发布时间 : 星期四 文章高分子化学与物理实验指导书更新完毕开始阅读f56b0949f7ec4afe04a1dfb0
实验一 引发剂的精制
一、 实验目的
重结晶是纯化精制固体有机化合物的重要手段，通过实验熟悉重结晶提纯法及相关的各项单元操作。
二、实验原理
固体有机物在溶剂中的溶解度与温度有密切关系，一般是温度升高，溶解度增大。利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同，可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出，而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，或者相反，从而达到分离、提纯之目的。
三、操作要点及说明
重结晶提纯法的一般过程为： 1、选择适宜的溶剂 某一有机化合物进行重结晶的溶剂应该具有如下性质：（1）与被提纯的有机化合物不起化学反应。（2）对被提纯的有机物应具有热溶，冷不溶性质。（3）杂质化合物的溶解性对温度变化不敏感。（4）对要提纯的有机物能在溶剂中形成较整齐的晶体。（5）溶剂的沸点，不宜太低（易损），也不宜太高（难除）。（6）价廉易得无毒。
选择溶剂时常根据“相似相溶”原理，溶质往往易溶于结构与其相似的溶剂中。可查阅有关的文献和手册，了解某化合物在各种溶剂中不同温度的溶解度；也可通过实验来确定化合物的溶解度，即取少量的重结晶物质在试管中，加入不同种类的溶剂进行预试，筛选出适宜溶剂。
2、将待重结晶物质制成热的饱和溶液 制饱和溶液时，溶剂可分批加入，边加热边搅拌，至固体完全溶解后，再多加2O％左右（这样可避免热过滤时，晶体在漏斗上或漏斗颈中析出造成损失）。也不可加过多溶剂，否则冷后析不出晶体。溶剂量的多少还要考虑结晶析出的难易程度，结晶容易析出的则需适当多加一些溶剂，以抵消热过滤时结晶在滤纸上析出而造成的损失；如果结晶不易析出，可适当少加一些溶剂，以提高重结晶的回收率。
3、脱色 待溶液稍冷后，加入活性炭（用量为固体1－5％），煮沸5－10min（切不可在沸腾的溶液中加入活性炭，那样会有暴沸的危险。） 4、乘热过滤除去不溶性杂质 乘热过滤时，先熟悉热水漏斗的构造，放入菊花滤纸（要使菊花滤纸向外突出的棱角，紧贴于漏斗壁上），先用少量热的溶剂润湿滤纸（以免干滤纸吸收溶液中的溶剂，使结晶析出而堵塞滤纸孔），将溶液沿玻棒倒入，过滤时，漏斗上可盖上表面皿（凹面向下）减少溶剂的挥发，盛溶液的器皿一般用锥形瓶（只有水溶液才可收集在烧杯中）。
5、抽滤 抽滤前先熟悉布氏漏斗的构造及连接方式，将剪好的滤纸放入，滤纸的直径切不可大于漏斗底边缘，否则滤纸会折边，滤液会从折边处流过造成损失，将滤纸润湿后，可先倒入部分滤液（不要将溶液一次倒入）启动水循环泵，通过缓冲瓶（安全瓶）上二通活塞调节真空度，开始真空度可低些，这样不致将滤纸抽破，待滤饼已结一层后，再将余下溶液倒入，此时真空度可逐渐升高些，直至抽“干”为止。注意停泵时，要先打开放空阀（二通活塞），再停泵，可避免倒吸。
6、结晶的洗涤和干燥 用溶剂冲洗结晶再抽滤，除去附着的母液。抽滤和洗涤后的结晶，表面上吸附有少量溶剂，因此需用适当的方法进行干燥。固体的干燥方法很多，可根据所用的溶剂及结晶的性质来选择，常用的方法有以下几种：空气晾干；烘干（红外灯或烘彩）；用滤纸吸干；真空干燥。
四、仪器及药品
加热套、热漏斗、玻璃棒、温度计、烧杯、循环水真空泵、布氏漏斗、抽滤瓶，真空干燥箱，偶氮二异丁腈、甲醇（乙醇）、滤纸等。
五、实验内容与步骤
(1) 取烧杯置于加热套上，加入50ML的95%乙醇，加热到55℃
(2)迅速加入5g偶氮二异丁腈，搅拌使其全部溶解（溶解时间不宜过长，过长则
分解严重）
(3) 称取45g苯乙烯单体，加入0.45g过氧化二苯甲酰，室温完全溶解后，倒入
三口瓶内并缓慢加热升温至90℃。 （4）热溶液趁热过滤，冷却自然结晶 （5）充分结晶后，抽滤
(6)放入40℃烘箱中烘干，称重，并计算产率。
六、思考题
1、重结晶时，溶剂的品种和用量如何确定？
2、重结晶法一般包括哪几个步骤？各步骤的主要内容是什么？
3、用活性炭脱色为什么要待固体物质完全溶解后才加入？为什么不能在溶液沸腾时加入？
实验二 乙酸乙烯酯的溶液聚合
2.1 实验类型:
验证性实验 2.2 实验目的与任务
1.了解溶液聚合的特点及乙酸乙烯酯的溶液聚合过程。
2．通过聚乙酸乙烯酯的制备及其醇解，掌握溶液聚合的一般方法及实验技巧。 3．了解聚合物中准官能团的反应原理。
2.3 预习要求
复习溶液聚合的相关内容，乙酸乙烯酯的化学性质及官能团的反应原理。 2.4 实验原理
与本体聚合相比，溶液聚合有散热与搅拌容易的特点。它是把引发剂、单体溶于溶剂中成为均相，然后加热聚合，聚合时靠溶剂回流带走聚合热，使聚合温度保持平稳，因体系中聚合物浓度较低，因而容易调节产品的分子量分布以及产品的结构状态。但由于溶剂的引入，大分子自由基与溶剂发生链转移反应，使聚合物分子量降低。溶剂还可能影响聚合过程的分子构型，提高或者降低聚合物的立构规整度。由于单体浓度被溶剂所稀释，聚合速度较缓慢，同时增加溶剂回收及产品纯化工序。
由于溶液聚合合成的聚乙酸乙烯酯通常用来醇解合成聚乙烯醇，因此工业上通常采用甲醇作溶剂，这样制备的聚乙酸乙烯酯溶液不需要进行分离就可以直接用于醇解。
2.5 实验仪器及药品
三口烧瓶、回流冷凝管、搅拌器、温度计、恒温水浴、量筒、乙酸乙烯酯、甲醇、偶氮二异丁腈、氢氧化钠
2.6 实验内容与步骤
1．溶液聚合
在装有搅拌器，回流冷凝管和温度计的250 ml三颈瓶中，加入26.5 ml(25 g)乙酸乙烯酯，然后将0.1 g引发剂(偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰)溶于20 g甲醇(可换算成体积加25ml)中，并将其倒入三颈瓶中，升温并维持瓶内温度在60℃，开始记录反应时间，用变压器控制水浴61～63℃，注意观察反应液粘度变化和整个体系封闭性，反应维持3 h结束。反应结束后，停止加热，冷却至温室。取2 g反应液于已称重的表面皿上，放于80℃烘箱中烘干至恒重得到无色玻璃状的聚合物，连表面皿一起称重，计算其固含量。
2．醇解
根据所测固含量计算得到实验所需的聚乙酸乙烯酯甲醇溶液的重量（含有8g聚乙酸乙烯酯），称取该重量的的聚乙酸乙烯酯甲醇溶液W克，加入甲醇的量为（48－W）克，搅拌均匀后倾入滴液漏斗内，然后再于此同时在三颈瓶中加入100ml 含有O.5 g NaOH的甲醇溶
液，装上搅拌器、回流冷凝管和滴液漏斗。在65～70℃水浴锅上加热回流，在急剧搅拌下用滴液漏斗慢慢滴入聚乙酸乙烯酯甲醇溶液，30～40 min滴加完毕。若太快会生成冻胶，不利于醇解反应的顺利进行及产物的过滤洗涤。滴加完毕后，继续回流40～60 min，然后冷却。产物用布氏漏斗过滤，每次用10ml甲醇洗涤3次(过滤液回收)，产物放于80℃烘箱中，烘干称重。
2.7 注意事项
1. 实验前，乙酸乙烯酯需重蒸，否则因阻聚剂的存在影响实验效果。
2. 引发剂过氧化苯甲酰(BPO)，活性较高，易于65～100℃温度内使用较好。在溶液聚合中，使用乙醇作溶剂时，可采用BPO作引发剂，反应温度可控制在65～70℃。 3. 溶液聚合时，甲醇作溶剂，瓶外水浴温度不能高于63℃，因为甲醇沸点64．5℃。瓶外温度若高于此温度，因局部受热，会使甲醇大量挥发，回流增大使体系中溶剂减少，不能及时带走反应热，会使反应失败。用乙醇作溶剂时，瓶外温度不能高于乙醇沸点78℃?在70℃左右为宜。
4．在实验前应将使用三颈瓶、烧杯等烘干除去水份，否则会破坏聚合反应。 5．实验装置要严格密封。
2.8 实验报告要求
实验报告及预习报告要书写工整，应包括实验目的与任务，实验原理，仪器设备与试剂，实验内容与步骤，实验原始记录，数据分析与结果讨论，思考问题解答等内容。
2.9 实验成绩评定
本实验考核学生的基本操作；实验态度；观察、思考及分析问题解决问题的能力；评分主要以下五项内容作依据：
（1）. 预习及预习报告情况，占10％。 （2）. 实验态度和操作规范情况，占40％。 （3）. 结果的准确度与精密度，占30％。 （4）. 实验报告的书写情况，25％。
（5）. 实验台面的卫生，仪器及所用试剂的复位情况，占5％。 （6）．有下列情况之一的本次成绩不及格：
ａ．分离方案不合理，末能将填料与增塑剂实现分离并取得结果而弄虚作假修改结果者； ｂ．仪器设备安装使用有多处错误，实验操作不规范指正后重犯； ｃ．由于个人原因损坏设备、仪器；使实验无法完成。
2.10 思考题
[1]溶液聚合的反应的溶剂应如何选择？ [2]本实验采用甲醇作溶剂是基于何种考虑?