，并观察单体在聚合过程中演变。1、学习一般高聚物热解聚的方法；2、了解高分子解聚反应；3、掌握有机原料的精制 二、原理（1）本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有优良的光学性能、密度小、机械性能、耐候性好。在航空、光学仪器工业、电器工业、日用品等方面有广泛用途。本体聚合除了适合于实验室研究，还适用于制造板材和型材，所用设备也较简单。如单体聚合能力的初步测定、聚合动力学研究和竞聚率测定等。其优点是产品纯净，尤其可以制得透明制品，其缺点是散热困难，易发生凝胶效应，工业上常采取分段聚合的方式。MMA是含不饱和双键、结构不对称的分子，易发生聚合反应，其聚合热为56.5kJ/mol。MMA在本体聚合中的突出特点是有“凝胶效应”，即在聚合过程中，当转化率达到10%20%时，聚合速率突然加快，物料的粘度骤然上升，以致发生局部过热现象。其原因是由于随着聚合反应的进行，物料的粘度增大，活性增长链移动困难，致使其相互碰撞而产生的链终止下降；相反，单体分子扩散作用不受影响，因此活性链与单体分子结合进行链增长的速率不变，总的结果是聚合总速率增加，以致发生爆发性聚合。由于本体聚合没有稀释剂存在，聚合热的排散比较困难，“凝胶效应”放出大量反应热，使产品含有气泡影响其光学性能。因此在生产中要通过严格控制聚合温度来控制聚合反应速率，以保证有机玻璃产品的质量。预聚合有几个好处，一是缩短聚合反应的诱导期并使“凝胶效应”提前到来，以便在灌模前移出较多的聚合热，以利于保证产品质量；二是可以减少聚合时的体积收缩，因MMA由单体变成聚合体体积要缩小20%22%，通过预聚合可使收缩率小于12%，另外浆液粘度大，可减小灌模的渗透损失。（2）悬浮聚合是将单体以微珠形式分散于介质中进行的聚合。从动力学的观点看，悬浮聚合与本体聚合完全一样，每一个微珠相当于一个小的本体。悬淳聚合克服了本体聚合中散热困难的问题，但因珠粒表面附有分散剂，使纯度降低。当微珠聚合到一定程度，珠子内粒度迅速增大，珠与珠之间很容易碰撞粘结，不易成珠子，甚至粘成一团，为此必须加入适量分散剂选择适当的搅拌器与搅拌速度。由于分散剂的作用机理不同，在选择分散剂的种类和确定分散剂用量进，要随聚合物种类和颗粒要求而定，如颗粒大小、形状、树脂的透明性和成膜性能等。同时也要注意合适的搅拌强度和转速，水与单体比等。本实验以氯化镁与氢氧化钠为分散剂进行甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合。（3）裂解反应是指在化学试剂（水、酸、氧等）在物理因素（热、光、电离、辐射等）的影响下，高聚物的分子链发生断裂而聚合物分子量降低或者分子链结构发生变化的化学反应。聚合物的热稳定性，裂解速度，以及所形成产物的特性是和聚合物的化学结构密切相关的，一系列实验结果表明，凡合有季碳原子和那些不含有在受热时发生化学变化的基团的聚合物在裂解时较容易析出单体，即发生解聚反应。一般高聚物的热解聚反应可简单地分为：1、长链主链上共价链发生断裂的主链降解。2、主链尚未断裂、侧基断裂的侧链降解。从聚甲基丙烯酸甲酯的结构式可以看出长链分子上的碳原子为季碳原子，在中热时容易发生解聚反应。其热解聚属于主链降解，解聚过程是按游离基反应机理进行的，解聚得甲基丙烯酸甲酯。高聚物降解的程度主要取决于大分子的结构，通常在大分子中含有季碳原子时，可以获得较高收率的单体分子，若季碳原子上取代基被原子转换时，则单体收率就很少。热解聚对于研究高分子结构和鉴定未知高聚物是一个有力的手段之一。三、仪器和试剂仪器:硅玻璃片 3片 烧杯 100ml， 2个 三颈瓶 250ml， 1个 球形冷凝管 1个 控温搅拌器装置 1套 温度计 100，2支 71型或72型分光光度计 1台试剂:甲基丙烯酸甲酯（MMA） 分析纯 30g 过氧化二苯甲酰（BPO） 分析纯 0.03g四、实验步骤一般分为下列几个主要步骤：（1）制模；（2）预聚合（制浆）；（3）灌浆；（4）聚合；（5）脱模1、制模取三块40mm70mm硅玻璃片洗净并干燥。把三块玻璃片重叠，并将中间一块纵向抽出约30mm，其余三断面用透明胶带封牢。将中间玻璃抽出，作灌浆用。2、预聚合在100ml三角烧杯中称量0.03gBPO，再加入30gMMA，在轻轻摇动至溶解，倒入三口烧瓶中，搅拌下于8590水浴中加热预聚合，观察反应的粘度变化至形成粘性薄浆（似甘油状或稍粘些），反应需0.51h，迅速冷却至室温，将预聚合好的粘浆倒入烧杯。3、灌浆将预聚物粘液慢慢灌入模具中，垂直放置10min赶出气泡，然后将模口包装密封。4、聚合将灌浆后的模具在4050的烘箱内进行低温聚合1012h，当模具内聚合物基本成为固体时升温到95100，保持1.52h。5、脱模将模具缓慢冷却到5060，撬开硅玻璃片，得到有机玻璃板。6、测试透光率聚甲基丙烯酸甲酯具有优异的光学性能，其透光率可达91%，折光率为1.49，高度透明洁净。实验利用71型或72型分光光度计，可测定所制产品的透明度。（1）试样制备：试样尺寸为10mm50mm，厚度按原厚度，用内卡尺测定其厚度。（2）测定方法：A、按通恒压电源，调至220V。B、打开仪器电源，恒压器及光源开关。C、开启样品盖，打开工作开关，将检流计光点调至透明度O点位置。D、调节所要波长465nm.E、将光度调节到满刻度100%位置。F、放入试样，关上样品盖，所测得的透光率即为样品的透光度。G、逐一关闭各开关，再关闭总开关。五、结果与讨论本实验的关键在于预聚合，因为“凝胶效应”会产生大量的热，如果排除不及时，会发生爆聚，产生大量气泡。如果预聚合反应进行得不够，则在灌浆后体积收缩严重，也会出现气泡或空洞，影响产品质量。六、思考题1、MMA的本体聚合有何特点？制造有机玻璃的步骤有哪些？2、本体聚合工艺中的关键是什么？采用什么措施来解决这些问题？ 1.2 MMA的悬浮聚合一、实验目的1、了解悬浮聚合的配方及各组分的作用；2、了解不同类型悬浮剂的分散机理，搅拌速度，搅拌器形状对悬浮聚合物粒径等的影响，并观察单体在聚合过程中演变。二、实验原理三、仪器和药品仪器： 三口烧瓶 1支 球形冷凝管 1支 烧杯 200ml，20ml 各一只 量筒 10ml，25ml，100ml 各一只 温度计 100 1支 玻璃棒 1根吸滤瓶、布氏漏斗公用药品：甲基丙烯酸甲酯 分析纯 12ml过氧化二苯甲酰 重结晶 0.10.12g氯化镁 分析纯 1M/L氢氧化钠 分析纯 1M/L蒸馏水 60ml四、实验步骤将50ml蒸馏水先加于三口瓶中，开动搅拌器，加入预先配好的1M/L氯化镁和1ML/L氢氧化钠各45ml。加热水浴至60，反应5分钟，同时加单体12ml于小烧杯中，使其先与过氧化二苯甲酰混溶，待全部溶解后，加入三口瓶中，剩余的10ml蒸馏水即为冲洗小烧杯用。洗液一并加入三口瓶中，此时应注意调整搅拌转速，为使单体在水中分散成为大小均匀的珠粒，使反应温度保持7880。（3）注意观察悬浮粒子的情况，由于聚合物比重增大，球形的聚合物逐渐沉降于支管底部时，并且从支管嗅出单体气体很稀，即可升温至85熟化半小时左右，通常进行1.52小时。（4）反应结束后，移去热水浴，用水冷却后将产物倾入200ml烧杯，用温蒸馏水清洗数次，再过滤，放在60烘箱中烘至恒重。计算产率。五、思考题1、悬浮聚合成败的关键何在？2、实验中哪些因素对于分子量（或粘度）产率有影响？试加以讨论。3、聚合过程中油状变成粘稠状最后变成硬的粒子现象如何解释？2.1 溶液聚合制备PVAc(聚醋酸乙烯酯)一、实验目的1、掌握溶液聚合的特点，增强对溶液聚合的感性认识；2、通过实验了解聚醋酸乙烯酯的聚合特点。二、实验原理 溶液聚合一般具有反应均匀，聚合热易散发，反应速度及温度易控制，分子量分布均匀等优点。在聚合过程存在向溶剂的链转移反应，使产物分子量降低。因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性。各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。一般根据聚合物分子量的要求选择合适的溶剂。另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律。选用沉淀聚合剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。本实验以甲醇为溶剂进行醋酸乙烯酯的溶液聚合。根据反应条件的不同，如温度、引发剂量、溶剂等的不同可得到分子量从2000到几万的聚醋酸乙烯酯。聚合时，溶剂回流带走反应热，温度平稳。但由于溶剂引入，大分子自由基和溶剂易发生链转移反应使分子量降低。聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维，分子量的控制是关键。由于酯酸乙烯酯自由基活性高，容易发生链转移，反应大部分在醋酸基的甲基处反应，形成链或交链产物。除此之外，还向单体、溶剂等发生链转移反应。所以在选择溶剂时，必须考虑到对单体、聚合物、分子量的影响，而选聚适当的溶剂。温度对聚合反应也是一个重要的因素。随温度的升高，反应速度加快，分子量降低，同时引起链转移反应速度增加，所以选择适当的反应温度，对保证聚合物的质量是重要的。三、仪器和药品仪器： 三颈瓶 250ml 1只搅拌器 1套控温装置 1套温度计 100 2支量筒 10ml，50ml 各一只磨口冷凝管 1只瓷盘 1个药品：醋酸乙烯酯（VAC） 化学纯 60ml甲醇 化学纯BP=5465 60ml偶氮二异丁腈（AIBN） 分析纯 0.2g四、实验步骤在装有搅拌器的干燥而洁净的250ml三颈瓶上，装一球形冷凝管。将醋酸乙烯酯60ml，0.2gAIBN及10ml甲醇依次加入三颈瓶中，在搅拌下加热，使其回流，恒温槽温度控制在6065（注意不要超过65），反应2小时。观察反应情况，当体系很粘稠，聚合物完全粘在搅拌轴上停止加热，加入50ml甲醇，再搅拌10分钟，待粘稠物稀释后，停止搅拌，然后，将溶液慢慢倒入盛水的瓷盘中，聚醋酸乙烯酯呈薄膜析出。放置过夜，待膜面不粘手，将其用水反复冲洗，晾干后剪成碎片，留作醇解所用。五、思考题1、溶液聚合的特点及影响因素？2、如何选择溶剂，甲醇的作用？3、对比溶液聚合与本体聚合、悬浮聚合的不同。 2.2 乳液聚合制备PVAc乳胶一、实验目的1、了解乳液聚合特点，配方及各组分的作用；2、熟悉聚醋酸乙烯酯胶乳的制备及用途。二、实验原理乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下分散在介质中，加水溶性引发剂，在搅拌或振荡下进行的非均相聚合反应。它既不同于溶液聚合，也不同于悬浮聚合。乳化剂是乳液聚合的主要成分。乳液聚合的引发、增长、终止都在胶束的乳胶粒内进行。单体液滴只是藏单体的仓库。反应速率主要决定于粒子数，具有快速，分子量高的特点。醋酸乙烯酯乳液聚合机理与一般乳液聚合相同。采用过硫酸盐为引发剂，为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入，聚合中常用的乳化剂是聚乙烯醇。实践中还常把两种乳化剂合并使用，乳化效果和稳定性比单独用一种好。本实验采用聚乙烯醇和0P两种乳化剂。聚醋酸乙烯酯胶乳漆具有水基漆的优点，粘度小，分子量较大，不用易燃的有机溶剂。作为粘合剂时（俗称白胶），木材、织物和纸张均可使用。三、仪器和药品仪器：（装置见溶液聚合）四口瓶 250ml 1只搅拌器 1套变压器 1只滴液漏斗 50ml 1只球型冷凝管 1个温度计 100 1支量筒 10ml，50ml 各1只烧杯 25ml，50ml，100ml 各1只药品：醋酸乙烯酯（VAc） 分析纯 过硫酸铵 分析纯聚乙烯醇 工业纯乳化剂OP （烷基酚的环氧乙烷缩合物） 分析纯邻苯二甲酸二丁酯 分析纯碳酸氢钠 分析纯四、实验步骤在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗及温度计的四口瓶中加入乳化剂（6g聚乙烯醇溶于78ml蒸馏水注：聚乙烯醇溶解速度非常慢，为提高溶解速度，先升温在80使其溶解，然后将温至常温）及1g OP乳化剂及21.5ml醋酸乙烯酯，待乳化剂全溶解。称1g过硫酸铵，用5ml水溶解于小烧杯中，将此溶液的一半倒入反应釜内，开动搅拌，加热恒温槽，反应温度在6575左右。然后用滴液漏斗滴加32ml醋酸乙烯酯（滴加速度不宜过快），加完后把余下的过硫酸铵加入四口瓶中，继续加热，使之回流，逐步升温，以不产生大量气泡为准，最后升到80，无回流为止。停止加热，冷却到50后，加入0.25g碳酸氢钠溶于5ml水的溶液，再加入8ml邻苯二甲酸二丁酯，搅拌冷却后，即成白色乳液。也可以用水稀释并混入色浆制成各种颜色的油漆称为乳胶漆。五、思考题1、比较乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合的反应特点。2、乳化剂的作用？3、本实验操作应注意哪些问题？ 2.3 PVAc的醇解一、实验目的1、掌握高聚物化学转化的目的方法；2、了解聚醋酸乙烯酯醇解反应的原理、特点以及影响醇解度的因素。二、实验原理聚乙烯醇一般不能直接由单体聚合，这是由于游离的乙烯醇很不稳定。容易异构转化成乙醛或环氧乙烷，所以一般都是以聚醋酸乙烯酯（PVAc）的醇解而制得，醇反应可以在酸性或碱性介质中进行。PVAc在碱性介质中的醇解反应为：（1）（2）（3）其中以（1）为主反应，在反应中NaOH仅起助催化剂作用。（2）（3）二副反应速度随反应体系中含水量的增加而增大，副反应速度增大，消耗大量的NaOH，从而降低了对主反应的催化作用，使醇解反应进行不完全。因此，为了避免副反应的发生，对物料中的含水量必须严格控制，一般要求在5%以下。PVAc的脱醋酸的反应速度与聚醋酸乙烯酯的聚合度几乎无关，只随反应的进行而增大。从以上反应方程式可知，醇解反应是甲醇和高分子的聚醋酸乙烯酯进行酯交换反应。这种使高聚物结构发生改变的化学反应在高分子化学中称作高分子化学反应。三、仪器和药品仪器：三口烧瓶 250ml 1只冷凝器 1支搅拌器 1套小烧杯 10ml 1只量筒 10ml，50ml 各一只滴管 2 根温度计 100 1支药品：聚醋酸乙烯酯（自制） 3g甲醇 分析纯 35mlNaOH 分析纯 0.08g四、操作步骤称取自制PVAc树脂3g，放入装有冷凝管、搅拌器的三口烧瓶中，加入30ml甲醇，开动搅拌，加热，温度控制在40，待树脂全部溶解后，冷却到35，加入事先配好的NaOH-甲醇溶液（称取0.08gNaOH于小烧杯中，加入5mlCH3OH，使之完全溶解）用滴管逐滴加入2ml，滴加完后，加速搅拌，注意观察，当体系出现胶冻时，急剧搅拌半小时，当胶冻打碎后，再加入余下的NaOH-甲醇溶液，水浴温度控制在35，继续反应11.5小时，即可结束。五、思考题1、影响聚乙烯醇醇解的因素是什么？2、聚酯酸乙烯酯中的水分及未反应单体对醇解有何影响？2.4 聚乙烯醇的缩醛化反应（107胶）一、实验目的1、了解聚乙烯醇缩醛化反应的机理；2、掌握常用工业胶水的用途。二、实验原理聚乙烯醇缩醛是聚乙烯醇与醛类在酸性介质中反应而制得的，亦可以直接用聚醋酸乙烯酯和醛类在酸性介质中反应得到，本实验是用聚乙烯醇与甲醛在盐酸作用下制得，反应如下：聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩甲醛化，随缩甲醛度的增加，水溶性愈差。作为维尼纶纤维是聚乙烯醇缩甲醛的缩甲醛度一般控制在35%左右。它不溶于水，是性能优良的合成纤维。缩醛度为7585%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛（107胶水），反应过程中需控制较低的缩醛度。使产物保持水溶性。如反应过于猛然，则造成局部高缩醛度，以致使不溶性物质存在而影响胶水质量。因此在反应过程中，要严格控制催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。107胶最初只是代替浆糊及动植物胶，用作文具胶水及粘帖皮鞋衬里等用，上世纪70年代开始用于民用建筑，80年代则广泛用于各种壁纸、玻璃纤维墙布、各种墙板、瓷砖之粘巾，用作白粉浆、石灰浆、各种腻子的胶结剂，还用作内外墙涂料，水泥地面涂料的基料，及外墙饰面、墙体处理等各个方面，帮有建筑部门“万能胶”这称。目前因107胶在使用过程中有甲醛气味，所以多用尿素对其进行氨基化处理而得801胶，801胶避免了甲醛的刺激性气味。三、仪器和药品仪器： 三口烧瓶 250ml 1只冷凝管 1支搅拌器 1套温度计 100 1支量筒 50ml 1只移液管 1ml 1只加热器 1套药品：聚醋酸乙烯酯（自制）甲醛水溶液（37%）浓盐酸 pH试纸NaOH（8%）溶液 （自配）四、实验步骤在250ml三口烧瓶中，加入50ml去离子水，7g聚乙烯醇，在搅拌下升温溶解，待聚乙烯醇完全溶解后，于90左右加入4.6ml甲醛（40%工业），搅拌15分钟，再加入1：4盐酸0.5mL，控制体系pH值13。保持反应温度90左右，继续搅拌，反应体系逐渐变稠。当体系中出现气泡或有絮状物产生，立即加入1.5ml8%NaOH溶液，同时加入30ml去离子水，调节体系的pH值为89，然后冷却，降温出料，获得无色透明粘稠的液体即市场出售的胶水。五、思考题1、讨论聚乙烯醇缩醛反应机理及催化剂作用？2、写出聚乙烯醇缩甲醛的生成反应式。 3.1粘度法测定聚合物分子量一、实验目的 1、测定聚丙烯酰胺的相对分子量；2、掌握用乌氏粘度计测定高聚物分子量的基本原理。 二、实验原理 分子量是表征化合物特性的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一，参差不齐，一般在103107之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适用的范围如表3.1所示。 表3.1 测定高聚分子量相应的分析方法分析测定方法高聚分子量(Mr)端基分析3104沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏3104渗透压104106光散射104107超离心沉降及扩散104107粘度法104107 其中粘度法设备简单，操作方便，有相当好的实验精度，但粘度法不是测分子量的绝对方法，因为此法中所用的特性粘度与分子量的经验方程是要用其它方法来确定的，高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的经验方程式。 高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。高聚物溶液的粘度表示溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现，其值一般比纯溶剂粘度0大得多。纯溶剂粘度0的物理意义为溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度。相对于纯溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘度sp，即 （1）式中r称为相对粘度，其物理意义为溶液粘度与纯溶剂粘度的比值。r也是整个溶液的行为，sp则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。对于高分子溶液，增比粘度sp往往随溶液的浓度C的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比粘度，即sp/C称为比浓粘度。为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限稀释，使得每个高聚物分子彼此远离，其相互干扰可以忽略不计。这时溶液所呈现出的粘度行为最能反映高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦。因而这一理论上定义的极限粘度称为特性粘度，记作。 在无限稀释条件下 ，特性粘度可以使用如下表达式 (2) 因此我们获得的方法有二种:一种是以SP/C对C作图，外推到C0的截距值;另一种是以lnr/C对C作图，也外推到C0的截距值，如图3.1所示，两根线应会合于一点，这也可校核实验的可靠性。一般这两根直线的方程表达式为下列形式: (3) 图3.1 外推法求如果高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触表面也愈大，摩擦就大，表现出的特性粘度也大。特性粘度h和分子量之间的经验关系式为: (4) 式中, M为相对平均分子量; K为比例常数; 是与分子形状有关的经验参数。K和值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。K值受温度的影响较明显，而值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.51之间。K与的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定得。测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒法和落球法。在测定高聚物分子的特性粘度时，以毛细管流出法的粘度计最为方便。若液体在毛细管粘度计中，因重力作用流出时，可通过公式（5）计算粘度。 (5) 式中，为液体的粘度; 为液体的密度; L为毛细管的长度;r为毛细管的半径; t为流出的时间; h为流过毛细管液体的平均液柱高度;V为流经毛细管的液体体积; m为毛细管末端校正的参数(一般在r/L1时，可以取m =1)。 对于某一只指定的粘度计而言，(5)式可以写成下式 (6) 式中，B1，当流出的时间t在2min左右(大于100s)，该项(亦称动能校正项)可以从略。又因通常测定是在稀溶液中进行(C110-2gcm-3)，所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等，因此可将r写成: (7) 式中，t为溶液的流出时间;t0为纯溶剂的流出时间。 所以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间，从式7求得r，再由图3.1求得。 三、仪器与药品 仪器：恒温槽 1套乌贝路德粘度计 1只移液管(10mL) 2只移液管(5mL) 1只秒表 1只洗耳球 1只容量瓶（50mL） 1个锥形瓶 （100mL） 2个烧杯（50mL） 1个螺旋夹 1只橡皮管(约5cm长) 2根药品：聚丙烯酰胺 分析纯 配制成（0.03-0.06g）/100ml溶液NaCl 分析纯 配制成(1mol/L和2mol/L) 溶液 四、实验步骤 - 24 -本实验用的乌贝路德粘度计，又叫气承悬柱式粘度计。它的最大优点是可以在粘度计里逐渐稀释从而节省许多操作手续，其构造如图3.2所示。 （1）先用洗液将粘度计洗净，再用自来水、蒸馏水分别冲洗几次，每次都要注意反复流洗毛细管部分，洗好后烘干备用。 图3.2 乌氏粘度计 （2）调节恒温槽温度至(30.00.1），在粘度计的B管和C管上都套上橡皮管，然后将其垂直放入恒温槽，使水面完全浸没G球。 （3）溶液流出时间的测定 用移液管分别吸取已知浓度的聚丙烯胺溶液10mL和NaCl溶液(2mol/L)10mL，由A管注入粘度计中，在C管处用洗耳球打气，使溶液混合均匀，浓度记为C1，恒温10min，进行测定。测定方法如下:将C管用夹子夹紧使之不通气，在B管用洗耳球将溶液从F球经D球、毛细管、E球抽至G球中部，解去夹子，让C管通大气，此时D球内的溶液即回入F球，使毛细管以上的液体悬空。毛细管以上的液体下落，当液面流经a刻度时，立即按停表开始记时间，当液面降至b刻度时，再按停表，测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间。重复这一操作至少三次，它们间相差不大于0.3s，取三次的平均值为t1。 然后依次由A管用移液管加入5mL、5mL、10mL、15mL NaCl溶液(1mol/L)，将溶液稀释，使溶液浓度分别为C2、C3、C4、C5，用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t2、t3、t4、t5。应注意每次加入NaCl溶液后，要充分混合均匀，并抽洗粘度计的E球和G球，使粘度计内溶液各处的浓度相等。 (4) 溶剂流出时间的测定 用蒸馏水洗净粘度计，尤其要反复流洗粘度计的毛细管部分。用NaCl洗12次，然后由A管加入约10mL1mol/LNaCL溶液。用同法测定溶剂流出的时间t0。 实验完毕后，粘度计一定要用蒸馏水洗干净。 五、数据处理 (1) 将所测的实验数据及计算结果填入下表中。 原始溶液浓度C0 (gcm-3) 恒温温度 C(gcm-3) t1/s t2/s t3/s t平均/s r lnr SP SP/C lnr/C C1 C2 C3 C4 C5 (2) 作SP/CC及lnr/CC图，并外推到C0由截距求出。 (3) 将代入公式(4)，计算聚丙烯酰胺的相对分子量。 已知30时聚丙烯酰胺在1mol/L NaCl水溶液中相关参数 K=3.7510-2 dm3 kg-1, a=0.66 六、注意事项 (1) 粘度计必须洁净，高聚物溶液中若有絮状物不能将它移入粘度计中。 (2) 本实验溶液的稀释是直接在粘度计中进行的，因此每加入一次溶剂进行稀释时必须混合均匀，并抽洗E球和G球。 (3) 实验过程中恒温槽的温度要恒定，溶液每次稀释恒温后才能测量。 (4) 粘度计要垂直放置。实验过程中不要振动粘度计。 七、聚丙烯酰胺简介聚丙烯酰胺（Polyacryamide，简称PAM）。是丙烯酰胺（acrylamide，简称AM，分子式CH2=CHCONH2）及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。工业上凡含有50%以上AM单体的聚合物都泛称聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺（PAM）是一种线形水溶性高分子，是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一。PAM可以用作有效的絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂等，广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、矿冶、地质、轻纺、建筑等工业部门。一般以高分子量聚丙烯酰胺为采油助剂，助留剂等；低分子量聚丙烯酰胺为分散剂；以中等分子量聚丙烯酰胺为纸张增强剂。3.2 密度梯度法测定聚合物结晶度聚合物由于其长链结构及分子量的分散性等原因，要形成完整的结晶体是很困难的，因此对于结晶性高分子一般都只能形成部分结晶物，常采用结晶度来描述其结晶的程度，它是结晶性聚合物的一个重要参数。结晶度对材料的物理机械性能如强度、硬度、透明性、耐热性、透气性、溶解性等都有重要的影响。材料的结晶度不仅与其化学结构如链的规整性有关，而且与加工成形的工艺条件有很大关系，包括冷却速度，拉伸取向，成核剂等。因此为了研究结晶性聚合物的加工工艺对性能的影响，结晶度的测量是一个不可缺少的环节。在工业上结晶度也常作为聚合物产品的一个中间指标。测量结晶度的方法有X-射线衍射法、量热法、红外光谱法和密度法等，其中，密度法是最常用的一种方法，由于其设备简单，操作和数据处理方便并具有较高的精度而得到了广泛的应用。在密度测量中采用密度梯度法具有测量精度高，可以同时对多个样品进行比较测量，配好的密度管可以多次使用等优点，特别适用于工业分析。一、实验目的1、掌握用密度梯度法测定高聚物密度并计算结晶度的原理及方法；2、 掌握比重瓶的正确使用方法。二、实验原理结晶度是指结晶聚合物中结晶部分所占的重量或体积百分比。由于聚合物晶相