实验高分子敏感凝胶的制备与表征

高分子敏感凝胶的制备与表征一．目的与要求

针对制备高分子敏感性凝胶的要求，自行选择对环境变化（如pH、温度等）可具有响应性的单体或对聚合物进行改性，并选择简单可行的聚合反应方法，独立或在参考文献的基础上设计反应配方，进行系列的合成。对得到的高分子凝胶进行必要的表征，考察其对环境变化的响应性高低，找出影响响应性的主要因素。通过综合实验的训练，掌握交联反应的方法与原理，能根据实验的要求进行正确的表征，在动手能力和解决问题能力方面有较大的提高，为毕业论文（设计）作好准备。

二．原理

建议采用自由基聚合反应原理，详细内容参考教材《高分子化学》。

高分子凝胶，即三维高分子网络与溶剂组成的体系。水凝胶是一类特殊的亲水性高分子交联网络，它在水中能极好地溶胀而不溶于水。敏感性水凝胶能感知外界环境的微小变化（如温度、pH值、离子强度、光强度、电场强度及磁场强度等），并能产生相应的物理结构及化学性质的变化甚至突变的一类水凝胶，其性质决定于单体、交联剂以及聚合的工艺条件，且与溶胀条件有关。它的突出特点是响应过程中有显著的溶胀度变化。在众多合成凝胶中，聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPA)水凝胶是一类典型的温敏性智能物质。1968年首次报道了PNIPA 在32℃左右存在临界相转变，这一相转变温度被称为低

临界溶解温度（Low Critical Solution Temperature，LCST）。PNIPA 水凝胶结构中同时具有亲水性和疏水性基团，在32℃左右的温度条件下就可以发生可逆的非连续体积相转变(Volume Phase Transition，VPT)。PNIPA水凝胶的这种特殊的溶胀性能已被用于药物的控制释放、酶反应控制等领域。

传统方法合成的PNIPA水凝胶响应速率较慢，考虑到某些特殊领域的应用，可考虑加入致孔剂，如二氧化硅颗粒、线性聚乙二醇。经自由基聚合制备PNIPA凝胶/致孔剂复合体，对所得凝胶基体进行充分处理，使致孔剂完全溶解，该方法简单易操作，无需其它复杂的处理手段即可得到多孔PNIPA凝胶。

PNIPA水凝胶单一的温度响应性可能限制它在生物传感器、微机械等方面的应用。可考虑引入-COOH、-NH2等易离子化的基团，使共聚凝胶同时具有温度及pH值双重敏感性。同时可考虑加入致孔剂，通过自由基聚合制备单体配比不同的一系列P(NIPA-co-AA)共聚凝胶复合体，并经充分的处理，得到具有多孔结构的共聚凝胶。

三．可能使用的试剂和仪器

N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)；丙烯酸(AA)；偶氮二异丁腈(AIBN；N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS-A)

pH缓冲液：标准pH缓冲剂(4、7、9) ；二氧化硅颗粒；不同分子量的PEG；无水乙醇(EtOH)；

氯化钠(NaCl)；氢氟酸(HF)；氮气；去离子水等。

台式水浴恒温震荡器；电热鼓风干燥箱；真空干燥箱；磁力搅拌器；冷冻干燥机；数控超声波清洗器；天平等。

四．实验建议内容

PNIPA水凝胶的制备

1. 无孔PNIPA水凝胶的制备

例：在具塞试管中，将100mg单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPA) 溶于0.4mL无水乙醇中，加入定量的交联剂BIS-A及引发剂AIBN，待固体全部溶解后，通氮气约3min将试管中氧气排尽，密封，60℃恒温水浴中反应24h，得透明凝胶，切成一定尺寸的凝胶圆片，用去离子水浸渍4d，每8h更换去离子水，充分除去未反应的单体及其他杂质，得到的无孔凝胶片待用。

2. 多孔PNIPA水凝胶的制备

例：参考无孔凝胶的配比，将NIPA 、BIS-A和 AIBN加入具塞试管中，待固体全部溶解后，分别加入一定量的二氧化硅颗粒或PEG，

与反应体系混合均匀，通氮气约3min后将试管中氧气排尽，密封，60℃恒温水浴中反应24h，得凝胶复合体，切成一定尺寸的圆片，进行充分后处理，得到的多孔凝胶片，调节致孔剂的用量，可得到大孔凝胶和小孔凝胶待用。

3. 将处理好的PNIPA凝胶样品冷冻干燥至恒重，取出记录质量备用。

P(NIPA-co-AA)水凝胶的制备

1. 无孔P(NIPA-co-AA)水凝胶的制备

例：将NIPA、AA按不同摩尔比溶于1.0mL无水乙醇中，分别加入不同量的交联剂BIS-A和1.5%的引发剂AIBN，固体物全部溶解后，通N2气约3min后密封，置于60℃的恒温水浴中反应24h，得透明凝胶，切成一定尺寸的凝胶圆片，在去离子水中浸渍4d，充分除去未反应的单体及其他杂质。每8h更换去离子水，得到的样品待用。反应如示意图所示。

2. 多孔P(NIPA-co-AA)水凝胶的制备

方法同多孔PNIPA水凝胶的制备。

3. 将处理好的P(NIPA-co-AA)凝胶样品冷冻干燥至恒重，取出记录质量备用。

建议表征内容

温敏性PNIPA水凝胶的表征

1. LCST的测定

将充分溶胀的水凝胶用锋利的不锈钢刀片切下一小块（约15mg），置于铝质坩埚中，密封制成DSC扫描样品，用DSC822e差式扫描量热仪对凝胶样品进行扫描分析，扫描范围：20℃～60℃，升温速率：2℃/min，干燥氮气氛(流率200mL/min)。

2. 不同温度下PNIPA水凝胶平衡溶胀率的测定

将处理好的水凝胶样品分别在不同温度下(24℃～45℃)保持30 min，取出，用滤纸拭干表面的水后称重。水凝胶的平衡溶胀率（Swelling Ratio，SR）由以下公式求得：

SR = (ms-md )/md (1)

其中ms是不同温度下充分溶胀的水凝胶的质量，md是冷冻干燥后干凝胶的质量。

3. 溶胀凝胶的退胀动力学

将在室温下达到溶胀平衡的样品投入温度高于LCST（48℃）的恒温水中，每隔一定时间称重一次，直至样品质量基本不变为止。水凝胶的保水率（Water Retention, WR）由以下公式求得：WR = (mt-md)/m∞×100% (2)

mt是时间t时水凝胶的质量，m∞为室温下达到溶胀平衡的水凝胶的质量，md含义同式1。

4. 收缩凝胶的再溶胀动力学

将在48℃恒温水中充分收缩（24h）的样品投入24℃的蒸馏水中，每隔一定时间称重一次，直至样品质量基本不变为止。水凝胶的吸水率（Water Uptake, WU）由以下公式求得：

WU = (mt-ms)/ m∞×100% (3)

ms是48℃恒温水中充分收缩（24h）后凝胶的质量，m∞及mt含义同式2。

5. 干凝胶的再溶胀动力学

将溶胀率测试完毕的干凝胶投入24℃的蒸馏水中，每隔一定时间称重一次，直至样品质量基本不变为止。水凝胶的吸水率（Water Uptake, WU）由以下公式求得：

WU = (mt-md)/ m∞×100% (3)

m∞及mt含义同2-2，md含义同式1。

pH快速响应P(NIPA-co-AA)水凝胶的表征

1. 中性溶胀动力学测试

将处理好的凝胶样品分别于不同pH值(2、4、7)的酸性缓冲溶液中预溶胀，达平衡态后真空干燥48h，得干凝胶；再将干凝胶于pH7中性缓冲溶液中重新溶胀，在中性条件下进行溶胀动力学测试。不同溶胀历史的样品分别命名为pH7(2)、pH7(4)、pH7(7)。

将三种干凝胶在25℃下投入pH7的缓冲溶液中，每隔一定时间取出样品，用滤纸小心拭去凝胶表面的水并称重，再投入原缓冲溶液中，直至样品质量基本不变为止。时间t时，水凝胶的实时溶胀率（Rt）为：

m0 为t =0时凝胶的质量，即干凝胶的质量；mt为时间t时凝胶的质量，Wt即为t时凝胶中水的质量。水凝胶的平衡溶胀率（R∞）为：

m∞为达溶胀平衡时凝胶的质量，W∞即为达溶胀平衡时凝胶中水的质量。

2. 酸性溶胀动力学测试

处理好的凝胶样品先于pH7中性缓冲溶液中预溶胀，达平衡态后真空干燥48h，得干凝胶；再将干凝胶分别于pH2、pH4、pH7酸性缓冲溶液中重新溶胀，进行酸性溶胀动力学测试。将干凝胶在25℃下分别投入pH2、pH4、pH7酸性缓冲溶液中，每隔一定时间取出样品，用滤纸小心拭去凝胶表面的水并称重，再投入原缓冲溶液中，直至样品质量基本不变为止。水凝胶的实时溶胀率（Rt）和平衡溶胀率（R∞）分别按公式(4)、(5)计算。

总结

按照要求提交综合实验报告（论文）。报告的格式参考《江南大学学报》。

高分子化学与物理发展前景

高分子化学与物理 星期五, 02/26/2010 - 05:25 — wangting 高分子化学与物理 第一、专业介绍 高分子化学与物理是以高分子材料为基本研究对象的交叉学科，是高分子科学的基础。与化学的其它二级学科相比，它与现代物理学有着更加深刻的连带关系，其发展更加依赖于化学和物理学的进步,同时也对这两大轴心科学的进步产生深刻影响。高分子化学与物理研究的主要目的，是通过研究高分子材料的结构及化学、物理性质，设计、创制出高性能的高分子材料和制品。近年来，工业发展对新材料的大量需求和现代科技尤其纳米科技的飞速进展，从两方面极大地推动了该研究领域的深入发展。具有高强度和耐高温、强辐射等恶劣环境条件的特种高分子材料，具有特殊光、电、磁性能以及高效率能量传递和转化性能的高分子材料，具有对化学和生物多种刺激发生智能反应的高分子材料，环境友好高分子材料，医药高分子材料等不断涌现，为高分子化学与物理研究提出了全新的课题和广阔的研究空间。 第二、培养方案 各研究生招生单位的研究方向有所不同，在此，以北京大学为例： 1、研究方向 01.高分子可控合成与材料制备 02.高分子溶液及凝聚态物理

03.特种与高性能高分子材料 04.生物医用与环境友好高分子材料 05.光电功能高分子材料及相关器件 2、培养目标 掌握马克思主义、毛泽东思想的基本原理，坚持四项基本原则，热爱祖国，遵纪守法，品德良好，具备严谨的科学态度和优良学风，树立愿为社会主义现代化建设做贡献的思想。 具备良好的化学基础知识和实验技能训练，熟练的外语基础，初具独立开展科学研究的能力，能胜任本学科有关教学和解决实际问题。 3、硕士研究生入学考试科目 1）101思想政治理论 2 ）201英语一 3 ）607综合化学I (无机化学、有机化学) 4 ）813综合化学II (分析化学和仪分、物化和结构) （各研究生招生单位的研究方向有所不同，以上以北京大学为例） 第三、推荐院校 全国高校中实力较强招生院校： 吉林大学、复旦大学、南开大学、北京大学、中山大学、南京大学、浙江大学、四川大学、上海交通大学、华南理工大学、中国科学技术大学、北京化工大学、清华大学、武汉大学、兰州大学……

高分子材料工程专业认证实验室建设项目

高分子材料工程专业认证实验室建设项目（包组二：设备拆装及搬运服务） 【采购编号：MMC2018C048T】 竞 争 性 谈 判 文 件 广东石油化工学院招投标工作办公室 2018年7月

广东石油化工学院招投标工作办公室受广东石油化工学院实验室与设备管理处的委托，就高分子材料工程专业认证实验室建设项目（包组二：设备拆装及搬运服务）按竞争性谈判方式进行采购，接受合格的国内投标人提交密封投标文件参加投标。有关事项如下： 一、采购项目的名称、编号及货物需求 1、项目名称：高分子材料工程专业认证实验室建设（包组二：设备拆装及搬运服务） 2、项目编号：MMC2018C048T 3、服务需求：具体详见招标文件《第三部分服务要求》 4、项目预算： 13.58万元 二、合格投标人： 1、投标人符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2、投标人必须是具有独立承担民事责任能力的在中华人民共和国境内注册的法人或其他组织机构； 3、投标人在参加政府采购活动前三年中没有违法记录，并遵守政府采购法律、法规； 4、本项目不接受联合体投标。 三、报名时间、地点及联系方式 1、报名时间：2018年8月4日至2018年8月14日（上班时间） 2、报名地点：广东石油化工学院招投标工作办公室（综合办公楼707室） 3、报名资料：投标人必须提供有效法人授权委托书原件、工商营业执照（三证合一）复印件，并加盖单位公章。 4、报名联系人：陈老师、罗老师 5、联系电话： 四、递交报价文件地点：广东石油化工学院综合办公楼704室 五、递交投标文件时间、投标截止及项目评审时间： 1、递交投标文件时间：2018年8月15日上午9：00－9：30 2、投标截止及项目评审时间：2018年8月15日上午9：30 广东石油化工学院招投标工作办公室 2018年8月4日

完整word版,高分子化学与物理习题2

1. 涤纶聚酯属于 ( ) A. 线性饱和脂肪族聚酯 B. 线性芳族聚酯 C. 不饱和聚酯 D. 醇酸树脂 2. 能同时进行自由基聚合，阳离子聚合和阴离子聚合的是 ( ) A. 丙烯腈 B. α—甲基苯乙烯 C. 烷基乙烯基醚 D. 乙烯 3. 在氯乙烯的自由基聚合中，聚氯乙烯的聚合度主要取决于向（） 转移的速率常数。 A.溶剂 B.引发剂 C.聚合物 D.单体 4. 两种单体共聚时得到交替共聚物，则它们的竞聚率应是（） A. r1=r2=0 B. r1= r2 =1 C. r1﹥1，r2﹥1 D. r1﹤1，r2﹤1 5.同时获得高聚合速率和高相对分子质量聚合物的聚合方法是（） A. 溶液聚合 B. 悬浮聚合 C 乳液聚合D. 本体聚合 1. 分子量分布指数 2、竞聚率 3、引发剂效率 4、动力学琏长 5、阻聚作用 三、简单回答下列问题。〖每小题5分，共25分〗 1. 为提高聚甲醛的热稳定性，可以采取的两个措施是什么？简述理由 2. 在自由基聚合反应中，何种条件下会出现反应自动加速现象。采取什么措施可减轻这种现象？ 3．分别绘出自由基聚合与缩合聚合这两类反应的分子量与反应时间的关系示意图，简单说明反应特点。 4．欲使逐步聚合成功，必须考虑哪些原则和措施？ 5. 解释笼蔽效应和诱导分解，它们对引发效率有什么影响？ 四、写出下列聚合反应，并指出其机理。〖每小题2分，共10分〗 1. 3，3′-二（氯亚甲基）丁氧环的开环聚合； 2. 尼龙-66的制备；

3. 聚乙烯醇与甲醛的反应； 4. 有机玻璃的制备； 5. 环氧树脂的制备。 五、写出下列聚合反应的机理。〖每小题10 分，共20 分】 1. 四氢呋喃中用SnCl4 + H2O 引发异丁烯聚合，写出引发，增长，终止的基元反应。 2. 写出用AIBN 引发甲基丙烯酸丁酯聚合的各基元反应。 六、计算题。【每小题10 分，共30 分】 1. 邻苯二甲酸酐(1.5 摩尔)、乙二醇（1.35 摩尔）、甘油（0.1 摩尔）混合体系进行缩 聚。试求 a. p=0.98 时的X b.X = 500 时的p 2. 甲基丙烯酸甲酯由引发剂引发进行自由基聚合，终止后每一大分子含有1.50个引发剂残基，假设无链转移发生，试计算歧化终止与偶合终止的相对数量。 3. 在搅拌下依次向装有四氢呋喃的反应釜中加入0.2mol n-BuLi和20kg苯乙烯。当单体聚合了一半时，向体系中加入1.8g H2O，然后继续反应。假如用水终止的和继续增长的聚苯乙烯的分子量分布指数均是1，试计算 （1）被水终止的聚合物的数均分子量； （2）继续增长所得聚合物的数均分子量； （3）整个体系所得聚合物的数均分子量及其分子量分布指数。 一、选择正确答案填空【每小题1分，共5分】 1—5 ： B B D A C 二、解释下列概念：【每小题2分，共10分】 1、诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应

高分子化学与物理实验指导书总结

高分子化学与物理实验指导书

1. 实验课时间安排 高分子化学实验是在学生主修《高分子化学与物理》课程基础上开设的。其中学时安排如下： 2. 预习情况检查方式 要求学生在实验前必须做好实验预习，否则不予参加实验。实验预习主要包括以下两个方面的内容： 1、检查实验预习报告（预习报告要求包括实验目的、实验原理、实验所需仪器及药品、实验步骤等） 2、老师在实验前要检查学生的实验预习情况，可采取口头提问的方式了解学是对实验的预习情况。 3. 相关知识的讲解 针对高分子化学开设的不同实验，指导教师要做好相关的讲解工作。主要包括：实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合 实验二酚醛树脂的缩聚 实验三PP球晶观察 实验四PS粘均分子量测定

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 ℃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，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，反应是粘度不断增大，反应热不容易排出，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），所以反应必须严格控制温度。

高分子材料物理化学实验复习资料

一、热塑性高聚物熔融指数的测定 熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下，10min 高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值，其单位为g 。 min)10/(600 g t W MI ?= 影响高聚物熔体流动性的因素有因和外因两个方面。因主要指分子链的结构、分子量及其分布等；外因则主要指温度、压力、毛细管的径与长度等因素。 为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质，必须将外界条件相对固定。在本实验中，按照标准试验条件，对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同，MI 值只能在同种高聚物间相对比较。一般说来，熔融指数小，即在10min 从毛细管中压出的熔体克数少，样品的分子量大，如果平均分子量相同，粘度小，则表示物料流动性好，分子量分布较宽。 1、 测烯烃类。 2、聚酯（比如涤纶）不能测。 3、只能区别同种物质。 聚丙烯的熔点为165℃，聚酯的熔点为265℃。熔融加工温度在熔点上30~50 考：简述实验步骤： ① 选择适当的温度、压强和合适的毛细管。（聚丙烯230℃） ② 装上毛细管，预热2~3min 。 ③ 加原料，“少加压实”。平衡5min ，使其充分熔融。 ④ 加砝码，剪掉一段料头。1min 后，剪下一段。 ⑤ 称量 ⑥ 重复10次，取平均值。 ⑦ 关闭，清洁仪器。 思考题： 1、影响熔融指数的外部因素是什么？（4个） 2、 熔融指数单位：g/10min 3、测定热塑性高聚物熔融指数有何意义？ 参考答案：热塑性高聚物制品大多在熔融状态加工成形，其熔体流动性对加工过程及成品性能有较大影响，为此必须了解热塑性高聚物熔体的流变性能，以确定最佳工艺条件。熔融指数是用来表征熔体在低剪切速率下流变性能的一种相对指标。 4、聚合物的熔融指数与其分子量有什么关系？为什么熔融指数值不能在结构不同的聚合物之间进行比较？ 答：见前文。 二、声速法测定纤维的取向度和模量 测定取向度的方法有X 射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。其中，声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定，来计算纤维的取向度。其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。 几个重要公式： ①传播速度C=)/(10 )(106 3 s km t T L L ??-?- 单位：C-km/s ；L-m ；T L -μs ；△t-μs ②模量关系式 2 C E ρ= ③声速取向因子 22 1C C f u a -= ④?t(ms)=2t 20－t 40（解释原因） Cu 值（km/s ）：PET= 1.35，PP=1.45，PAN=2.1，CEL=2.0 （可能出选择题） 测定纤维的C u 值一般有两种方法：一种是将聚合物制成基本无取向的薄膜，然后测定其声速值；另一种是反推法，即先通过拉伸试验，绘出某种纤维在不同拉伸倍率下的声速曲线，然后将曲线反推到拉伸倍率为

全国高分子化学与物理排名

07中国研究生教育分专业排行榜(武汉大学中国科学评价研究中心)：070305高分子化学与物理 排名学校等级排名学校等级排名学校等级 1 吉林大学A+ 6 南京大学A 11 中国科学技术大学A 2 复旦大学A+ 7 浙江大学A 12 北京化工大学A 3 南开大学A+ 8 四川大学A 13 清华大学A 4 北京大学A 9 上海交通大学A 14 武汉大学A 5 中山大学A 10 华南理工大学A B+ 等(22 个) ：兰州大学、苏州大学、西北工业大学、东华大学、华中科技大学、郑州大学、华东理工大学、湘潭大学、山东大学、湖南大学、青岛科技大学、西北师范大学、大连理工大学、厦门大学、福建师范大学、河北大学、河南大学、安徽大学、福州大学、西北大学、广东工业大学、湖北大学 B 等(22 个) ：东南大学、华侨大学、东北大学、河北工业大学、济南大学、哈尔滨工业大学、合肥工业大学、华东师范大学、南京工业大学、江西师范大学、西安交通大学、鲁东大学、北京师范大学、南京理工大学、江苏工业学院、北京航空航天大学、哈尔滨理工大学、上海大学、太原理工大学、华南师范大学、中北大学、陕西师范大学 C 等(15 个) ：名单略 国家重点学科 北京大学南开大学中山大学复旦大学吉林大学南京大学 博士点 安徽大学北京大学北京化工大学北京师范大学大连理工大学东北师范大学东华大学福建师范大学福州大学复旦大学河北大学河南大学湖南大学华东理工大学华东师范大学华南理工大学华中科技大学吉林大学兰州大学南京大学南开大学青岛科技大学清华大学山东大学山西大学陕西师范大学上海交通大学四川大学苏州大学天津大学同济大学武汉大学西北大学西北工业大学西北师范大学厦门大学湘潭大学浙江大学郑州大学中国科学技术大学中国科学院研究生院中山大学

第2章 有机高分子材料的性能、应用和制备

第2章 有机高分子材料的性能、应用和制备 2.1引论 在前一章中我们集中论述了高分子材料的结构特点和结构模型，在本章中将对高分子材料的特性、应用和制备方法作一个简要的论述。我们首先讨论高分子材料的力学和热机械力学性能。然后再着重讨论制备方法和应用的有关问题。 2.2应力应变性能 有机材料的力学性能描述许多都延续了对金属材料适用的特性参数，如弹性模量、抗拉强度、冲击强度和疲劳强度等，对许多有机高分子材料用简单的拉伸实验就可描述以上这些常用的性能特征。但对绝大多数有机高分子材料而言，它们对延伸速率、温度和环境的化学条件（如水、氧、有机溶剂等）特别敏感。鉴于这样的情况，对有机高分子材料而言，适当改变一下测试手段和测试方法是完全有必要的，特别是对如橡胶这类高聚物。 对高分子聚合物应力-应变曲线有三种类型，如图2.1所示。 图16高分子聚合物应力-应变曲线 图2.1类型的高分子聚合物应力-应变曲线 曲线A 表示的是脆断型的高分子材料应力应变曲线，它只有弹性变形，在弹性区就发生脆断。曲线B 表示的是和金属韧性断裂差不多的断裂方式，这类高分子材料在拉伸初期有一定的弹性变形，然后是屈服和塑性变形，最终断裂。曲线C 所表示的是另一类只是弹性变形的高分子材料，这些类似橡胶弹性（很大的塑性变形量发生在应力不大的区域内）的 10 应变 应力（M P a ） 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C

高分子材料被称为弹性体。 高分子材料在许多性能方面和金属都不一样，比如拿弹性模量来说，高分子材料可低到7Mpa 但对一些刚性好的高分子材料也可高达35000MPa ；而金属的弹性模量的典型值在48000到410000MPa 之间，比高分子材料高很多。高分子材料的最大抗拉强度在240MPa ，而金属约为4100MPa 。金属材料的延伸率一般在100%以下，而高分子材料最大延伸率可达1000%。 表2.1中给出一些常见的高分子材料室温下的有关力学性能。 另外，高分子材料的力学性能对温度十分敏感，图2.2是有机玻璃在不同温度下的拉伸曲线示意图。图中有几点值得注意，随温度增加：（1）弹性模量降低；（2）抗拉强度减低；（3）韧性增强。在4℃下有机玻璃是脆性断裂，然而在60℃是就变成了韧性断裂。 形变速率对力学性能也有很大影响，形变速率越低，则它和温度升高有同样的效应。 表2.1 常用高分子材料的性能 材料 比重 g/cm 3 弹性模量 102MPa 抗拉强度 MPa 断裂延伸率 % 聚乙烯 0.917-0.932 1.7-2.8 9.0-14.5 100-650 聚乙烯 （高密度） 0.952-0.965 10.6-10.9 22-31 10-1200 聚氯乙烯 1.30-1.58 24-41 6.0-7.5 40-80 聚四氟乙烯 2.14-2.20 4.0-5.5 14-34 200-400 聚丙烯 0.90-0.91 11-16 31-41 100-600 聚苯乙烯 1.04-1.05 23-33 36-52 1.0-2.5 有机玻璃 1.17-1.20 22-31 48-76 2-10 酚醛塑料 1.24-1.32 28-48 34-62 1.5-2.0 尼龙66 1.13-1.15 76-83 60-300 聚酯(PET) 1.34-1.39 28-41 59-72 50-300 聚碳酸酯 1.20 24 66 110 对有机高分子材料的变形机制的了解有利于我们对它的力学性能的掌握。在这个问题上，有两个值得注重的模型。其中之一就是半晶态模型，我们将立即在下一节进行讨论。这些材料的强度是主要的考虑因素。另一个模型就是弹性体的特别的力学性能，这将在稍后讨论。 应力（M P a ） 10 0 20 30 40 50 60 70 80 4℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃

口腔高分子材料和石膏模型材料的固化实验

福建医科大学口腔医学院 课程实验报告 实验课程：口腔材料学 实验名称：口腔高分子材料和石膏模型材料的固化实验实验地点：口腔医学院技工室 学生姓名：林彦君 学号： 指导教师：郭永锦 实验时间：2015年 5 月26日

【目的和要求】 1．熟悉自凝基托树脂、和石膏模型材料在固化过程中所产生的一些物理化学变化，如固化放热、固化时间和固化形态等。 2．掌握上述变化对材料性能的影响以及与临床操作方法的关系，为正确使用这些材料打下基础。【实验内容】 1．自凝基托树脂的固化实验。 2．石膏模型材料的凝固实验。 【实验用品】 1．实验器械调拌刀、一次性纸杯、小架盘药物天平、温度计2个、铝箔纸、塑糊胶片、有孔大塑料圈（内径40mm.h l5mm，侧面中部开一个可插入温度计的小孔）、无孔大塑料圈（内径40mm.h l5mm）、玻璃板、塑料勺、量筒(l0ml)、玻璃吸管、木垫块(f 40mm.b 20mm.h 8nun)、石膏调拌刀、橡皮碗、量筒(25ml)、不锈钢盘。 2．实验材料自凝牙托粉、自凝牙托水、熟石膏、超硬石膏、自来水、凡士林。 【实验原理】 1．自凝牙托粉与自凝牙托水按比例调和后，牙托粉即在牙托水中溶胀和溶解，同时牙托粉中的BPO（引发剂）与牙托水中的DMT(促进剂)在室温下反应，生成自由基，引发MMA进行聚合反应（参见第二章），故可达到在室温下快速固化制备义齿基托的目的。 聚合反应是放热反应，产生的热量加速了尚未固化的MMA的挥发，加之搅拌带人的空气，故容易产生一些微小气泡。在溶胀、溶解和聚合反应的不同时期，材料呈现出不同的形态，最后完全固化。材料从开始调和的湿砂状变成坚硬固体的时间即为固化时间。 2．石膏粉和水按比例调和后，发生凝固放热反应，所以石膏凝固时温度明显升高。材料从开始调和起，15分钟左右达到初凝，l小时左右基本凝固，由糊状变成硬质固体，24小时完全凝固，强度很高。 【方法和步骤】 1．自凝慕托树脂的固化实验将自凝基托材料的粉剂和液剂按2：1准确取量（每个试样取量189粉剂和9ml液剂）后，先把牙托水放入调拌瓷杯中，再加入牙托粉，用调拌刀沿杯壁快速混合均匀，用塑料胶片加盖静置，以进行(1)(2)项实验。 (1)固化放热的测定：将有孔大塑料圈的下端磨平，并放在覆有一层塑料胶片的玻璃板上，把包上一层铝箔纸的温度计经侧面的小孔插至塑料圈中央，温度计头部应在塑料圈中心部位，温度计的另一端用木垫块垫成水平状。然后迅速把调和均匀的已呈糊状后期的自凝基托材料充满塑料圈，同时把玻璃板稍加振动，以尽量除去气泡，表面用调拌刀压平，再覆盖一层塑料胶片。从材料刚调和开始，每1-3分钟记录一次温度，当温度明显上升时应每30秒内记录一次温度，以测定各期温度和最高放热温度以及它们的出现时间，直至温度显示明显下降趋势为止。注意保护温度计，避免它与材料粘断。 (2)固化形态的观察和固化时间的测定：在(l)项实验的两个固化放热的测定试样上（从材料开始调和就同步进行本项实验），一边观察温度，一边用调拌刀试探试样表层材料（不能搅动中、下层材料，以避免散热的影响），仔细观察聚合过程中各期的外观现象及其出现时间，认真分析最佳临床操作期和最高放热温度时的现象，写出自己的结论。在观察固化形态的过程中，注意观察材料的固化时间，从调和开始到调拌刀用4N力压下时不出现压痕的时间即为固化时间（固化前期每隔3分钟，固化后期每隔30秒压一次）。 2．石膏模型材料的凝固实验 (1)凝固形态观察和凝同时间及凝固放热的测定：熟石膏按混水率(W/P)0.5，即按粉水的质量体积比2：1取量（每个试样取30g粉和15ml水），把水和熟石膏粉顺序放人橡皮碗中．用石膏调拌刀

高分子化学与物理总结

一、名词解释 3.单体单元:(与单体具有相同的化学组成，只是电子结构不同的原子组合。） 4.结构单元:(构成高分子主链，并决定主链结构的最小的原子组合。) 5.重复结构单元:（主链上化学组成相同的最小原子组合，有时简称为重复单元或链节。) 7.聚合度：(结构单元数n定义位高分子的聚合度X。)1.体型缩聚:多官能单体参加反应，能形成非线性的多支链产物，支化的大分子有可能进一步交联成体型结构的产物,这种凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应,称为体型缩聚。 2．凝胶现象：体型缩聚反应在聚合过程中一般表现为反应体系的黏度在聚合初期逐渐增大，当反应进行一定程度后，黏度突然急剧增大，体系转变为具有弹性的凝胶状物质，这一现象称为凝胶化或凝胶现象。 3.凝胶点：出现凝胶现象时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点。 1７. 转化率 :已转化为聚合物的单体量占起始单体量的百分数 18. 反应程度：参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值 偶合终止：两个大分子自由基相互结合生成一个大分子的终止方式,称为偶合终止。 歧化终止:歧化终止两个大分子自由基相互间反应,生成两个大分子的终止方式，称为歧化终止。 链转移反应:链转移反应是指在聚合过程中,链自由基可能从单体、引发剂、溶剂或大分子上夺取一个原子(大多数为氢原子)而终止，而失去一个原子的分子则成为新的自由基,并能继续进行反应形成新的活性自由基链,使聚合反应继续进行。 引发剂效率：用于引发聚合的引发剂量占引发剂分解总量的百分率。 诱导分解：自由基（包括初级自由基、单体自由基、链自由基）向引发剂分子的链转移反应。 笼蔽效应：引发剂分解产生的初级自由基在与单体反应生成单体自由基之前，发生了副反应而失活这种效应称为笼蔽效应。 诱导效应:有机分子中引入一原子或基团后,使分子中成键电子云密度分布发生变化,从而使化学键发生极化的现象,称为诱导效应 6.异构化聚合:阳离子聚合中由于碳正离子的不稳定，异构成更稳定的结构,发生所谓的异构化反应。若异构化反应比链增长更快,则进行异构化聚合。 7．活性聚合:当单体转化率达到１00％时，聚合仍不终止,形成所具有反应活性聚合物的聚合。 ８.等规度：表征聚合物的立构规整指数,即有规立聚合物量当的分率。 ５、构型:分子链中通过化学键相连接的原子和原子团的排列方式 ７、几何异构：当分子链的双键两侧的碳原子所连接的原子或者集团在空间的排列方式不同时就会形成顺势结构和反式结构,这种结构称为几何异构 １0、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组; 1１、构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化； 1３、内聚能密度：单位体积的内聚能,内聚能是指将1mｏl的液体或固体分子气化所需要的能量； 17、结晶度:聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数； 1８、结晶形态:由晶胞排列堆砌生长而成的晶体大小和几何形态; 19、取向：聚合物受到外力作用后，分子链和链段沿外力作用方向的择优排列;

高分子材料的力学性能及表征方法

高分子材料的力学性能及表征方法 聚合物的力学性能是高分子聚合物在作为高分子材料使用时所要考虑的最主要性能。它牵涉到高分子新材料的材料设计，产品设计以及高分子新材料的使用条件。因此了解聚合物的力学性能数据，是我们掌握高分子材料的必要前提。聚合物力学性能数据主要是模量（E），强度（σ），极限形变（ε）及疲劳性能（包括疲劳极限和疲劳寿命）。由于高分子材料在应用中的受力方式不同，聚合物的力学性能表征又按不同受力方式定出了拉伸（张力）、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、摩擦损耗等不同受力方式下的表征方法及相应的各种模量、强度、形变等可以代表聚合物受力不同的各种数据。由于高分子材料类型的不同，实际应用及受力情况有很大的差变，因此对不同类型的高分子材料，又有各自的特殊表征方法、例纤维、橡胶的力学性能表征。 表征方法及原理 （1）拉伸性能的表征 用万能材料试验机，换上拉伸实验的样品夹具，在恒定的温度、湿度和拉伸速度下，对按一定标准制备的聚合物试样进行拉伸，直至试样被拉断。仪器可自动记录被测样品在不同拉伸时间样品的形变值和对应此形变值样品所受到的拉力（张力）值，同时自动画出应力－应变曲线。根据应力-应变曲线，我们可找出样品的屈服点及相应的屈服应力值，断裂点及相应的断裂应力值，样品的断裂伸长值。将屈服应力，断裂应力分别除以样品断裂处在初制样时样品截面积，即可分别求出该聚合物的屈服强度σ屈和拉伸强度（抗张强度）σ拉值。样品断裂伸长值除以样品原长度，即是聚合物的断裂伸长率ε。应力－应变曲线中，对应小形变的曲线中（即曲线中直线部分）的斜率，即是聚合物的拉伸模量（也称抗张模量）E值。聚合物试样拉伸断裂时，试样断面单维尺寸（厚或宽的尺寸）的变化值除以试样的断裂伸长率ε值，即为聚合物样品的“泊松比”（μ）的数值。 （2）压缩性能、弯曲性能、剪切性的表征。 用万能材料试验机，分别用压缩试验，弯曲试验，剪切试验的样品夹具，在恒定的温度、湿度及应变速度下进行不同方式的力学试验。并根据不同的计算公式，求出聚合物的压缩模量、压缩强度、弯曲模量、弯曲强度、剪切模量、剪切强度等数据。 （3）冲击性能的表征。 采用摆锤式冲击试验机，按一定标准制备样品，在恒定温度、湿度下，用摆锤迅速冲击被测试样，根据摆锤的质量和刚好使试样产生裂痕或破坏时的临界下落高度及被测样品的截面积，按一定公式计算聚合物试样的冲击强度（或冲击韧性单位为J/cm2）。 （4）聚合物单分子链的力学性能。 用原子力显微镜（AFM）。将聚合物样品配成稀溶液，铺展在干净玻璃片上，除去溶剂后得到一吸附在玻璃片上的聚合物薄膜（厚度约90mm）。用原子力显微镜针尖接触、扫描样品膜，由于针间与样品中高分子的相互作用，高分子链将被拉起，记录单个高分子链被拉伸时拉力的变化，直至拉力突然降至为零。可得到若干高分子链被拉伸时的拉伸力和拉伸长度曲线，由此曲线可估算单个高分子链的长度和单个高分子从凝聚态中被拉出时的“抗张强度”。所用仪器 万能材料试验机 摆锤式冲击试验机

高分子化学与物理实验

高分子化学与物理实验一、实验课程： 高分子化学与物理 二、实验项目： 三、实验教材： 《高分子化学与物理实验教程》，卢神州，自编 四、主要仪器设备： 膨胀计20个

稀释型乌氏粘度计20个 GJY-III型光学解偏振仪2台 RL—11B1熔体流动速率测定仪2台五、实验教学课件

实验1 乙酸乙烯酯的乳液聚合 1 实验目的 了解乳液聚合的基本原理并掌握相应的实验技术。 2 试验仪器、工具及试样 （1）试剂和试样： 乙酸乙烯酯（化学纯），过硫酸铵（化学纯），聚乙烯醇（PV A1788）（化学纯），乳化剂OP－10（化学纯），邻苯二甲酸二丁酯（化学纯），碳酸氢钠（化学纯） （2）试验仪器和工具： 水浴锅（1000ml），增力搅拌器，聚四氟乙烯搅拌棒，变压器（1KV），滴液漏斗（磨口，60ml），球形冷凝管（磨口），温度计（0～100℃），量筒（100ml，50ml，10ml），烧杯（250ml，50ml，10ml），移液管（10ml，5ml，1ml），三口磨口烧瓶(250ml（19×3）)，玻璃棒，封闭电炉（1000瓦）、氮气瓶（高纯氮），电子天平 3 基本知识 聚乙酸乙烯酯是由乙酸乙烯酯在光或过氧化物引发下聚合而得。根据反应条件，如反应温度、引发剂浓度的不同，可以得到分子量从几千到十几万的聚合物。聚合反应可按本体、溶液或乳液等方式进行。采用何种方法决定于产物的用途。如果作为涂料或粘合剂，则采用乳液聚合方法。聚乙酸乙烯酯胶乳漆具有水基漆的优点，即粘度较小，而分子量较大，不用易燃的有机溶剂。作为粘合剂时(俗称白胶)，无论木材、纸张和织物，均可使用。 乙酸乙烯酯乳液聚合的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。聚合中最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要好。本实验采用聚乙烯醇和OP－10两种乳化剂。 单体纯度、引发剂以及聚合温度和转化率等都对产物分子量有很大影响。另外，由于乙酸乙烯酯自由基活性很高，容易对聚合物发生链转移而形成支链或交联产物。 4 实验方法与操作步骤 在装有搅拌器、回流冷凝管与滴液漏斗的三颈瓶中加入乳化剂[注1]（6g聚乙烯醇溶于78ml 蒸馏水及1g乳化剂OP－10）及20ml乙酸乙烯酯。称1g过硫酸铵[注2]，用5ml水溶解于小烧

高分子聚合物的表征方法及常用设备

高分子聚合物的表征方法及常用设备 高分子聚合物的结构形貌分为微观结构形貌和宏观结构形貌。微观结构形貌指的是高分子聚合物在微观尺度上的聚集状态，如晶态，液晶态或无序态（液态），以及晶体尺寸、纳米尺度相分散的均匀程度等。高分子聚合物的的微观结构状态决定了其宏观上的力学、物理性质，并进而限定了其应用场合和范围。宏观结构形貌是指在宏观或亚微观尺度上高分子聚合物表面、断面的形态，以及所含微孔（缺陷）的分布状况。观察固体聚合物表面、断面及内部的微相分离结构，微孔及缺欠的分布，晶体尺寸、性状及分布，以及纳米尺度相分散的均匀程度等形貌特点，将为我们改进聚合物的加工制备条件，共混组份的选择，材料性能的优化提供数据。 高分子聚合物结构形貌的表征方法及设备包括： 1.偏光显微镜（PLM） 利用高分子液晶材料的光学性质特点，可以用偏光显微镜观测不同高分子液晶，由液晶的织构图象定性判断高分子液晶的类型。 2.金相显微镜 金相显微镜可以观测高分子聚合物表面的亚微观结构，确定高分子聚合物内和微小缺陷。体视光学显微镜通常被用于观测高分子聚合物体表面、断面的结构特征，为优化生产过程，进行损伤失效分析提供重要的信息。 3、体视显微镜 使用体视显微镜时需要注意在取样时不得将进一步的损伤引入受观测的样品。使用金相显微镜时，受测样品需要首先在模具中固定，然后用树脂浇铸成圆柱形试样。圆柱的地面为受测面。受测面在打磨、抛光成镜面后放置于金相显微镜上。高分子聚合物亚微观结构形貌的清晰度取决于受测面抛光的质量。 4.X射线衍射 利用X射线的广角或小角度衍射可以获取高分子聚合物的晶态和液晶态组织结构信息。有关内容参见高分子聚合物的晶态和高分子聚合物液晶态栏目。 5.扫描电镜（SEM） 扫描电镜用电子束扫描聚合物表面或断面，在阴极射线管上（CRT）产生被测物表面的影像。对导电性样品，可用导电胶将其粘在铜或铝的样品座上，直接观察测量的表面；对绝缘性样品需要事先对其表面喷镀导电层（金、银或炭）。 用SEM可以观察聚合物表面形态；聚合物多相体系填充体系表面的相分离尺寸及相分离图案形状；聚合物断面的断裂特征；纳米材料断面中纳米尺度分散相的尺寸及均匀程度等有关信息。 6.透射电镜（TEM） 透射电镜可以用来表征聚合物内部结构的形貌。将待测聚合物样品分别用悬浮液法，喷物法，超声波分散法等均匀分散到样品支撑膜表面制膜；或用超薄切片机将高分子聚合物的固态样样品切成50nm薄的试样。把制备好的试样置于透射电子显微镜的样品托架上，用TEM可观察样品的结构。利用TEM可以观测高分子聚合物的晶体结构，形状，

高分子化学与物理

中国科学院长春应用化学研究所 二ОО九年攻读博士学位研究生入学试题 高分子化学与物理 高分子化学部分（共50分） 一.名词解释（共14分，每题2分） 1.无规预聚物 2.本体聚合 3.官能团的摩尔系数 4.凝胶点 5.聚合上限温度 6.SBS热塑弹性体 7.顺丁橡胶 二.写出下列高分子材料的起始单体，合成反应式，注明引发剂、催化剂及聚合反应类型（共16分，每题4分） 1.尼龙-6 2.聚（芳）砜 3.合成天然橡胶 4.端羟基对苯二甲酸乙二醇酯齐聚物 三.简答题（共15分，每题5分） 1.列表比较自由基聚合和阴离子聚合的特点（包括聚合方法、引发剂（催化剂）、 聚合温度、聚合机理、聚合速率） 2.制备聚甲醛，如何选择单体和聚合方法，为什么？ 3.什么叫功能高分子？合成功能高分子的方法有哪几种？请举出三个功能高分 子的例子，并写出他们的结构式。 四.研究工作调查（5分） 请写出你硕士论文的题目，主要研究成果及新颖性，以第一作者发表的与论文题目相关的文章几篇，发表在何种期刊上，论文的题目是什么？

高分子物理部分（共50分） 一．名词解释 (共10分，每题2分) 1．柔量 2．银纹 3．零切粘度 4．高分子液晶态 5．玻耳兹曼叠加原理 二．选择题 (共10分，每题1分) 1．比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈（PAN）、聚乙烯（PE）的柔顺性。（） (a) PE>PP>PVC>PAN, (b) PE>PP>PAN>PVC (c) PP>PE>PVC>PAN, (d) PAN>PVC>PP>PE 2．已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为：（）。 （a）2, (b) 3, (c)4, (d)5 3．大多数聚合物熔体都属于（）。 （a）牛顿流体 (b)假塑性非牛顿流体 (c) 胀塑性非牛顿流体 (d) 宾汉流体 4．处于高弹态下的聚合物，可以运动的单元有（）。 (a) 链段, (b) 链节, (c) 短支链, (d)整个分子链 5．在玻璃化温度以下,随着温度的降低,高分子的自由体积将（）。 （a）保持不变, (b) 上升, (c)下降，(d) 先下降然后保持不变6．引起聚合物爬杆效应的是（）。 (a)温度效应 (b) 黏性行为 (c)弹性行为 7．下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是（） (a) DSC法 (b)膨胀计法 (c)稀溶液粘度法 (d)密度法 8．下列方法中可以提高聚合物韧性的方法有（）。 (a) 与橡胶共混 (b)提高结晶度 (c)加入增塑剂 (d)增加交联度 9．下列相同相对分子质量的某聚合物样品，在相同条件下用凝胶渗透色谱测得的淋出体积大小顺序为（）>（）>（） (a) 轻度支化样品 (b) 线性样品 (c)高度支化样品10．橡胶的使用温度范围是（） (a) T f 以上(b)T g ~T f 之间(c)Tg 以下(d)Tg以上 三．简答题 (共10分，1题3分，2题7分) 1．试讨论高分子溶液在高于、等于、低于θ温度时，其热力学性质各如何？高分子在溶液中的尺寸形态又如何？

10080011-高分子材料与工程专业实验

高分子材料与工程专业实验教学大纲 Experiments of Po1ymer Science & Engineering 课程编号：10080011 课程性质：专业核心课 适用专业：高分子材料与工程专业 先修课：高分子化学、高分子物理、高聚物成型加工原理 后续课：毕业论文 总学分：2.5学分 教学目的和基本要求：本课程是高分子材料专业和复合材料专业的专业实验课程，通过对一些典型的高分子的合成及材料性能的测试的训练，掌握本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合的基本原理和特点，掌握高分子材料热、力学基本性能的测试方法和原理，以及测试设备的基本结构和使用步骤。熟悉通用高分子的基本性能，并能够在此基础上进一步设计对不同高分子材料基本性能的方法。 实验名称与学时安排 实验一、甲基丙烯酸甲酯的本体浇注聚合 实验性质：综合性实验 实验内容：通过本体聚合的方法制得聚甲基丙烯酸甲酯。 实验目的与要求： 1．过本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技术。要求所制得的产品透明、无气泡、平整。 实验二、丙烯酰胺的溶液聚合及其水处理实验 实验性质：综合性实验 实验内容：用溶液聚合的方法制得聚丙烯酰胺，并进行水处理实验。 实验目的与要求： 1．通过本实验了解溶液聚合的原理及优缺点。 2．了解产物的分子量与引发剂用量、分子量调节剂及温度的关系。 3．了解用高分子絮凝剂进行水处理的基本原理和方法。

实验三、苯乙烯悬浮聚合 实验性质：综合性实验 实验内容：用悬浮聚合的方法制得珠状聚苯乙烯。 实验目的与要求： 通过本实验了解和掌握有关悬浮聚合的特点及操作方法。要求制得颗粒大小较均匀的无色透明珠状聚合物。 实验四、醋酸乙烯乳液聚合 实验性质：综合性实验 实验内容：制备聚醋酸乙烯乳液。 实验目的与要求： 1．掌握聚醋酸乙烯乳液的制备方法及反应原理。 2．了解聚醋酸乙烯乳液聚合“实际体系”与典型的乳液聚合体系的差别。 实验五、环氧树酯的合成和应用 实验性质：综合性实验 实验内容：通过环氧氯丙烷与双酚A缩聚制取环氧树酯，了解环氧树脂的使用方法和性能。 实验目的与要求： 1．制备低分子量的环氧树脂。 2．环氧树脂的浇铸实验。 3．环氧树脂的粘接实验。 实验六、酚醛树脂的制备 实验性质：综合性实验 实验内容：制备热固性酚醛树脂。 实验目的与要求： 熟悉和掌握热固性酚醛树脂的合成方法和固化过程。 实验七、聚合物的差热分析 实验性质：设计性实验 实验内容：用DTA、DSC测定聚合物的T g，T c，T m，X0。 实验目的与要求： 1．掌握DTA、DSC的基本原理。 2．学会用DTA、DSC测定聚合物的T g，T c，T m，X0。 实验八、聚合物的热重分析 实验性质：设计性实验 实验内容：用TGA测定聚合物的T d。 实验目的与要求： 1．掌握热重分析的实验技术。 2．从热谱图求出聚合物的热分解温度T d。 实验九、塑料耐热性实验 实验性质：设计性实验 实验内容：用维卡软化点测定仪测定高聚物热变形温度及软化点。 实验目的与要求： 1．掌握高聚物热变形温度及软化点测定方法。 2．了解热变形试验机的使用方法。 实验十、粘度法测定聚合物的分子量

高分子材料的合成工艺

高分子材料的合成工艺 1.1 基本概念 单体(Monomer)----高分子化合物是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。 链节(Repreat unit)----链节指组成聚合物的每一基本重复结构单元。 聚合度(Dregree 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n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。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，因此聚合度是统一计平均值。 自由基----是指带电子的电中性集团，具有很高的反应活性。 引发剂（Initiator）----又称自由基引发剂，指一类容易受热分解成自由基（即初级自由基）的化合物，可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。 分子量（molecular weight）----化学式中各个原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（Relative molecular mass），用符号Mr表示。 分子量分布（molecular weight distribution）----由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。 均聚物(Homopolymer)----由一种单体聚合而成的聚合物。 共聚物(Copolymer)----由一种以上单体聚合而成的聚合物，生产聚合物的聚合反应成为共聚反应。 无规共聚物(Random Copolymerization)---- 在高分子链中不同单体单元的序列分布无规则。A和B两种单元在链中的排列顺序是不能预示的。在烯类单

816高分子化学与物理

2014年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题（A卷） ******************************************************************************************** 招生专业与代码：生物医学工程007770 考试科目名称及代码：高分子化学与物理816 考生注意：所有答案必须写在答题纸（卷）上，写在本试题上一律不给分。 一、单项选择题（共20小题，每小题2分，共40分，将正确选项的字母填入括号内） 1、下列聚合物中，（）是聚异戊二烯(PI)。 A. C CH2 n CH CH2 CH3 B. O C NH O C NH C6H4C 6 H4 n C. CH Cl CH2 n D. O C CH2CH2 O O n O C 2、热塑性弹性体SBS是苯乙烯和丁二烯的（）。 A. 无规共聚物 B. 交替共聚物 C. 嵌段共聚物 D. 接枝共聚物 3、下列哪一项不是高分子的必备特征（） A. 分子量大 B. 具有熔点 C.具有重复单元 D. 分子量具有多分散性 4、科学家Ziegle和Natta发明了（）。 A. 离子聚合 B. 开环聚合 C. 逐步聚合 D. 配位聚合 5、偶氮类化学物质通常作为（）的引发剂。 A. 逐步聚合 B. 变速聚合 C. 离子聚合 D. 自由基聚合 6、下列不能发生自由基聚合的单体是（）。 A. 乙烯 B. 丁二烯 C. 苯乙烯 D. 环氧乙烷 7、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 8、共聚合中，影响单体或自由基反应活性的结构因素是单体取代基的共轭效应、（）效应和位阻效应。 A. 空间 B. 溶剂 C. 极性 D. 单体 9、下面哪种组合可以制备无支链高分子线形缩聚物（)。 A. 1-2官能度体系 B. 2-2官能度体系 C. 2-3官能度体系 D. 3-3官能度体系