1、（一）高分子材料合成試驗(yàn)甲基丙烯酸甲酯的本體聚合實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獗倔w聚合的原理、特點(diǎn)和實(shí)施方法。熟悉利用甲基丙烯酸甲酯本體聚合制備有機(jī)玻璃的方法，了解其工藝過 程?；靖拍畋倔w聚合一一單體僅在少量的引發(fā)劑存在下進(jìn)行的聚合反應(yīng)，或直接在 熱、光和輻射作用下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。引發(fā)劑一一易分解產(chǎn)生自由基并使單體聚合的化合物。凝膠效應(yīng)一一按動(dòng)力學(xué)方程，在反應(yīng)初期以后，體系引發(fā)劑濃度下降，單 體濃度下降，聚合總速率本應(yīng)該下降，但是在反應(yīng)過程總沒有下降，反而上升的 現(xiàn)象成為自加速現(xiàn)象。其出現(xiàn)的主要是體系粘度增加所引起的，故又稱為凝膠效 應(yīng)。實(shí)驗(yàn)原理甲基丙烯酸甲酯通過本體聚合方法可以制得有機(jī)玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯

2、由 于有龐大的側(cè)基存在，為無定形固體，其最突出的性能是具有高度的透明性，比 重小，故其制品比同體積無機(jī)玻璃制品輕巧得多。同時(shí)又具有一定的耐沖擊強(qiáng)度 與良好的低溫性能，表面光滑，電性能優(yōu)良。甲基丙烯酸甲酯在引發(fā)劑的作用下，發(fā)生本體聚合反應(yīng)，生成聚甲基丙烯酸 甲酯：CH3CH3n%=C -cooch3（CH- C）nCOOCH3實(shí)驗(yàn)儀器與藥品甲基丙烯酸甲酯 過氧化苯甲酰試管 三頸瓶 冷凝管 恒溫水浴機(jī)械攪拌器實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)聚物的制備準(zhǔn)確稱取0.05g過氧化苯甲酰、50g(60ml)甲基丙烯酸甲酯，混合均勻，投入 到100mL、配有冷凝管的磨口三頸瓶中，開啟冷卻水，采用水浴恒溫，開動(dòng)攪 拌，升溫至75-

3、80C進(jìn)行聚合反應(yīng)，注意體系粘度和體積的變化，30min后取樣， 若預(yù)聚物具有一定粘度，則移去熱源，冷卻至50C左右。聚合物的成型取1.5X15cm試管若干支，分別進(jìn)行灌注，灌注高度一般為5-7cm，(灌注 過多，壓力太大，有可能使氣泡不易逸出，留在聚合物內(nèi)。)然后靜置數(shù)天，直 全試管內(nèi)物料變得堅(jiān)硬。撤除試管，可得到一透明度高、光潔的圓柱形聚甲基丙 烯酸甲酯。分析與思考自加速效應(yīng)是怎樣產(chǎn)生的？對(duì)聚合反應(yīng)有那些影響？制備有機(jī)玻璃，各階段的溫度應(yīng)怎么控制，為什么？醋酸乙烯酯的乳液聚合實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馊橐壕酆系幕驹砗吞攸c(diǎn)；掌握乳液聚合的試驗(yàn)技術(shù)?；靖拍钊橐壕酆弦灰粏误w在水介質(zhì)中，由乳化劑分散成乳液

4、狀態(tài)進(jìn)行的聚合。乳化劑一一一端含親水的極性基團(tuán)，而另一端含有疏水的非極性基團(tuán)的高 分子材料。臨界膠束濃度一一乳化劑開始形成膠束的濃度。實(shí)驗(yàn)原理乳液聚合是以水為分散介質(zhì)，單體在乳化劑的作用下分散，并使用水溶性的引發(fā)劑引發(fā)單體聚合的方法，所生成的聚合物以微細(xì)的粒子狀分散在水中的乳 液。攪拌條件下，乳化劑使不溶于水的單體醋酸乙烯酯自行進(jìn)入乳化劑所形成的 膠束來進(jìn)行聚合反應(yīng)，并形成熱力學(xué)穩(wěn)定體系。膠束中的單體是在擴(kuò)散進(jìn)入膠束 的水溶性引發(fā)劑過硫酸胺分解產(chǎn)生的自由基的作用下，按自由基機(jī)理進(jìn)行聚合反 應(yīng)的。反應(yīng)式如下：(NH4)2S2O7壞尸口尸口 farych2-CH)| n11CH CH*21OCOC

5、H3OCOCH3由于醋酸乙烯酯聚合反應(yīng)放熱較大，反應(yīng)溫度上升顯著，一次投料法要想獲 得高濃度的穩(wěn)定乳液比較困難，故一般采用分批加入引發(fā)劑或者單體的方法。實(shí)驗(yàn)儀器與藥品主要試劑及用量醋酸乙烯酯：70.0g；聚乙烯醇：8.0g；十二烷基磺酸鈉：1.0g ；過硫酸胺：0.4g；碳酸氫鈉：0.26g；蒸餾水：90g主要儀器反應(yīng)釜，冷凝器，溫度計(jì)，攪拌器，滴液漏斗，恒溫水浴實(shí)驗(yàn)步驟首先在反應(yīng)釜內(nèi)加入蒸餾水90g、聚乙烯醇8g，開啟攪拌，水浴加熱至80 90C使其溶解；降溫至70C，停止攪拌，加入十二烷基磺酸鈉1.0g及碳酸氫鈉0.26g后， 開啟攪拌，再加入7g醋酸乙烯酯（約1/10單體量），最后加入過

6、硫酸胺0.4g， 反應(yīng)開始；至反應(yīng)體系出現(xiàn)蘭光，表明乳液聚合反應(yīng)開始啟動(dòng)，15分鐘后再開始緩慢 滴加剩余的醋酸乙烯酯63g，于兩個(gè)小時(shí)內(nèi)加完；滴加完畢后繼續(xù)攪拌，保溫反應(yīng)0.5小時(shí)，撤除恒溫浴槽，繼續(xù)攪拌冷卻 全室溫；將生成的乳液經(jīng)紗布過濾倒出，進(jìn)行物性測(cè)試。注：為使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，單體和引發(fā)劑均需分批加入。本實(shí)驗(yàn)分步加入單體: 第一步加入少許的單體，引發(fā)劑和乳化劑進(jìn)行預(yù)聚合，可生成顆粒很小的乳膠粒 子；第二步繼續(xù)滴加單體和引發(fā)劑，在一定的攪拌條件下使其在原來形成的乳膠 粒子上繼續(xù)長(zhǎng)大。由此得到的乳膠粒子，不僅粒度較大，而且粒度分布均勻，這 樣保證了膠乳在高固含量的情況下，仍具有較低的粘度。乳化

7、劑作用：降低溶液表面張力，使單體容易分散成小液滴，并在乳膠粒表 面形成保護(hù)層，防止乳膠粒凝聚。非離子型乳化劑聚乙烯醇主要起保護(hù)膠體作用， 防止粒子相互合并，由于其不帶電荷，對(duì)環(huán)境和介質(zhì)的PH值不敏感，但是形成 的乳膠粒較大；離子型乳化劑十二烷基磺酸鈉可減小粒徑,提高乳液的穩(wěn)定性。分析與思考如何由固體含量計(jì)算單體的轉(zhuǎn)化率？在測(cè)定固體含量過程中應(yīng)該注意什 么？聚合物乳液破乳還有哪些方法？如果要獲得純凈的聚合物，相應(yīng)的后處理 有哪些？(2).復(fù)合材料制備試驗(yàn)A12O3顆粒增強(qiáng)石蠟基復(fù)合材料試驗(yàn)?zāi)康牧私鈴?fù)合材料的制備工藝；掌握復(fù)合材料性能檢測(cè)技術(shù)和衡量參數(shù)?；靖拍顭崴苄砸灰患訜峄蚣尤肴軇┠軌蛉芙?，但

8、是降低溫度固化或除去溶劑后，又 能固化的特性。試驗(yàn)原理石蠟系一種熱塑性材料，即在高溫夏溶化，低溫下固化。因此，它能廣泛的 應(yīng)用于對(duì)模擬對(duì)象的塑形。但是石蠟硬度、強(qiáng)度較低，塑形表面容易碰傷或擦傷。 為了提高塑形硬度和強(qiáng)度?？梢栽谑炛袕?fù)合進(jìn)一些氧化鋁顆粒，租車國(guó)內(nèi) A12O3顆粒與增強(qiáng)的石蠟基復(fù)合材料。試驗(yàn)儀器和藥品試驗(yàn)藥品：56號(hào)石蠟，200目氧化鋁粉末，硬度儀，酒精（分析純）試驗(yàn)設(shè)備：球磨機(jī)，天平，篩網(wǎng)，干燥箱，石棉網(wǎng)，碗，玻璃棒，拉伸 試樣磨具。試驗(yàn)步驟1. A12O3粉末表面改性用天平稱取A12O3粉末，并按A12O3粉末質(zhì)量1%，稱取SA，將A12O3粉 末（SA ）放入球磨機(jī)，并按照

9、球磨粉料/球磨體質(zhì)量比為1： 1比例。放入研磨體。 再在球磨罐中加入酒精，直至掩埋研磨體和粉。封蓋后，將球磨罐放在球磨機(jī)上 以200轉(zhuǎn)/min轉(zhuǎn)動(dòng)1h。取下球磨罐，將球料和酒精混合物到如洗凈并干燥的磁 盤中，然后放入烘箱中（溫度為120。0，干燥12h，讓酒精充分揮發(fā)出來。烘料 包括A12O3粉，SA，球。用于工過濾網(wǎng)，收集粉末備用。2 .石蠟/ A12O3漿料制備稱取石蠟100g，置于不銹鋼碗中，放到120C烘箱中溶化；石蠟的質(zhì)量分別 為0、5%、10%、15%；稱取經(jīng)過處理后的A12O3粉體一份到如石蠟溶體中， 攪拌均勻。拉伸試樣的制備準(zhǔn)備好拉伸試樣的磨具，然后將石蠟/ A12O3漿料到如磨具的行腔，使其充 滿。然后自然冷卻。待石蠟漿料完全凝固之后，進(jìn)行脫模。力學(xué)性能的檢測(cè)刻劃試驗(yàn)刻劃試驗(yàn)可以表明材料之間的相對(duì)硬度，用A12O3含量分別