微型高分子化学实验(54).ppt

微型高分子化学实验,李青山李青松燕山大学材料综合实验教学中心,微型高分子化学实验,基本操作和技术,2006-11-9,微型化学实验,3,准备、实验、总结,文献物质：单体、引发剂、助剂标准折射率、熔点聚合过程跟踪！色谱、红外、紫外、核磁后处理测试：标样、制样表征：特性黏度、密度、结构、形态总结、交流！,2006-11-9,微型化学实验,4,国外微型化学实验仪器,2006-11-9,微型化学实验,5,2006-11-9,微型化学实验,6,2006-11-9,微型化学实验,7,2006-11-9,微型化学实验,8,2006-11-9,微型化学实验,9,国产微型成套玻璃仪器,2006-11-9,微型化学实验,10,2006-11-9,微型化学实验,11,2006-11-9,微型化学实验,12,2006-11-9,微型化学实验,13,2006-11-9,微型化学实验,14,2006-11-9,微型化学实验,15,微型高分子化学实验基本操作和技术,1无氧和无湿气下的操作在多数情况下，氧对分子聚合反应过程有影响。如对自由基聚合的引发和终止反应，对离子聚合引发剂的活化和去活化，对已经生成的高分子的降解（特别是在缩聚反应中）等均有影响。所以最好在惰性气氛下制备聚合物。,2006-11-9,微型化学实验,16,1.1液体的干燥液体则可用适当的干燥剂（沸腾回流）或共沸，萃取蒸馏进行脱水。注意，只有化学惰性的干燥剂才可用来干燥液体，尤其在干燥未知物质的溶液时更要注意这点。否则可能发生不应有的副反应，例如室温下向苯乙烯中加浓硫酸会发生爆炸性聚合反应。单体和液体有机物（溶剂、稀释剂等）的干燥通常将干燥剂直接与之接触，所用的干燥剂必须不与该物质发生反应且不溶于该液体。,2006-11-9,微型化学实验,17,各类液态有机物的常用干燥剂,2006-11-9,微型化学实验,18,(1)干燥剂干燥根据待干燥液的性质，选用一定量的合适的干燥剂，加人盛有待干燥液体的锥形瓶中，密塞，振荡片刻，静置，视瓶壁上无粘附的干燥剂颗粒且溶液清亮无气泡后，将干燥剂与溶液分离。(2)用干燥柱干燥由于微型化学中有时需干燥物质的量很少，仅几十微升至1mL左右，如直接用干燥剂干燥，干燥剂的吸附将占去很大比例，可采用干燥柱干燥。这样干燥效果好、损失少，又能集干燥和柱色谱分离为一体。这种方法特别适用于溶液的干燥。(3)共沸干燥法利用某些有机化合物（如苯和甲苯）与水共沸时能形成共沸混合物的特点，加热蒸馏，在蒸出苯或甲苯的同时除去反应体系中的水分。,2006-11-9,微型化学实验,19,2006-11-9,微型化学实验,20,1.2固体的干燥(1)晾干将固体在小滤纸上薄薄地摊开，用另一张滤纸覆盖其上，使之在空气中慢慢晾干。(2)烘干对于热稳定的固体化合物，可将其均匀摊开在表面皿上或蒸发皿中，置于水浴或砂浴上烘干。也可放在烘箱中或用红外灯烘干。在烘干过程中要防止过热，始终保持加热温度不超过有机化合物的熔点。(3)真空干燥对于高温易分解的有机化合物，可采用真空恒温干燥烘箱或干燥仓，在其中放置适当的干燥剂，再放人装有待干燥物的容器，密闭，恒温下抽真空，并保持一定的真空度。对于易升华的化合物，可在一般干燥器中，选用合适的干燥剂进行干燥,2006-11-9,微型化学实验,21,1.3气体的净化与干燥实验室中制得的气体以及来自钢瓶的压缩气体，常含有若干杂质。把它们通过适宜的液体或固体试剂层以便净化和干燥。为此应用洗涤瓶或洗涤塔。瓶的导入管与一气体的来源连接并浸在洗液中；导出管与需要接受气体的仪器连接。如没有现成的洗涤瓶，则可以利用各种容器（罐、瓶、三角瓶和平底烧瓶等等）和一个塞子，按洗气瓶的结构组合成洗气装置。带有玻璃多孔板片的洗瓶，气体洗涤好，宜采用孔密的板片。在压力不大时，它可以使气体很好的分散在液体中，增大了两相的接触面积。应根据气体的性质及杂质种类来选择吸收剂。,2006-11-9,微型化学实验,22,2006-11-9,微型化学实验,23,1.4有毒气体的吸收在反应中放出的有害健康的气体，可用放在图示的一种仪器中的某种吸收剂来吸收。常用水、稀的或浓的氢氧化钠或酸溶液为吸收液体（应当注意避免反应器内因压力变化而引起吸收液体倒流到反应瓶中，从而造成损失或严重事故）。预防措施是在反应瓶和吸收装置之间加一安全瓶。,2006-11-9,微型化学实验,24,2仪器的洗涤、物质的量取与加热2.1玻璃仪器的洗涤、清洁与干燥玻璃仪器和化学器皿用后应立即清洗，将洁净的玻璃器皿与仪器放在干燥器中备用，一些称量器具更要注意清洁。2.2物质的称量与量取(1)固体的称量精确称取100mg以上固体时，可用相应的电子天平。精确称取100mg以下的固体物质时，需采用感量为0.1mg的分析天平或电子天平。(2)液体的量取精确量取100L及以上的液体量时，用15mL的吸量管，在吸量管上连接注射器便于控制所需液量。精确量取100L以下的液体量时，要采用微量的注射器来量取。(3)气体的计量对气体原料计量可采用确定分压与容积进行计算，也可以采用吸到密闭器中计算质量而计量。,2006-11-9,微型化学实验,25,2.3加热反应(1)直接加热高分子化学反应时间一般较长，体系粘度较大，很少采用直接加热。(2)间接加热为了保证高分子反应加热均匀，经常选用热浴来进行间接加热。100以下多采用水浴加热，100-125加热可采用油浴，当反应需加热300以上时可采用砂浴、盐浴。对于一些聚合反应动力学分析实验或对温度要求精度很高情况下可用蒸汽浴、电热板、电热套、电吹风、微波加热。,2006-11-9,微型化学实验,26,2.4冷却最简单的冷却剂是水。自来水的温度随季节的不同而波动在415。冰可冷却到0，而0以下则需要用冷冻混合物。用固体二氧化碳（干冰）可以冷却到-60以下。干冰和有机溶剂混合时，可得到更低的温度；与乙醇达到-72，与乙醚达到-77，与氯仿和丙酮的混合物达到-77。液态空气浴可以达到最低的温度（到-180）。液态空气、固体二氧化碳和它的溶液可以在杜瓦（Dewar)瓶中保存若干时间。,2006-11-9,微型化学实验,27,3原料纯化与产物精制高分子化学反应需要原料物质有精确的摩尔比，因此，单体纯化、引发剂精制十分重要。本节从物质纯化的一般操作入手，介绍各种纯化，特别是微型化学实验所需原料纯度及纯化技术、纯物质的检测方法与标准。从反应物质分类，可分为单体纯化、引发剂纯化、辅助物质纯化。从物质状态可分为固体物质纯化，主要有重结晶、升华、重沉淀；液态物质纯化蒸馏、精馏；气态物质纯化主要是吸收、萃取等。,2006-11-9,微型化学实验,28,3.1蒸馏蒸馏是分离和提纯有机化合物的常用手段。根据有机化合物性质不同，在具体运用上分为常压蒸馏、分馏、水蒸气蒸馏和减压蒸馏。(1)常压蒸馏,2006-11-9,微型化学实验,29,(2)分馏,2006-11-9,微型化学实验,30,(3)水蒸气蒸馏,2006-11-9,微型化学实验,31,(4)减压蒸馏,2006-11-9,微型化学实验,32,(5)回流、分水,2006-11-9,微型化学实验,33,3.2过滤(1)抽滤,2006-11-9,微型化学实验,34,(2)过滤滴管过滤,2006-11-9,微型化学实验,35,(3)离心过滤(4)热过滤(5)常压常温自然过滤,2006-11-9,微型化学实验,36,2006-11-9,微型化学实验,37,(6)低温过滤与加热保温过滤,2006-11-9,微型化学实验,38,3.3萃取,2006-11-9,微型化学实验,39,2006-11-9,微型化学实验,40,2006-11-9,微型化学实验,41,2006-11-9,微型化学实验,42,3.4重结晶、重沉淀高分子化学合成目的在于得到纯物质，但反应产物常被多余的原料和副反应产物所玷污，在此应加以纯化。根据反应产物的理化性质选择方法。液体借蒸馏的方法纯化，固体物质则用结晶、重结晶，升华或沉淀、重沉淀方法来纯化。,2006-11-9,微型化学实验,43,3.5升华具有较高蒸气压的固体有机物受热后往往不经过熔融状态而直接变成蒸气，蒸气遇冷后又直接变成固体。,2006-11-9,微型化学实验,44,2006-11-9,微型化学实验,45,2006-11-9,微型化学实验,46,4搅拌与密封,2006-