新大高分子材料综合性实验讲义

1（2013版本）2第一部分：高分子材料综合性实验 1 3 6 20 21 22第二部分：材料分析与测试实验 24实验2紫外吸收光谱法测定聚合物的低 26 27 29 32 33 393第一部分：高分子材料综合性实验聚合物的熔融指数，又称熔体流动速率(MFR)，通常是指塑料熔体在规定的温度和压力下，在时的流动性，了解聚合物分子量大小及分子量宽度的分布，了解分子交联的程度，为塑料成型加工M2.4×1042.8×1044.8×104在塑料成型加工实际生产控制中，往往用改变温度和压力来调节塑料熔体你的流动性和冲模速度。同样提高熔体压温度，几乎所有聚合物的黏度都有不同程度下降，同样提高压力，熔体流动速率也会增加，但不同分子结构的聚合物其流动速率对温度和压力的铭感性不同，因此，熔体流动速率只能表征相同结构聚合物分子量的相对数值，而不能在结构不同的聚合物之间进行比较。该项测试针对各种热塑性塑料，不同类型的聚合物可选择各自的标准进行试4123456789③拔出活塞杆，加入3～5g试样于料筒中，重新插入活塞杆，加上负荷或部分负荷，恒温4~④结果计算，熔体流动速率按下式计算：MFR=t测量过程，熔体流动逐渐加大，表现出与料筒中熔体高度速度有关，这可能由于熔体与料筒有聚合物在料筒中。受热发生降解，特别是粉末聚合物，由于空气中的氧更加加速热降解效应，使黏度降低，从而加快流动速率。为了减少这种影响，对于粉末试样，尽快压密实，减少空气，同时加入一些热稳定剂。另外方面测试时通入氮气保护，这样可以使热降解减到最5挤出成型是塑料主要成型工艺之一，在塑料工业中占重要地位，它可加工塑料也可加工橡胶，用挤压法加工的塑料绝大部分是热塑性塑料(占全部热塑性塑料加工量的一半左右)，可挤出成型的制品为管、板、棒、丝、薄膜、异型材、线缆包覆物等多种塑料制品，其中塑料管材是挤出成型的认识加工过程主要设备的结构和加工原理，加深理解工艺控制原理并掌握其控制方法，通过实际控制了解影响产品产量的因素，并学会分析和处理成型过程中出现的塑料棒材的连续挤压是将塑料颗粒(或粉状)料加入单螺杆挤压机料斗内，经计量装置落入料筒内的螺杆螺槽中，借螺杆转动在螺杆推力面作用下使物料向机头方向输送前移，并逐渐压缩，在此过程中受螺杆剪切力作用，获得摩擦熟和料筒的加热从而温度不断上升，至达到物料的熔融温度以上，物料转化为黏流状态，经过筛板的节制作用，压入挤出机机头被逐渐分开，流经分流器支架被由可变速牵引机牵引出合格棒材，经破碎机按规定长度破碎(或卷绕成盘)成品进行包装。本实验采用高密度聚乙烯或等规立构聚丙烯原料进提高产品的产量和质量，对各设备结构特征的合理选择与设计是非常塑料管材挤出机一般用螺杆直径为30～150mm，选用挤出机时，一般应使口模通6聚丙烯导热性差，而比热容却较大，达到加工温度所需的热量较多，这表明，在挤出加工时，杆加料段螺槽容积/螺杆计量段螺槽容积)大小的选择不完全与物料压实程度相吻合。为了加大对物料的压实程度和剪切作用，便于塑化，一般选用压缩机头由筛板、分流支架、分流梭、模座及机头连接件等组成的。①机头必须设计一个通气与分流棱中心孔相通，并贯通模芯中心通气孔。②机头内务轮廓部分呈流线型过渡，无死角，表面相糙度低。③机头连接结构要求紧凑、严密、筛板与分流梭间通道是反喇叭和正喇叭流道，提高料流动性差，拉伸引棒材也困难，聚丙烯选用熔融指数为0.一般采用烘箱干燥，对于尼龙料的干燥，采用真空干燥方法效果奸，可以防止物料氧化发黄。(1)温度控制：塑料棒材的挤出成型温度包括40℃左右，基本上接近高聚物的熔融温度即可。(2)对于挤出加工来说，螺杆转速加大，则剪切速率增加，热塑性塑料熔体大都是非牛顿型假塑性流体，其黏度随剪切速率的增加而下降，流动性提高挤出量随之提高．但过大的剪切速率熔融黏度过低，会造成生产操作上的困难，同时低黏废熔体在螺秆反压作用下倒流，漏流量明显增加，在一定程度上又影响了出料量，有时，甚至会出现螺杆在高转速下“打滑”现象，因此应该把螺杆转速控7此外，在生产过程中，应尽量保持螺杆转速稳定，避免时快时慢。否则，将会因物抖熔融黏度变化率直接影响质量性能，对结晶型高聚物尤为明显，如聚丙烯是结晶型物料，其比热容大，同时从熔融态冷却固化时因结晶释出大量结晶潜热，它的熔融黏度又较小，挤出材材时管坯的成型性较差，因此从成型工艺角度看，聚丙烯材材需要快速冷却。然而冷却速度对结晶型高聚物结晶度。球晶的大小有影响，对高聚物的机械性能就有影响，如对聚丙烯冷却速度越快。熔融大分子来不及结晶就被冷凝固化，这时结晶度就低，成型收缩率较小，低温成核速率快，形成较小的球晶。对聚丙烯来说，结晶度低，断裂伸长和冲击强度增高，而其他性能如拉伸强度、模量、硬度等都降低，另外球控温风机，开料斗底座的冷却水；(3)当各部分达到指定的温度头连接螺栓是否松动，并趁热拧紧螺钉，防止漏料为了克服棒材挤出胀大控制臂径，牵引速度比挤出速度高110(7)根据对挤出棒材的规格的要求，对各控制工艺参数进行相应的调整，使挤出成型进入正常状态；(8)停车时，如果停车时间长，对热稳定性较差的塑料一定要将筒内的塑料全部挤完，以免下次开车时，升温和保温时间长而引起过热分解，必要时，对机头，螺杆和多孔板应拆卸洁净，对于热稳定性好的塑料，可以带料停车，但应保证料筒和机头内塑料不夹杂空气，以免下次开车时塑料被氧化，停车后关闭螺杆冷却水，调节电动机转速的旋钮调到低速位3.按操作程序开车，注意启动挤出机时，转速要缓慢上升，同时注意进料情况并密切注意电机电83.掌握注塑机模具的结构、正确操作注塑机，掌握制作标准测试样条的热塑性塑料具有受热软化和在外力作用下流动的特点，当冷却后又能转变为固态，而塑料的原有性能不发生本质变化。注塑成型正是利用塑料的这一特性，尤其是热塑性塑料。注塑成型是热塑性塑料成型制品的一种重要方法，塑料在注塑机料筒中经外部加热及螺杆对物料和物料之间的摩擦升热使塑料熔化呈流动状后，在螺杆的高压、高速作用推动下，塑料熔体通过喷嘴注入温度较低的封闭模具型腔中，经冷却定型成为所需制品。采用注塑成型，可以成型各种不同塑料，得到质量、尺寸、形状大小不同的各种各样的塑料制品，本实验是通过注射标准样条的过程、使学生对注塑成733921注塑成型过程按先后顺序包括成型前的准备，注塑过程，制件的后处理等。注塑前的准备工作主要有原料的检验。着色、干燥，料筒的清洗，脱模剂的选用等．注塑过程主要包括各种工艺条件的确定和调整，塑料熔体的充模和冷却过程涂饰、退火或调湿处理．注塑成型的各个环节对塑件的括注塑成型温度、注射压力、注射速度、与之有关的时间．要想得到满意的注塑制品，涉及的生产因素有注塑机的性能、制品的结构设计和模具设计、原材料的选择和注塑工艺条件。以上几个因素相互关联，缺一不可．当注塑机和原料已经确定，模具已经安装在注塑机上时，工艺条件的选择和9控制就成为至关重要的因素。直接影响塑料溶体的流动行为，塑料的塑化状态和分解行为，制品的结晶和取向，进一步影响塑料制品的外观和性能，如果塑料成型工艺条件选择不当，不但制品性能2.工艺条件及其对成型的影响注塑成型要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种温度主要影响塑料的塑化和①料筒温度：温度是保证塑料塑化质量的关键工艺参数之一，料筒热量是通过加热圈对料简加热获得．温度的高低由温度控制仪表对加热圈进行调节和控制，为了对料筒进行温度控制，注塑机制中必需加以注意。料筒温度的高低与所加工的塑料特性有关．在选择料简温度时，主要考虑的因料筒温度的调节应保证塑料塑化良好，能够顺利地进行充模而不引起塑料熔体分解，只有塑化良好的熔体才能顺利地进入模具型腔，才能得到与模具型腔完美一致的制品．塑料塑化良好的前提是物料的温度在黏流温度以上，在物料的分解温度以下，对于无定型塑料，料简温度应控制在黏流温度(Tf)以上；对于结晶性塑料则料简温度控制在熔点温度(Tm)以制在它们的分解温度(Td)以下。实际上塑料的加工温度范围在(Tf～Td)或(Tm～Td)之间。由于塑料品温度区间范围小的塑料，这种塑料一般是热敏性树脂，温度偏低则可能塑化不良，温度偏高则引起塑料分解。料筒温度的控制不但应偏低些，使其远离分解温度，而且控温仪表的温度与实际温度误差应尽可能小，避免因仪表的温度误差引起物料塑化不良或者高温分解。对于加工温度区间范围大渐升高，使物料在料筒中逐渐熔融塑化。对于剪切敏感的塑料，采用螺杆式注塑机，由于螺杆的剪体在注射时，快速通过喷嘴，有一定的摩擦热产生，所以，喷嘴的温度稍低于料筒的最高温度，但不能过低，不然会造成喷嘴的堵塞，增大流动阻力，甚至熔料不能通过喷嘴进入模具型腔，影响制品的质量．由于喷嘴有不同类型，对于直通喷嘴、流动阻力小的结构，温度可适嘴、液控喷嘴等流动阻力较大其温度应适当提高，以免冷料堵塞喷嘴。料温对成型加工料筒、喷嘴和模具浇注系统的压力降减少，塑料熔体在模具中的流动长度增加，从而改善了成型性能，注射速率增大，熔化时间和充模时间减少，注塑周期缩短；制品表面光洁度提高．但温度过高时，塑料容易引起分解，造成材料的物理机械性能下降。料筒温度与喷嘴温度的选择。还与注塑的其他工艺条件有密切的关系。例如选用较低的注射压力时，为保证物料的流动，应适当提高料筒温度和喷嘴温度；反之，料筒温度和喷嘴温度较低，就需较高的注射压其冷却至常温，模具温度的高低、温度的均匀性直接影响熔融物料的冷却历程，对制品冷却速度的快慢以及制件的内在性能和外观质量影响极大。每一种塑料都有自己的成型模具温度，如果在成型过程中能始终保持相适应的模具温度，使塑料的成型性得到极大的改善。塑件的冷却时间长短受到模具温度高低的制约，将模具温度保持在允许温度范圃的低温状态，显然能缩短注塑周期，提高生产效率。如果模具温度发生波动，塑件的收缩率也将发生变化，特别是结晶性塑料，模具的变化对结晶度影响很大，模具温度恒定，也就稳定了成型塑件的尺寸精度。塑件在冷却过程中，模具各处的温度保持均匀，冷却速度一致，制件的各部分收缩率能保持一致，从而防止了塑件的变形。式，对模具加热或通入冷却水，由于有些塑料的玻璃化温度较高，例如聚碳酸酯其玻璃化温度高达很快凝固，流动阻力很大，甚至不能流动以至于不能成型，必须对模具加热，采取加热圈或加热棒的废品，也降低了制品的内应力．对模具冷却的方式是对模具内的流道通入冷却水来控制的，为节约水资源，同时确保模具温度的恒定，通常使用模具温度冷却器，冷却器的控温仪表调节冷凝水的温度，使进入模具的冷却水温度保持一致．不管采取什么方法使模具保持定温的，对塑料熔体而言无定型塑料熔体注入模腔后，随着温度的不断降低而冷却定型硬化，但并不大量产生结晶相的聚砜等，则应采用较高的模温，提高模温可以调制制品的冷却速率，使制品冷却均匀，以防制品因冷却过程温差过大而产生凹痕、内应力和裂纹等缺陷。结晶性塑料注入模腔后，当温度降低至熔点因此模具温度直接影响制品的结晶速率和结晶构型。模具温度高时，冷却速率小，但结晶速率大。一般塑料的最大结晶速率的温度都在熔点以下的松弛过程，分子取向效应小。这种条件仅适合于结晶速率很小的塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯。模具温度对制品的性能影响很大。一般的规律是随着模具温度的升高，熔体的充模长度增加；树脂大分子的取向程度下降：塑料制品的内应力降低；熔体的冷却时间延长：生产效率降低：制品的后2）压力注射过程中的压力包括塑化压力和注射压力①塑化压力(背压)：螺杆式注塑机在塑化物料时，螺杆后退受到一定的阻力(来源于注射油缸)，喷嘴的口径较小，塑化的熔融物料不易流出，螺扦端部熔料产生一定的压力，称为塑化压力，亦称预塑背压。其压力的大小可以通过注塑机的液压系统中注射油缸的回油背压阀来调整。塑化压力的作用是明显的，由于塑化压力的存在，螺杆在塑化过程中，后退的速度降低，物料需要较长的时间才到螺杆的头部，物料的塑化质量得到提高，尤其是带色母粒的物料颜色的分布更加均匀，由于塑化压力的在，迫使物料中的水分从螺杆的根部溢出，使制件减少了银纹和气泡。也避免了因熔体塑化不良，在充模过程中未融化的微粒将模具的浇注系统墙塞，降低塑件的质量和生产效率。在塑化过造成物料的分解、交联，减少塑化速率，甚至会延长模塑周期。一般操作中，塑化压力的大小应在保证塑化质量的前提下越低越好，其具体数值随所用塑料的品种而异，通常控制注射油缸回油处背克服塑料熔体从料筒向模具型腔流动的阻力，保证熔料充模的速率并将熔料压实。可见注射压力与制品的质量和产量有密切的关系。注射压力受到诸如塑料品种、注塑机的类型、制件和模具的结构从克服塑料馅体流动阻力而言，流道的几何因素是首要的；另一个决定因素是塑料的摩擦系数和熔体的黏度．二者是随所用的料筒温度和模具温度而变化的：此外，注塑机的种类，物料是否有润滑剂也都与流道阻力有关。注塑过程中，随注射压力增大。熔体流动性改善，流动长度增加，充模速度提高，制品熔接强度提高，密度增加，收缩率下降。所以，对大尺寸、形状复杂和薄壁制品压力进行注射。但是，由于制品中的内应力随注射压力的增加而加大，所以采用较高注射压力进行注射的塑料制品应进行退火处理。随着注射压力的增大，制品的大多数物理机械性能通常均有所提高。注塑过程中，注射压力与塑料熔体温度实际上是互相制约的，而且与模具温度有密切关系。料温高时，注射压力减少；反之，所需注射压力加大。以料温和注射压力为坐标绘制的成型面积田能正确反映注射成型的适宜条件，在成型中，适当的注射压力和熔体温度、模具温度的组合都能获得满意的结果，这一面积以外的温度和压力的组合，都会给成成型周期直接影响劳动生产和设备利用率。因此在生产中，应在保存质量的前提下，尽量缩短成型时间。在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要。它们对制品的质量有决定性影响，注射时间中的充模时间反比于注射充模速度。注射速度主要影响塑料的熔体在模腔内压力，温度及注射时间中的保压时间就是对模腔内的熔料的压实时间。在整个注射时间内占的比例比较大，对制品的尺寸准确性有影响。若在封冻之后，保压时间对制品尺寸无影响。依较于料温、模温以及主浇道和浇口的大小。如果主浇道、浇口的尺寸以及工艺条件是正常的，通常以制品收缩率波动范围最小的压力值为保压冷却时间主要取决于制品的厚度、塑料的热性能和结晶性能，以及模具温度等。冷却时间的终必要，不仅降低生产效率，对复杂制品还将造成脱模田难，强行脱模造成制品产生脱模应力。成型周期中的其他时间则与生产过程中是否连在选择塑料的工艺条件时，主要从以下几个方面2.设备XS-ZX-125注塑(4)检查各冷却水管接头是否可靠，通水检查，杜柱查压力是否上升；(3)空车时，手动操作机器，空负荷运转，检查安全门的运行是否正常，指示灯是否熄亮及时，各控制阀、电磁阀动作是否正常，调速阀、节流阀的控制是否灵敏；(4)检查并调整动操作试车，检查是否运转正常；(7)检查注塑制件计数装置及报警装置是否正常、注塑成型是一个按照预定的顺序做周期性的动作过程，注塑机动作过程的程序是指机器在程序却一开模一顶出制品一台模注塑机在加工结晶性塑料时，喷嘴不宜长时间同温度低的模具接触，因此，注塑机除了上述合模、注射、保压、预塑，开模和制品顶出的动作外，注射座还应在每一循环①固定加料：指机器在各次工作循环中，喷嘴始终同模具相接触，也就是在加料过程中，喷嘴没有后撒或前移的动作。这种方式比较适用于加工温度范围较宽的塑料，如软聚氯乙烯、聚乙烯、②前加料：在每次工作循环中，注射部分的喷嘴都需要作一次撤离模具的动作。但喷嘴退回的动作必须在螺杆定量预塑之后进行．这种程序主要用在开式喷嘴或需要较高背压进行塑化③后加料：在每次工作循环中，螺杆塑化计量是在喷嘴退回以后进行的．这种程序可使喷嘴同根据实际使用的情况，注塑机常用的操作方式有调整、半自动、全①调整：指机器的所有动作都必须按动相应的按钮慢速进行，放开按钮动作即停上，故又称为②半自动：指每个生产周期仅需把机器的安全门关闭后，工艺过程中的各个动作按照一定的顺序自动进行，直至一个生产周期进行完毕为止。此操作方式主要用于全自动生产尚不具备条件的一③全自动：指机器的动作顺序，全部由电器控制，自动地往复进行。这种操作方式可以减轻人工的劳动强度，实现一人多机或全车间机台集中管理的全自动化生产．但由于模具结构或气体附属4．料筒温度的作用应该如何控制？一、实验目的二、实验原理本实验为综合性实验，涉及到烯类单体自由基聚合机理，自由基聚合实施方法，以及乳液聚合乳化剂分子具有两亲性的化学结构，分子两端分别是亲水基和疏水基，能使单体均匀、稳定地分散在水中而不分层。乳化剂溶液浓度达到一定值时，乳化剂开始形成胶束，该浓度称为临界胶束护层，阻止微粒凝聚；大量胶束的存在还可增溶单体。常见的乳化剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。阴离子乳化剂在碱性溶液中稳定，遇酸和金属离子会生成不溶于水的酸或金属盐，使乳乳化剂的亲水部分为环氧乙烷链段，它常与阴离子乳化剂配合使用，可以提高乳液的抗冻能力，改不同的单体在水中的溶解度不一样，如乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯在水中而且容易水解，产生的乙酸会干扰聚合，因而具有一定的特殊性。乙酸乙烯酯的自由基比苯乙烯自由基更活泼，链转移反应更加显著。工业生产中习惯用聚乙烯醇来保护胶体，实际上常常同时使用四、实验步骤剩余的过硫酸铵溶液。投料完毕后，继续加热回流，缓慢升温以不产生大量泡沫为准，最后升温至五、分析与思考实验5高吸水性聚丙烯酸钠的紫外光引发聚合及一、实验目的二、实验原理高吸水性树脂（super-absorbentpolymer，SAP）是一类具有强亲水性和特殊吸湿能力的总称。它奇特的吸水和保水性能受到人们的普遍关注。从结构上看，高吸水性树脂是含有大量的绵、纤维素、硅胶相比，高吸水性树脂是一种具有三维网状结构的新型功能高分子材料，其最基本的性能是不溶于水，也不溶于有机物，却有着奇特的吸水性能，可吸收自身重量几百倍甚至几千倍的水，而且部分具有反复吸水的功能。吸水后成为一种凝胶体，且具有一定的强度。与一般吸水材料不同，高吸水性树脂具有极强的保水能力，即使在高压条件下吸收的水也较难自然溢出，与传统的吸水材料如海绵、脱脂棉、纤维素、硅胶等相比具有更大的优势。因而高吸水性树脂广泛应用于农林、园艺、石油化工、建筑材料、医疗、日用化工等各个领域。尤其是在农林、园艺、医疗卫生聚丙烯酸钠是近年来出现的发展迅速的一种简单的方法。UV光聚合是指在不加或者加引发剂和交联剂的情况下，利用UV光射线辐照单体溶液，使之产生自由基聚本体聚合。具有无溶剂污染、设备简单，反应时间短等优点及无三废污染等优点.三、化学试剂和仪器试验原材料丙烯酸:分析纯(AR),天津市大茂化学试剂厂；氢氧化钠:分析纯(AR),天津市福晨化学试剂厂；氯化钠:分析纯(AR),天津市福晨化学试剂厂；实验仪器及设备四、实验步骤吸水率mLg_1)=W吸水后树脂的重量_W干树脂的重量水，求吸盐水的速率，其他待测液体吸液率操五、分析与思考2.中和度对高吸水树脂的吸水率的影响？请作中和度和吸水率关系图来解析。2.熟悉相转化法制备多孔膜的原理及方法；壳聚糖是一种用甲壳生物的外壳或昆虫的外骨骼(例如虾、蟹、牡励等壳渣)提取的多糖,来到的产物，壳聚糖的化学名β-(1-4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，由大部分氨基葡萄糖和少量N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1，4-糖苷NHNH2ONH2OCH2OHHOHOHCH2OHOHHHOHHHHOHHHOHHNH2OHHNH2HOHHOHCH2OHCH2OHOOHHHn壳聚糖为白色无定型、透明的、略有珍珠光泽的固体，不溶于水和碱溶液，但可以溶于大多数稀酸中、易于成膜。壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以被壳聚糖酶等水解，酶解对组织无排异作用。由于这些特性，壳聚糖基膜在功能材料方面得到了广泛的应用。如药物控释体系、创伤敷料、组织工程用生物支架材料等。壳聚糖基高分子膜在多数情况下应用时，如在组织工程用支架材料以及作为蛋白质分离纯化膜时，要求壳聚糖基高分子膜具有开放型的多孔结构。相转化法是一种传统的制备多孔膜的方法，主要有溶剂蒸发、控制蒸发沉淀、热沉淀、蒸气相沉淀及浸没沉淀，大部分的相转化膜是通过浸没沉淀制得的。铸膜液的组成、蒸发时间、凝结浴的选择、温度等对最终的膜结构与形态有重要的影响。本实验一般过程为将壳聚糖与羟丙基甲基纤维X-射线衍射仪使膜固化，并浸泡一段时间，以彻底交换出溶剂，再用蒸馏水冲洗至中性，保存在蒸馏水中待用。凝固浴-凝固浴-NaOH溶液铸膜液玻璃板多孔膜测试多孔复合膜的红外光谱图。将待测的干燥的多孔复合膜样品用双面胶粘于样品台上，用德国扫描电子显微镜观察多孔复合膜的表面形态、孔径大小和孔的分布情况。将制备的多孔复合膜样品用静态力学测试仪对样品的力学性能进行测试。多孔复合膜吸水率、3．铸膜液浇铸在玻璃板上后干燥时间对复合膜力学性将单体溶于溶剂中而进行聚合的方法叫做溶液聚合。生成聚合物有的溶解有的不溶，前一种情况称为均相聚合，后者则称为沉淀聚合。自由基聚合，离子型聚合和缩聚均可用溶液聚合的在沉淀聚合中，由于聚合物处在非良溶剂中，聚合物链处于卷曲状态，端基被包裹，聚合一开始就出现自动加速现象，不存在稳态阶段。随着转化率的提高，包裹程度加深，自动加速效应也相应增强，沉淀聚合的动力学行为与均相聚合有明显不同。均相聚合时，依双基终止机理，聚合速率与引发剂浓度的平方根成正比。而沉淀聚合一开始就是非稳态，随包裹程度的加深，其只能单基终止，故聚合速率将与引发剂的浓度的一次方在均相溶液聚合中，由于聚合物是处在良溶剂环境中，聚合物处于比较伸展状态，包裹程度浅链扩散容易，活性端基容易相互靠近而发生双基终止。只有在高转化率时，才开始出现自动加速现象，若单体浓度不高，则有可能消除自动加速效应，使反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。因而溶液聚合是实验室中研究聚合机理及聚合动力学等常用的方法进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，其对反应会产生各种影响，选择溶剂时应考虑溶剂对有机过氧化物引发剂有较大的诱导分解作用。这种作用按下列顺序依次增大：芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类，诱导分解的结果使引发剂的引发能与溶剂反应，夺取溶剂分子的一个原子，如氢或氯，以满足它的不饱和原子价。溶剂分子提供这种原子的能力越强，链转移作用就越强。链转移的结果使聚合物分子量降低。若反应生成自由基活与本体聚合相比，溶液聚合体系具有粘度降低、混合及传热较容易、不易产生局部过热、温度容易控制等优点。但由于有机溶剂费用高，回收困难等原因，使得溶液聚合在工业上很少应用，只有直接使用聚合物溶液的情况下，如涂料、胶粘剂。浸渍剂和合成纤维放丝液等采用溶液聚合的方丙稀酰胺为水溶性单体，其聚合物也溶于水。价廉、无毒、链转移常数小、对单体及聚合物溶解性能好，为均刻，向烧杯中加入少量甲醇，观察是否仍有沉淀生成。若还有，则可再加少量甲醇，使聚合物沉淀完全，然后用布氏漏斗抽滤。沉淀用少量甲醇洗涤三次后，界面聚合法采用静态界面（即有机相和水相界面）发生聚合反应。在两相界面上，有机相中的聚合物单体与水相中的引发剂接触发生聚合，生成聚合物并不断向溶液中扩散。在界面聚合过程中的形貌特征。这种方法不仅能一步合成具有特殊结构的聚合物，而且能生（1）一种反应单体溶于有机相中，而另一种反应单体溶于水相中。常用的活性单体至滤液为无色。60℃真空干燥48h，计算转化率。有机相移入到水相时，不得搅拌，要平稳贴壁倒入，避免反应过聚苯乙炔、聚苯、聚苯胺和聚噻吩等电子导电聚合物，纠正了人们对有机聚合物不具有导电性的误解，为功能高分子材料的应用开创了崭新的领域，并由此派生出光导电、电致发光和光电存储等新的研究空间。共轭聚合物作为导电聚合物使用，一般存在化学稳定性低、制备比较团难和加工性能差等缺点，而聚苯胺却具有制备方法简单、制备条件容易控制和稳定性高等特点，同时还有良好的电导性，因而受到广泛关注。聚苯胺除了能导电外，还具有质子交换、氧化还原、电致变色和三阶非线性光学等性质，在塑料电池、电磁屏蔽、导电材料、发光二极管和光学器件等方面有巨大的应聚苯胺有四种氧化态即未掺杂全还原态、未掺杂半氧化半还原态、掺杂半氧化半还原态未掺杂全氧化态。在酸性溶液中，聚苯胺的不同氧化态相互转换即出项相应氧化还原。通常聚苯胺的氧化和半氧化半还原态（emeraldine）之还原为PANI全氧化态（pernigraniline）和半氧化(b)(c)(d)(a)未掺杂全还原态；(b)未掺杂半氧化半还原态；(c)掺杂半氧化半还原态；(d)未掺杂本实验通过循环伏安测试对聚苯胺进行电化学行为测试，实际观察聚苯胺的循环伏安曲线，来电化学工作站，采用三电极体系,辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极（SCE工作2.循环伏安曲线中出现的每个峰的归属是1.综合应用水解反应理论和胶体理论，溶胶-凝胶法(Sol-Gel)是采用胶体化学原理实现纳米材料合成和获得表面薄膜的方法。其工艺的特点是多种学科交叉，主要涉及胶体化学、表面化学、有机化学、结构化学、化学热力学和化学动工艺，可获得不同的制品；(3)反应过程易于控制，反应产物均匀度高达分子或原子尺度，而且产物在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络之间充满了失去流动性的溶剂。凝胶经过干燥、烧结固化，最后制备出分子级别甚至纳米级亚结构的颗粒材料。由于前驱体的反应活性高，易产生沉淀，因此需要采取措施以降低和控制其水解速率，以合成稳定的二氧化钛溶胶。冰醋酸可调节体系的酸度防止钛粒子水解过速。使钛酸正丁酯在无水乙醇中水解钛酸正丁酯在酸性条件下，在乙醇介质中水解反应是分布进行的，总水解反应表示为下式，水Ti(O-C4H9)4+4H2O—心Ti(OH)4一般认为，在含钛离子溶液中钛离子通常与其它离子相互作用形成复杂的网状基团。上述溶胶体系静置一段时间后，由于发生胶凝作用，最后形成稳定Ti(OH)4+Ti(O-C4H9)42TiO2+4C4H9OH(2)2第二部分材料分析与测试实验实验1紫外可见分光光度计法测定在仪器分析中紫外—可见分光光度法是历史悠久、应用最为广泛的一种光学分析方法。物质分紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，所以又称为电子光谱伴随着振动能级和转动能级的跃迁，故紫外光谱为带状光谱。紫外吸收光谱的波长范围是一般的紫外光谱是指近紫外区。波长在400～800nm范围的包括紫外及可见两部分，波长在200～800nm（或200～1000nm）紫外分光光度法(UltravioletSpectrophtometry)，又称紫外吸收光谱法(UltravioletMolecu级间的跃迁，是研究物质电子光谱的分析方法。通过测定分子对紫外光的吸收，可以对大量的无机在医药、化工、冶金、环境保护、地质等诸多领域，紫外—可见分光光度法不但可以进行定量分析，还可以对被测物质进行定性分析和结构分析，进行官能团鉴定、相对分子质量测定、配合物↑应用紫外光谱法进行定量分析的方法很多，如：a.标准曲线法、b.对d.混和物的定量、e.双波长分光光度法。但最常用最简单的方法就是"标准曲线法"。根据光的其中，ε-吸光系数；b-吸收池液层厚度；c波长和其他条件也保持不变，则在一定浓度范围内，所测得的吸光度与待测物质的浓度成正比。吸光度。以标准溶液的浓度为横座标，相应的吸如果测出未知浓度样品的吸光度值，就可以从标准曲线中上查出苯酚是一种可以致癌的物质，已经被列入机污染物的黑名单。但在一些药品、食品添加剂、消毒液等产品中均含有一定量的苯酚。如果其含量超标，就会产生很大的毒害作用。苯酚在紫外光区的最大吸收波长λmax=270nm。对苯酚定性分析时，可在相同的条件下，对标准样品和未知样品进行波长扫描，通过比较未知样品和标准样品的光谱图对未知样进行鉴定。在没有标准样品的情况下，可根据标准谱图或有关的电子光条件下测定未知样品的吸光度值，根据标准曲线可得出未知样中苯酚2）标准曲线绘制：在已筛选的最大波长下，以水为参比分别测定上述标准溶液的吸光度，画出3）苯酚浓度的测定：在相同情况下，测定其吸光度。根据回归曲线方程计算出待测苯酚2）紫外可见分光光度计的主要组成部件有哪实验2紫外吸收光谱法测定聚合物的低临界溶解温度智能材料是集自检测(传感)、自判断和自结论(处理)功能于一体的材料。材料智能行为的本质是：材料接受温度、化学、电场、光等外部信号的刺激后,材料的结构、能量状态发生变化并作出能化设计。温敏型高分子属于智能高分子材料中的一类。温敏型高分子常含有取代酰胺、醚键、羟丙基纤维素(HPC)、聚乙烯醇-醋酸乙烯酰胺、聚N,N-二乙基丙烯酰胺、聚N-乙基丙烯酰胺、聚N-正丙基丙烯酰胺、聚环氧乙烷类水凝胶等均具有热缩温度敏感性。PNIPA分子有：浊度法、紫外分光光度法、荧光光度法等，也可以使用高灵敏度差示扫描量热采用浊度法，λ=450nm,测定浓度为1%P(VCL-co-MAA)或PNIPA样品的水溶液在5~50℃温度范围内不同温度时的吸光度。将吸光度对温度的变化作图，曲线的拐点定义为该聚合物的低临界以棱镜或光栅作为色散元件，这类仪器的能量受到严格限制，扫描时间慢，且灵敏度、分辨率和准确度都较低。随着计算方法和计算技术的发展一、Fourier变换红外光谱仪（FT-I检测器、计算机和记录仪组成。核心部分为Michelson干涉仪，它将光源来的信要区别在于干涉仪和电子计算机两部分。这种新技术具有很高的分辨率、波数精度高、扫描速度极工作原理：光源发出的红外辐射，经干涉仪转变成干涉图，通过试样后得到含试样信息的干涉图，由电子计算机采集，并经过快速傅立叶变换，得到吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外干涉图从数学观点讲，就是傅立叶变换，计算机的任务是进行傅立叶逆变三、Fourier变换红外光谱仪的特点1.扫描速度极快，Fourier变换仪器是在整扫描时间内同时特别适合于与气相色谱联机或研究化学反应进行对照。多组份试样应在测定前尽量预先用分馏、萃取、重结晶或色谱法进方法：将固体样品先在玛瑙研钵中粉碎磨细，加入溴化钾粉料，继续研磨，直到磨细并混和均2.对未知样品的红外谱图进行分析，并推测出其分子结构。次电子和背散射电子信号是最常用的两种信号，尤其是二次电子。信号由接收器取出，经光电倍增器和电子放大器放大后，作为视频信号去调制高分辨显示器的亮度，因此显示器上这一点的亮度与电子束打在样品上那一点的二次电子发射强度相对应。由于样品上各点形貌等各异，其二次电子发射强度不同，因此显示器屏上对应的点的亮度也不同。用同一个扫描发生器产生帧扫和行扫信号，同时去控制显示的偏转器和镜筒中的电子束扫描偏转器，使电子束在样品表面上与显示器中电子束在荧光屏上同步进行帧扫和行扫，产生相似于电视机上的扫描光栅。这两个光栅的尺寸比就是扫描电镜的放倍数。在显示器屏幕光栅上的图像就是电子束在样品上所扫描区域的放大形貌像。图像中亮点对应于样品表面上突起部分，暗点表示凹的部分或背向接收器的阴影部分。由于显示器屏幕上倍时样品面上的扫描面积为2.67x2μm2如放大倍数为20倍时，则为13.35×10mm2。因此改变电子束扫描偏转器的电流大小，就可改变电子束在样品上的扫描尺寸，从而改变扫描电镜的放大倍数。2.电镜的分辨特征扫描电镜的分辨本领一般指的是二次电子像的空间分辨本领，它是在高放大倍数下，人们能从照片中分清两相邻物像的最小距离。通常是用两物像边缘的最小距离来计算。但照片放大近十万倍后，边缘轮廓往往不十分清晰敏锐，难以测量准确。现在多数人喜欢用两个亮点（或黑点）之间的中心距离来表示，像透射电镜的分辨本领测试一样，这种方法比较严二次电子像和背散射电子像是最常用的两种成像模式。二次电子像是用二次电子探头取出二次电子信号而成的样品表面形貌像，这是扫描电镜的最主要和最基本工作模式，它的分辨率高、图像立体感强。背散射电子像是用背散射电子探头取出背散射电子信号而成的像，它的分辨率和像的质量虽不如二次电子像，立体感也差，但它可以得到样品中大致的成分分布值化、二值图滤波以及二2.样品的制备要求（2）样品必须具备良好的导电、传热性能。样品如若不导电则将产生放电即荷电效应，影响（3）样品必须表面清洁，且在真空中不产生放气和失水现象，以免污染仪器，破坏真空，或3.液态状聚合物制备取少量液态状聚合物样品滴在样品台上尽量使其4.块状、粉状、颗粒状聚合物制备X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中，最主要的是二次电子，它是被决于样品的形貌和成分。通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像，它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。检测二次电子的检测器的探头是一个闪烁体，当电子打到闪烁体上时，就在其中产生光，这种光被光导管传送到光电倍增管，光信号即被转变成电流信号，再经前置放大及视频放大，电流信号转变成电压信号，最后被送到显像管的栅照记录。显像管有两个，一个用来观察，分辨率较低，是长余辉的管子；另一个用来照相记录，分加速电压范围:0.5～30kV（4）轻轻推注样品交换室，点击Evac键，抽通过电镜下观察，研究聚合物样品的聚集状态、组成、2.聚合物样品制备的要求是什么？作电极和对电极，通常为铂电极）体系，也可以为三电极（工作电极和对电极，再引入饱和甘汞电极作为参比电极）体系。因为电聚合产物的导电性通常较差，所以电解方法通常为恒电位电解法，相应的电聚合速度随电解时间而不断下降。但也有循环伏安扫描法、恒电流电解法、矩形波电解法单体。溶剂可以是水，也可以是有机溶剂。可根据电化学的习惯，按照聚合反应在阴极上或阳极上发生而分为阴极聚合反应和阳极聚合反应两大类，或分别称为还原聚合反应和氧化聚合反应。助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。电位范围透射电子显微镜是以高能电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。利用透射电镜可以对材料进行形貌观察、微相分析和结构鉴定等，通过选配附析（能量损失谱）等。故名思意，透射电子显微镜（TEM）首先是一种显微镜，是用来显示微观世界的仪器；电子，表明这种显微镜所使用的光源不是普通光学显微镜所使用的可见光而是电子束；透射，是与其他类型电子显微镜如扫描电子显微镜（SEM）相区别的，表明用于成像的电子束是要物体进入透镜的张角之半；μsinβ-称为数值孔径，用N显微镜可分辨的两点间的最小距离，即为显微镜的分辨率，它主要取决于照明波长以及物镜的球差系数。通常人眼的分辨本领大概是0.2mm。而一般而言，要使显微镜的可能低的δ值最简单的办法就是减小光源的波长λ。电子枪是产生电子的装置。最初是发卡状的钨灯本实验所用仪器的照明系统由第一、第二、第三聚光镜、光阑和聚光镜小透镜组样品室位于物镜的上下极靴之间，起作用是通过样品传递装置（样品杆在保持高真空条件下，更换样品和使样品按需要在物镜极靴内镜下方配有一个用于提高成像衬度的物镜光阑。为了进行选区电子衍射，在物镜的像平面处还设有盒的照相室组成。图像记录方式包括照相胶片、TV摄像、成像板和慢扫描CCD相机组成。本的时间，使得图像的观察和记录变得非常方便和快捷；而且可以利用软件对所得图像进行存储、编2.真空系统真空系统也是透射电镜的重要组成部分。透射电镜镜筒内要求有较高的真空度（一般优于路产生的电压或电流的漂移不能超过规定值的百万分之MoS2材料是一种非常有用的固体润滑剂，而且也是石油