精細化學品實踐報告

1、實驗一 洗手液的配制及其性能測試隨著社會的進步，人們對洗滌劑的要求越來越高，不但要求去污能力好，還要求不傷手，保濕，護膚，殺菌，除味等多種功能。因此洗滌劑的種類越來越多，洗手液進入了人們的日常生活，通過對各組分的控制，調節(jié)其功能，改善了傳統(tǒng)洗滌劑對人身體有危害的弊端，拓寬了洗滌用品市場，帶動了人們新的潔凈觀念，滿足不同人群的不同需求。一、實驗目的通過查閱相關文獻來探究洗手液的基本組成及其洗滌原理，從而確定洗手液的配方，并對制得的洗衣液性能進行測試。二、實驗原理液體洗手液由水、表面活性劑、助洗劑、增稠劑、香精、色素等構成。通過對各組分的控制，可調節(jié)其功能。其主要成分是表面活性劑，近年來國內外加快

2、了對表面活性劑的研制及生產(chǎn)，其產(chǎn)量和品種增長迅速。它是一種負載“功能”型化工材料，可有效地改進相關行業(yè)的生產(chǎn)工藝，提高效率，改善環(huán)境并節(jié)約能源。表面活性劑是雙親結構，其分子結構包括長鏈疏水基團和親水性離子基團或極性基團兩個部分。但具有雙親結構的分子不一定都是表面活性劑。表面活性劑的疏水基主要為烴類，來自油脂化學制品或石油化學制品，烴類有飽和烴和不飽和烴，飽和烴包括直鏈烷烴、支鏈烷烴和環(huán)烷烴，其碳原子數(shù)大都在8-20之間不飽和烴包括脂肪族和芳香族，雙鍵和三鍵有弱親水基作用，有助于降低分子的結晶性。親水基種類很多，有離子型(陰性，陽性和兩性)及非離子兩大類。按表面活性劑在水溶液中能否解離及解離后所

3、帶電荷類型可分為：陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子型表面活性劑；按表面活性劑在水和油中的溶解性可分為：水溶性表面活性劑和油溶性表面活性劑。 洗滌劑要具備良好的潤濕性、滲透性、乳化性、分散性、增溶性及發(fā)泡與消泡等性能，這些性能的綜合就是洗滌劑的洗滌性能。表面活性劑在洗手液中的作用機理：洗手液中的分子由親水的基團和疏水的集團組成，當洗手液涂在手上時，疏水的集團（親油性）把手上的油脂包裹起來，同時親水的基團留在外面，當用手洗的時候，親水基團和水解和就把油脂帶到水中了。 此外，洗手液中還要含有基體（液體類（如醇類，酮類，去離子水，礦物油）和油脂類（如椰子油等各種植物油，動物油）兩種）、粉體（淀粉

4、，高嶺土，二氧化硅等）、防腐劑（抗細菌防腐劑和抗氧化防腐劑）、香料（植物香料，食用香精，日用香精，合成香料，精油等，主要是遮蓋不好聞的問道，增強產(chǎn)品的可用性）、溶劑（包含水，醇，酮，油類四種。而洗手液中的高級烴通常是用18烷到60烷之間的這些烷類）、增粘劑（最常用的增稠劑是無機鹽，如NaCl、NH4C1、KCl等其價格便宜，增稠效果好且使用方便，CMC和可溶性淀粉等）。三、實驗藥品與儀器十二烷基苯磺酸鈉（LAS）、烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）、甘油、苯甲酸鈉、氯化鈉、乙二醇單（雙）硬脂酸酯（珠光劑）、香精、鹽基玫瑰紅、蘋果綠、加熱攪拌器、表面張力儀、溫度計

5、、燒杯、天平、pH試紙、玻棒、旋轉黏度計等。四、實驗過程1. 配方設計根據(jù)表面活性劑的原理，可知LAS:AES=6:49:1時復配體系對油和水的界面張力有明顯的增效作用。實驗教材提示知LAS:AES=6:5而AES:6501=5:1時可使產(chǎn)品具有較好的粘度和低溫穩(wěn)定性。以此可確定AES（70%）與LAS（35%）與6501的量。而通過NaCl來調節(jié)黏度使之達到較合適的值。AES在堿性溶液是中穩(wěn)定的，但在酸性中容易水解，苯甲酸鈉水解后呈堿性。原料含量（質量）主要作用AES（70）10去污LAS（35）12去污65012助洗甘油2護膚苯甲酸鈉0.5防腐NaCl適量增稠珠光劑適量增色香精適量增香鹽基

6、玫瑰紅 蘋果綠適量調色去離子水至100溶劑2. 制備工藝（1）以配制100g產(chǎn)品為基準。用200ml的燒杯，按配方要求用加量法分別稱取10.0gAES，12.0gLAS和0.5g苯甲酸鈉。（2）在稱好原料的燒杯中加入60g去離子水，在電爐上加熱至6070，攪拌使原料全部溶解。（3）適當降溫后，用加量法加入2g6501，2g甘油和1g珠光劑，攪拌均勻，降至室溫。（4）加入余量去離子水至100g，然后加入適量香精和鹽基玫瑰紅、蘋果綠調節(jié)到所需的香味和顏色，攪拌均勻。（5）攪拌下緩慢加入NaCl，調節(jié)產(chǎn)品黏度。3. 洗手液的性能測定方法（1）固含量測定用分析天平稱取小燒杯的質量為6.5186g，再加

7、入m1=0.1843g的洗手液將燒杯放入高溫爐中，105灼燒3h，取出，冷卻到室溫，稱重。最后質量為m2.=0.0244g。固含量=（m2./m1）×100%（2）pH值的測定按照GB6383以樣品的1%水溶液，用玻璃棒醮取溶液，滴在精密PH試紙上，再將其與標準比色卡比較，即可得到其的pH值。（3）黏度測定 采用旋轉黏度計測黏度，（旋轉黏度計的操作步驟：選擇合適的轉子；檢查并調節(jié)儀器零點；把轉子懸掛在儀器的聯(lián)軸器上；將轉子侵入待測洗手液中；開啟儀器開關，指針穩(wěn)定后讀數(shù)。）黏度的計算 =×絕對黏度，mPa·s,為系數(shù)，本實驗所用的儀器=5，為指針讀數(shù)。（4）水溶液表

8、面張力的測定 溶液配制 稱取1.0g的洗手液于500mL容量瓶中，加入蒸餾水至刻度線，則濃度為1/500，其它的濃度則采用稀釋的方式配取。 配制產(chǎn)品的質量組成如下：1/5000、1/2000、1/1000、1/800、1/500用最大氣泡法測定溶液的表面張力的原理和操作步驟洗凈表面張力儀的各部分，按圖裝妥。記錄實驗室室溫27.5往樣品管內裝 入蒸餾水，使水面剛好與毛細管端面相切。注意毛細管務必與液面垂直。打開抽氣滴液漏斗的活塞，讓水緩慢滴下，使毛細管內的溶液受到的壓力比樣品中的式樣液面上來得大。當此壓力差于毛細管端面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細管口液體的表面張力時，毛細管口的氣泡即被壓出。調節(jié)毛細

9、管口逸出的氣泡速度，以35s一個宜，壓差的最大值Pmax可從壓力計上讀出。 Pmax=P大氣-P系統(tǒng)=hg 式中，h是U形壓力計差值，為壓力計內介質的密度，g為重力加速度。若毛細管的內徑為r，則這個最大壓力差產(chǎn)生的驅使氣泡逸出液面的作用力應為：F=r2pmax=r2hg氣泡在毛細管口受到表面張力引起的作用力應為：F=2r在氣泡剛離開管口的時候，上述兩作用力相等，即：r2hg=2r=1/2rgh在實驗中，若使用同一支毛細管和壓力計，則1/2rg是一個常數(shù)，稱為儀器常數(shù)，用K來表示：=Kh；如果將已知表面張力的溶液作為標準，有實驗測定得其h后，就可求出K值，然后只要用同一儀器測定其他溶液的h值，即

10、可求得各種溶液的表面張力。注意事項：洗凈裝置；要使毛細管端口剛好與液面相切；安裝時注意毛細管是否垂直。 沫高度測定取上述配制的1/1000溶液80mL，加入20mL自來水，在100mL量筒中加入上述溶液50mL，塞住量筒口上下?lián)u晃至泡沫高度不再增加，記下泡沫高度和量筒直徑。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1. 在室溫、室壓下，測得洗手液表面張力實驗數(shù)據(jù)室溫： 表1 洗手液表面張力實驗數(shù)據(jù) maxH1 (Pa)minH2(pa)maxH1(Pa)minH2(pa)maxH1(Pa)minH2(pa)平均h(pa)N/m水215016602153166321501662489.33 73.2洗手液溶液1/500

11、0214516702140167021421671472.00 70.611/2000214216852143168021421680460.67 68.921/1000212516902130169021301690438.33 65.61/800210517102110171021201710401.67 60.091/500209017302095173020951725365.00 54.6當天溫度為27.5 ，水的表面張力為73.2(mN.m-1)k=水/h平均據(jù)此求出儀器常數(shù)k=0.1496不同濃度的洗手液稀釋液的表面張力=k×h平均，結果紀錄于表2，濃度與表面

12、張力關系圖如下。表面張力與濃度的關系2. 固含量表2固含量的測定結果樣品質量m1/g烘干后質量m2/g固含量（m1/m2）/0.02440.184313.243. 黏度測定表3黏度的測定結果轉子系數(shù)指針讀數(shù)絕對黏度/(mPa·s)543.22164. 洗手液各項性能指標 洗手液的總活性物含量即為表面活性劑與助表面活性劑含量的總和，也就是AES、LAS、6501的總和；而黏度、泡沫高度、pH皆由儀器直接讀出；固含量表3已給出； 而外觀、色澤、香型則可直接由觀察得到。表4洗手液的各項性能指標序號指標名稱指標1外觀粘稠狀不透明的液體2色澤淡紫色3香型茉莉清香4總活性物含量（）245pH值6

13、.06固含量13.247泡沫高度(cm)8.5(=4.3)8CMC(g/L)1.5-2.09粘度/（mPa·s）216六、產(chǎn)品分析 該洗手液外觀為淡紫色粘稠狀不透明液體，顏色清新，香味芬芳柔和，能吸引消費者的眼球。pH值為6.0，呈弱酸性，與人體皮膚的pH值相近，對皮膚無刺激作用。黏度為216mPa·s較為適中，使用方便且易于清洗，減少用水量。泡沫高度為8.5cm較為適宜，去污能力強。對產(chǎn)品的使用后發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品的色澤悅目。清潔能力強，滋潤效果好，對皮膚刺激程度較低，用量少，省水，是合格的洗滌產(chǎn)品。實驗二 有機玻璃的制備一、實驗目的及要求1. 了解本體聚合的原理和特點2. 掌握

14、本體聚合的合成方法及有機玻璃的生產(chǎn)工藝3. 了解聚合溫度對產(chǎn)品質量的影響二、實驗原理甲基丙烯酸甲酯通過本體聚合方法可以制得有機玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯由于有龐大的側基存在，為無定性固體。最突出的性能是具有高度的透明性，透光率達92，比重小，耐沖擊性強，低溫性能好，廣泛用于航空工業(yè)、光學儀器工業(yè)及日常生活中。本體聚合是在沒有任何介質存在下，單體本身在引發(fā)劑或直接用熱、光、輻射的作用下進行的聚合反應，此法的優(yōu)點是生產(chǎn)過程比較簡單，聚合物不需后處理，產(chǎn)品比較純凈，可直接聚合成各種規(guī)格的板、棒及管制品，但是，由于無熱介質存在，且聚合過程中粘度不斷增加，所以聚合物又是熱的不良導體，聚合放出的熱量難于排除，

15、而造成局部過熱，分子量不均勻。單體甲基丙烯酸甲酯的本體聚合，按自由基反應，歷程如下：  鏈引發(fā)          鏈增長       鏈終止甲基丙烯酸甲酯（MMA）在引發(fā)劑作用下發(fā)生聚合反應，放出大量的熱，致使反應體系的溫度不斷升高，反應速度加快造成局部過熱，使單體氣化或聚合體裂解，制品便會產(chǎn)生氣泡或空心，另一方面由于甲基丙烯酸甲酯（MMA）和它的聚合體密度相差甚大（前者0.94，后者1.19），因而在聚合時產(chǎn)生體積收縮，如果聚合熱未經(jīng)有效排除，各部分反應便不一致，

16、收縮也不均勻，因而導致裂紋和表面起皺現(xiàn)象發(fā)生，為避免這種現(xiàn)象，在實際生產(chǎn)有機玻璃時常采取預聚成漿法和分步聚合法，整個過程分制模，制漿，灌漿聚合和脫模幾個步驟。    在聚合反應開始前有一段誘導期，聚合率為零，體系粘度不變，在轉化率超過20%以后，聚合速率顯著加快，而轉化率達80%以后，聚合速率顯著減小，最后幾乎停止，需要升高溫度才能使之完全聚合。三、實驗藥品及儀器甲基丙烯酸甲酯、過氧化二苯甲酰（BPO）、鄰苯二甲酸二丁酯、恒溫水浴鍋、錐形瓶、溫度計、燒杯、烘箱、量筒、模具、天平（公用）四、實驗過程1. 單體的精制在250毫升的分液漏斗中加入100gMMA單體，用5

17、%NaOH水溶液反復洗滌至無色（每次用量40mL左右），再用去離子水洗至中性，待用。2. 引發(fā)劑的精制 采用重結晶法進行。以氯仿為溶劑，乙醇作沉淀劑。在100mL燒杯中加入5gBPO和20mL氯仿，不斷攪拌使之溶解，過濾，濾液直接滴入50mL用冰鹽冷卻的乙醇中，然后將針狀結晶過濾，用冷的乙醇洗凈，抽干。重結晶兩次，將結晶物干燥，稱重，存放與棕色試劑瓶中。3. 預聚取甲基丙烯酸甲酯150ml放入錐形瓶中，加入引發(fā)劑過氧化二苯甲酰0.5g，增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯10ml，為防止水汽進入錐形瓶內，可在瓶口包上一層玻璃紙，再用橡膠圈扎緊，用8090水浴加熱錐形瓶，至瓶內預聚物粘度與甘油粘度相近時立即停

18、止加熱 ，迅速用冷水使預聚物冷至室溫。4. 灌模將上面所得的預聚物灌入試管或燒杯中，灌模時不要全灌滿，稍留點空間，以免預聚物受熱膨脹溢出模。5. 低溫聚合反應將灌好的模具放在烘干箱中，恒溫在4050，保溫57小時，低溫聚合結束，抽掉膠管。6. 高溫聚合模具在烘箱中繼續(xù)升溫至90100，保溫1小時，然后停止加熱，自然冷卻至40，取下模具，得到板材 。注：對于棒材，采用階段升溫方式，灌模以后，放入恒溫水浴鍋中，升溫到50，恒溫2小時，60，恒溫2小時，在70時恒溫1小時，待聚合物變硬后，繼續(xù)升溫至90，半小時，然后取出自然冷卻，即得棒材。 四、注意事項1、儀器要干燥。2、預聚時不要劇烈振蕩瓶子，以

19、減少氧氣在單體中的溶解。3、灌模時預聚物中如有氣泡應設法排除。五、思考題1、為什么要進行預聚合？2、如最后產(chǎn)品中有氣泡，試分析致成原因？3、加入鄰苯二甲酸二丁酯的作用是什么？實驗三 外墻乳膠漆的制備涂料是一類非常常用的精細化工產(chǎn)品，期中乳膠漆是一種廣泛使用的建筑涂料。乳膠漆是水性涂料中的一種，基本成分可以分為基料、顏料（填料）及助劑三大部分?；贤ǔ橐匀橐壕酆现瞥傻暮铣蓸渲槟z，是主要的成膜物質。常用的合成樹脂乳膠有聚醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液、苯丙乳液等。其中醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液的涂膜柔韌性、耐擦洗性等方面尚有差距，只能作為普通的外墻涂料。純丙烯酸酯聚合入夜的涂抹性能好，但價格高。而

20、苯丙乳液，由于采用價格較低的苯乙烯單體甲基丙烯酸，因而價格要比純丙烯酸酯便宜。這類乳膠漆也具有良好的耐候性、耐水性和耐粉化性。由于苯乙烯的存在，漆膜比較容易變黃，但由于其性能與價格適中，因而在對外觀要求不高時仍然被廣泛用作外墻涂料。在國內具有廣泛的市場。顏料（填料）可以分為著色顏料和體質顏料。著色顏料對涂膜著色，體質顏料主要對涂裝性能進行調整，改進涂膜性能，降低成本。助劑主要有分散劑（顏料的分散劑防止再凝聚）、潤濕劑（顏料潤濕性的改進）、消泡劑（制造和涂裝時消泡）、防腐劑（防止儲存過程中腐敗）、防霉劑（防止涂膜生霉）、增稠劑（調節(jié)涂料黏度和涂裝作業(yè)性）、防凍劑（改進凍融穩(wěn)定性）防銹劑（防止涂裝

21、金屬面生銹）等成膜助劑。乳膠漆配制工藝一般可分為兩類：一是將顏料、填料和各類助劑經(jīng)過分散、炎魔和過濾，制成色漿，然后配合一定量的乳液、成膜物、助劑，在調漆機內調成乳膠漆。而是將乳膠漆所有的物料混合、分散、研磨、過濾成白色乳膠漆，然后在加色漿，混合均勻。不論哪種方法，說到底是使顏料、填料、成膜助劑、乳液混合后找到一個平衡點，以滿足施工性、附著力、年度、耐久性、耐洗刷性和低成本的要求。一、實驗目的1. 掌握用乳液聚合法制備高分子材料的一般原理和合成方法。2. 了解目標聚合物的設計原理。3. 掌握聚合物性能（黏度、固含量等）的測定方法。二、實驗原理乳液聚合是以水為連續(xù)相（分散劑），在表面活性劑（乳化

22、劑）的作用下，使聚合反應發(fā)生在有乳化劑形成的如交流內部（即以表面活性劑形成的教書作為微反應器），制備高分子材料的一種方法。目前在世界范圍內，用乳液聚合法大量制備各種類型的乳液聚合物和聚合物乳液產(chǎn)品，廣泛應用于各個技術領域中，成為不可缺少的材料或工作物質。特別是隨著人們環(huán)境保護意識的加強，乳液聚合技術已成為制備“環(huán)境友好材料”的主要方法，它在工業(yè)生產(chǎn)中有以下用途。（1）用乳液聚合法可大量生產(chǎn)合成橡膠，如丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚丙烯酸酯橡膠等。（2）用乳液聚合法生產(chǎn)合成塑料、合成樹脂，如聚氯乙烯樹脂、ABS樹脂、聚四氯乙烯、聚丙烯酸樹脂等。（3）用乳液聚合生產(chǎn)各種用途的聚合物乳液，如各種粘

23、合劑（如聚乙酸乙烯酯乳液-白膠等）、涂料（如建筑涂料、金屬涂料、木制器涂料等）。乳液聚合技術與本體聚合、溶液聚合、懸浮劑和相比較，有許多優(yōu)點。它即可制備相對相對分子質量的聚合物，又有高的聚合反應速率。反應體系易散熱，有利于聚合反應的控制。生產(chǎn)設備和工藝簡單，操作方便，靈活性大，代表了環(huán)境保護技術的發(fā)展方向，在很多場合下，聚合物乳液可直接利用。因此，近年來技術發(fā)展很快，特別是在聚合技術上派生、發(fā)展了多種新技術、新方法。乳液聚合體系主要有4大組分：單體、分散介質（水）、乳化劑、引發(fā)劑，其次還有用于pH調節(jié)并改善乳液流動性的點階層、pH調節(jié)用的中和劑等。依據(jù)反應單體與反應性質，來選用不同的乳化劑。乳

24、化劑是決定乳液穩(wěn)定性的主要因素，對反應速率、乳液黏度、膠粒尺寸等也有很重要的作用。乳化劑的選擇除單體要求種類外，一般以體系要求的HLB值決定其配比和用量，而且多以非離子性和離子型乳化劑復配。用于乳液聚合的引發(fā)劑主要以過氧化氫為母體的衍生物，如過硫酸銨、過硫酸鉀等水溶性引發(fā)劑，對某些體系，還可采用其他分解引發(fā)劑，如方劑偶氮氨基化合物等，經(jīng)典的乳液聚合物工藝的定性理論講乳液聚合過程分為4個階段。（1）分散階段 乳化劑在分散相中形成膠束，加入部分單體后，在攪拌作用下，部分形成單體珠滴、部分增溶在乳化劑形成的膠束或溶解在水相中。乳化劑、單體化水相、單體珠滴和膠束之間建立動態(tài)平衡。（2）成核階段（階段1

25、）水溶性引發(fā)劑加入到體系中后，在反應溫度下，引發(fā)劑在水箱中開始分解出初始自由基，或者擴散到膠束中或在水相引發(fā)聚合，或者擴散到單體珠滴中。無論哪種情況都可引發(fā)單體聚合形成乳膠粒。在階段1中，乳化劑有4個去處，即形成膠束、吸附在乳膠粒表面上、吸附在單體珠滴表面上及溶解在水中。單體也有4個去處，即形成單體珠滴、分布在乳膠粒中、帆布在增容膠束中或溶解在水中，此時乳化劑和單體在水相、單體珠滴、乳膠粒和膠束之間建立動態(tài)平衡，直到膠束耗盡后，標致階段1結束。（3）乳膠粒長大階段（階段2） 聚合反應發(fā)生在乳膠粒中，逐漸加入的單體形成單體珠滴，單體有單體珠滴通過水相擴散到乳膠粒中，并進行聚合反應，使乳膠粒長大。

26、此時，乳化劑和單體在乳膠粒、水相和單體珠滴間建立動態(tài)平衡，單體珠滴小時，標志階段2結束。（4）聚合反應完成階段（階段3） 在該階段，膠束和單體珠滴全部消失。絕大多數(shù)未反應的單體集中在乳膠粒內部，只有極少數(shù)的單體溶解在水相中，單體和乳化劑在水箱和乳膠粒之間建立動態(tài)平衡。水相中的引發(fā)劑分解出自由基，擴散到乳膠粒中，在乳膠粒中引發(fā)聚合，使乳膠粒中的單體逐漸降低。是單體轉化率達到最大，直至反應結束。三、實驗試劑與儀器（1）試劑：苯乙烯（工業(yè)級）、丙烯酸酯（丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯等）、工業(yè)級過硫酸鉀（化學純）、乳化劑OP-10（壬基酸聚氧乙烯（10）醚）、十二烷基苯磺酸鈉、氨水（化學純）

27、、碳酸氫鈉（化學純）、去離子水、pH試紙。（2）儀器：250mL三口燒瓶1個、球形冷凝管1支、玻璃溫度計（0100）1支、50mL加料漏斗1支、電動攪拌機1臺、旋轉粘度計1臺。實驗參考配方： 水相：去離子水（H2O）62mL；乳化劑OP-10 2.3mL；十二烷基苯磺酸鈉：4g；碳酸氫鈉：2.5%（5.5mL) 單體：苯乙烯（St）27mL；丙烯酸丁酯（BA）31mL；丙烯酸（AA）0.7mL；甲基丙烯酸甲酯（MMA）10mL。 引發(fā)劑：過硫酸銨（NPS）0.17g（溶于8mL水中） pH值調節(jié)劑：四、實驗步驟1. 制備過程（1）安裝好儀器。檢查攪拌棒與四口燒瓶連接處是否密封，用手轉動攪拌軸，

28、看攪拌軸是否合適（不碰瓶壁、不碰溫度計、轉動自如），用膠管連接好冷凝管的進、出水，水浴鍋中加水至三口燒瓶半浸入位置。（2）按配方中的配比量順序加入乳化劑（OP-10）(用25mL溫水溶解)、水（45mL）、SDS、碳酸氫鈉，調節(jié)轉速至100r/min作用，攪拌10-15min,同時加熱至水浴達65-70，同時打開冷凝水至合適流量。（3）按配方中，將單體計量后混勻，加單體量的1/5至加料漏斗中，10min內滴加完畢，再攪拌20min，同時升溫至70-75。（4）將新配制的2mLKPS溶液加入加料漏斗中，10min內滴加完畢，反應逐漸開始，約40min后，反應體系開始呈帶藍光的白色乳液，溫度升值7

29、8-80，單體回流量逐漸變小。（5）反應30min后，當單體的回流量很小時。開始分4次滴加剩余的單體和1/2的引發(fā)劑，控制滴加速度，以控制反應溫度保持在78-80，需3-3.5h滴完。（6）反應30min后，滴入剩余的2mL引發(fā)劑（10Min）內完成，升溫至85左右，保溫1h。（7）保溫時間到后，停止加熱，水浴降溫至40后出料。出料時若有凝膠，應用濾布過濾。2. 性能測試（1）乳液外觀觀察取5mL乳液倒入50mL的燒杯中，用玻璃棒提起乳液，約距燒杯口5cm出觀察乳液的流動狀態(tài)和色澤，乳液流線是否軍援一致，是否含有異物，顆粒是否均勻。（2）用旋轉黏度計測黏度 測試原理NDJ-1性旋轉黏度計以穩(wěn)定

30、的速度旋轉，選擇刻度圓盤，再通過有死和轉軸帶動轉子旋轉。如果轉子為收到液體的阻力，則游絲、指針與刻度同速旋轉，指針在刻度盤上指出的讀數(shù)為“0”。反之，如果轉子收到液體的黏滯阻力，則游絲產(chǎn)生扭矩，與黏滯阻力抗衡，最后達到平衡，這時與游絲連接的指針在刻度圓盤上指示一定的讀數(shù)（及游絲的扭轉角），將都市乘上特定的系數(shù)即得到液體的黏度（mpa.s）。 測試步驟a. 準備被測液體， 直徑不小于70mm、高度不小于130mm的燒杯或直桶形容器中，準確的控制被測液體的溫度。b. 將保護架裝在儀器上（順時針方向旋入裝上，逆時針方向旋出卸下）。c. 將選配好的轉子選入軸連接桿。旋轉升降旋鈕，使儀器慢慢地下降。轉子

31、逐漸浸入被測液體中，直至轉子液面標志和液面持平位置，再精調水平。接通電源，按下指針控制桿，開啟電機，轉動變速旋鈕，使其在選配好的轉速檔上，放松指針控制桿，待指針穩(wěn)定 時刻讀數(shù)，一般需要約30s。當轉速在“6”或“12”擋運轉時，指針穩(wěn)定后可直接讀數(shù)；當轉速在“30”或“60”擋時，待指針穩(wěn)定后按下指針控制桿，指針轉至顯示窗內，關閉電源進行讀數(shù)。應注意：按指針控制桿時，不能用力過猛，可在空轉時練習掌握。d. 當指針所指的數(shù)值過高或過低時，可變換轉子的轉速，務必使讀數(shù)為30-90格時為佳。（3）固含量向已洗凈、烘干、恒重的玻璃皿中稱取乳膠約2克，然后將玻璃皿水平地放置在烘箱中干燥，是試樣失去水分至

32、恒重為止（注：試樣不能變黃）。（4）鈣離子穩(wěn)定性測定。取乳液10g，加入10%的氯化鈣水溶液10g，搖勻，防止48h，觀察是否有分層或破乳現(xiàn)象；若無分層或破乳現(xiàn)象則為合格，相反則不合格。（5）乳液儲存穩(wěn)定性測定。將乳液在50的恒溫烘箱中放置1周，觀察乳液是否有分層或破乳現(xiàn)象；若無分層或破乳現(xiàn)象則為合格，相反則不合格。五、注意事項（1）實驗完畢后，隨即拆卸實驗裝置，將所有玻璃接頭、接口拆卸，以防被黏住。拆卸后用洗衣粉、自來水將儀器洗干凈。（2）稱量單體時應在通風廚中進行操作，注意不要讓單體、試劑濺到皮膚上。配料時應戴乳膠手套。（3）在使用測試儀器時，應詳細閱讀該儀器說明書，嚴格按操作規(guī)程操作。六

33、、數(shù)據(jù)記錄與處理記錄性能測試的結果及數(shù)據(jù)，并計算固含量、轉化率。七、思考題（1）乳液聚合反應中為什么單體必須采用滴加方式？（2）在設計配方時，如何調節(jié)乳液的黏度、流動性？實驗四 石榴皮中黃酮的提取及含量測定石榴果實中含有豐富的碳水化合物、蛋白質、人體所需各種氨基酸和必需的微量元素及各種維生素。石榴的果汁、果皮、葉、樹皮中均含有不同濃度的黃酮、鞣質、生物堿、有機酸和多酚類化合物。石榴的果實不但營養(yǎng)豐富，而且具有較為廣泛的藥用價值。石榴皮性溫、澀，具止瀉、止血、殺菌、驅蟲等功能。近年來報道，石榴皮具有抑制細胞內病毒增殖、抑制體外淋球菌生長、直接殺滅病毒和阻止病毒吸附細胞等作用。此外，近來研究還發(fā)現(xiàn)

34、石榴皮具有一定的抗氧化性。其內含多種化學成分，黃酮是其中一類較為重要的化合物。 生物類黃酮(bioflavonoid)是自然界存在的一大類酚類物質，它們是植物次級代謝的產(chǎn)物，是一組存在于植物的葉、花、果中的天然色素，在自然界中廣泛存在，因多呈黃色而被稱為生物類黃酮。近年來，科學家們發(fā)現(xiàn)其具有抗氧化、抑制脂質過氧化反應、預防心血管疾病、抗氧化、防癌等作用，掀起了生物類黃酮的研究、利用、開發(fā)的熱潮。生物類黃酮之所以具有突出的抗氧化性、消除自由基的能力，是由其結構所決定的。目前普遍認為，生物類黃酮分子的、不飽和吡喃酮是其具有各種生物活性的關鍵，近年來對其研究較多。本文就石榴皮中總黃酮提取的最佳方法進

35、行了研究，為石榴皮中的總黃酮含量測定提供標準，并為石榴的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。一、實驗目的1. 了解石榴皮中的各種營養(yǎng)成分及其功效；2. 了解黃酮的提取方法及工藝特點；3. 學會設計實驗方案。二、實驗原理 黃酮可溶于某些特定的溶劑中，依據(jù)此特性，可以采用溶劑提取石榴皮中的黃酮。在中性或弱堿性及亞硝酸鈉存在條件下，黃酮類化合物與鋁鹽生成螯和物，加入氫氧化鈉溶液后顯紅橙色，在510 nm波長處有吸收峰且符合定量分析的朗伯-比爾定律。三、實驗藥品與儀器 石榴皮、蘆丁標準品080- 9303（中國藥品生物制品檢定所）、無水乙醇、 亞硝酸鈉、硝酸鋁、醋酸鈉、氫氧化鈉等均為分析純試劑。722E型可見分光光

36、度計（北京普析通用儀器有限公司）；JFSD-100粉碎機（上海亞榮生化儀器廠）；電熱恒溫鼓風干燥箱（ZD78-80 北京興爭儀器設備廠）；電子分析天平（AR1140/C 奧豪斯上海公司）；恒溫磁力加熱攪拌器（85-1型 中國科工衛(wèi)儀器廠）。四、實驗過程有機溶劑法是目前國內使用最廣泛的方法，很容易實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。常用的有機溶劑主要有：甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、石油醚等。由于甲醇、丙酮等毒性較大，因此一般采用乙醇作為萃取劑，高體積濃度的醇（90%-95%）適于提取苷元，體積濃度60%左右的醇適于提取苷類。該法提取的類黃酮得率和含量均較高，所以在類黃酮的提取中是研究最多的。一般的工藝流程為：原

37、料 干燥 粉碎 醇回流 抽濾 濃縮定容 測吸光度利用黃酮類化合物與鋁鹽（NaNO2-Al(NO3)3-NaOH）反應生成紅色絡合物，以蘆丁為對照物，使用分光法測定黃酮含量。1. 最大吸收波長的選擇取蘆丁標準溶液1 mL置于10 mL容量瓶中，用30乙醇補至5 mL。加5亞硝酸鈉03 mL，搖勻，放置6 min后，加10硝酸鋁03 mL，搖勻，放置6 min后，加4氫氧化鈉2mL，用30乙醇稀釋至刻度，搖勻，放置20 min后，于400-700 nm波長處掃描（見圖1），結果表明，在510 nm波長處有最大吸收，故選擇510 nm為測定波長。 圖1 蘆丁的吸收曲線2. 蘆丁標準曲線的繪制準確稱取

38、蘆丁標準品 10 mg，用 30 %的乙醇溶解，轉入 50 ml 的容量瓶中， 用 30 %的乙醇稀釋定容，得到濃度為 0.2 mg/mL 的蘆丁標準溶液。精確吸取該溶液 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，分別置于10 mL 容量瓶中，用 30 % 乙醇補充至 5 mL，各加入 5 %的NaNO2 溶液 0.3 mL， 混勻， 放置 6 min， 然后分別加入 0.3 mL 10 %的 Al （NO3 ）3 溶液， 搖勻， 放置 6 min,再分別加入 4 %的NaOH 溶液 2 mL， 搖勻， 最后用 30 %乙醇稀釋至刻度， 放置20 min。以上 6 種溶液即為蘆丁標準品

39、溶液， 在 510 nm下測定其吸光值。以 30 % 乙醇為空白對照， 結果見表 3。用最小二乘法作線性回歸， 得到蘆丁濃度 C （g/L） 與吸光度 A間的回歸方程為： C（g/L） =0.1248 A- 0.0046 相關系數(shù)R2=0.9924表1 標準蘆丁濃度-吸光度蘆丁濃度C 0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100吸光度A 0.005 0.212 0.391 0.538 0.659 0.821圖2 蘆丁標準曲線3. 樣品的預處理及提取取適量石榴皮原料于55 恒溫干燥器干燥4小時，用粉碎機粉碎。準確稱取2.5 g石榴皮粗粉于磨口錐形瓶中，按料液比1:20加

40、入70 %乙醇，在80 下常規(guī)回流提取2 h。提取液趁熱過濾，并用70 %乙醇洗滌，收集濾液，回收溶劑至近干(瓶內剩黃褐色物質)。（1）溶劑濃度對浸提效果的影響黃酮易溶于甲醇、乙醇、丙醇等有機溶劑，通過查閱相關文獻和從安全角度考慮，該試驗以乙醇為取溶劑。準確稱取2.5 g樣品，分別用50 %、60 %、70 %、80 %、90 %乙醇濃度，按3.1進行操作，并70 下進行回流，料液比為1：20，回流提取時間為2 h，抽濾，定容，測定其吸光度A值，計算總黃酮得率。（2）溫度對浸提效果的影響準確稱取2.5 g樣品，分別在40 、50 、60 、70 、80 下，以70 %乙醇為提取溶劑，料液比為1

41、:20，回流提取時間2 h，抽濾，定容，測定其吸光度A值，計算總黃酮得率。（3）料液比對浸提效果的影響準確稱取2.5 g樣品，分別用1:10、1:15、1:20、1:25、1:30料液比，以70 %乙醇為提取溶劑，在80 下，回流提取2 h，抽濾，定容，測定其吸光度A值，計算總黃酮得率。（4）時間對浸提效果的影響準確稱取2.5 g樣品，分別用1 h、2 h、3 h、4 h、5 h浸提時間，以70 %乙醇為提取溶劑，80 下進行回流，料液比為1:20，抽濾，定容，測定其吸光度A值，計算總黃酮得率。4. 石榴皮總黃酮的含量檢測根據(jù)圖2中的回歸方程計算出提取液中總黃酮的濃度c，并按下式計算總黃酮得率

42、。黃酮類物質質量=c×5×10×100；總黃酮得率= （黃酮類物質質量 /樣品重）×100 %五、數(shù)據(jù)記錄與處理將溶劑濃度、提取溫度、料液比、提取溫度對提取效果的影響數(shù)據(jù)列出，并作圖分析。實驗五 高吸水性樹脂的制備研究高吸水性高分子（Superabsorbent polymers，簡稱SAP，也叫高吸水性樹脂，高吸水性聚合物），是一種含有羧基、羥基等強親水性基團并能夠吸收、保留相對于其本身質量要大得很多的液體的新型功能高分子材料。傳統(tǒng)的吸水性材料如棉花、紙張、海綿、泡沫塑料等吸水倍率均較低，一般只有自身重量的20倍，且稍加擠壓，極易失去水分，與之相比，高

43、吸水樹脂具有獨特的優(yōu)勢：不溶于水喝任何有機溶劑，但能吸收相當于其自身重量幾百倍乃至幾千倍的水；其吸收的水份不易用機械壓力壓出，具有優(yōu)異的保水性能；在吸收水分后能形成一定強度的凝膠，對生物組織無刺激作用；使用方法簡單，具有成本低、高效益的綠色環(huán)保性。由于高吸水樹脂具有以上的優(yōu)點，已被廣泛應用于生理衛(wèi)生用品、農(nóng)業(yè)園藝、沙漠防治與綠化、環(huán)境治理、建筑等領域，是今年來深受人們重視、發(fā)展較快的新型功能高分子材料。現(xiàn)在全世界高吸水樹脂的年生產(chǎn)能力已超過14萬噸。目前，美國和日本在高吸水樹脂的研究開發(fā)方面居領先地位。我國這方面的研究起步較晚。 高吸水性樹脂根據(jù)原料來源，高吸水樹脂可分為淀粉體系、纖維素體系和

44、合成樹脂體系。 高吸水性樹脂（SAP）又稱超強吸水劑， 1. 淀粉接枝丙烯腈共聚物（HSPAN）這種高吸水樹脂有美國農(nóng)業(yè)部提供。工業(yè)化后，商品名為“Super Slurper”。生產(chǎn)過程是將淀粉在90水中糊化，加入丙烯腈，以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，在20-30下，進行接枝共聚反應，產(chǎn)物在強堿作用下水解，使接枝的聚丙烯腈部分轉變?yōu)橄鄳木郾：途郾┧猁}，然后用甲醇作沉淀劑，分離、干燥得到成品，所形成的聚合物可吸收600-1000倍的水分，但長期保水性不好。2. 淀粉-丙烯酸鹽接枝共聚 生產(chǎn)過程與HSPAN相似，方法是使用淀粉和聚丙烯酸鈉的水溶液經(jīng)加熱混煉，由于混煉加熱，在高分子鍵上產(chǎn)生自由基，取代

45、了通常的引發(fā)劑的作用，從而形成接枝共聚物。通常教練機用環(huán)氧氯丙烷或氯化鈣。3. 羧甲基纖維素采用纖維素、淀粉等多糖類天人高分子為原料，經(jīng)羧甲基化后可制得高吸水樹脂。根據(jù)羧甲基化程度的不同，教練后得到不同吸水性能的產(chǎn)品。為了克服目前的高吸水樹脂對鹽水吸收能力低的特點，有人提出首先用環(huán)氧乙烷進行羧乙基醚化后再用甲醛交聯(lián)的方法。4. 聚丙烯酸體系 近年來石油化工事業(yè)蓬勃發(fā)展，丙烯酸系列產(chǎn)品迅速增多，為高吸水樹脂提供了大量的原料資源。采用甲基丙烯酸甲酯與醋酸乙烯聚合，在強堿存在下，加壓水解，干燥后可達到高吸水樹脂。將丙烯酸鈉和少量二烯烴單體，有引發(fā)劑進行共聚，得到低交聯(lián)度的聚丙烯酸鈉。或者先讓丙烯酸鈉

46、聚合成均聚物，后添交聯(lián)劑進行交聯(lián)。這種方法得到的高吸水性聚合物在聚合時交聯(lián)劑的數(shù)量影響較大，含量過少，吸水能力不高，難以聚合；含量過多，引起體系粘度過高，形成在水中極難溶脹的高交聯(lián)度聚合物。一、實驗目的1. 了解高吸水樹脂的基本功能及用途2. 了解合成聚合物類高吸水性樹脂制備的基本方法及性能的表征方法3. 訓練學生獨立查閱有關資料，制定實驗方案的能力二、實驗原理高吸水性樹脂主要的聚合方法要有：本體聚合法、溶液聚合法和反相懸浮聚合法等。本體聚合法由于反應熱難以排除，加上聚合物出料難，用于實驗室合成偏多。反相懸浮法以溶劑(油相)為分散介質，水溶性單體在懸浮劑和強烈攪拌作用下，分散成懸浮水相液滴，引

47、發(fā)劑溶解在水相液滴中而進行的聚合反應。溶液聚合法反應單體和引發(fā)劑等在適當?shù)娜軇┲羞M行聚合，聚合工藝簡單，單體轉化率高，吸水能力和保水能力強，最主要是制備工藝具有物耗低、能耗低、污染小的特點，是一種符合環(huán)保節(jié)能的制備方法，特別適合于工業(yè)化生產(chǎn)。本實驗主要采用溶液聚合法來合成丙烯酸系高吸水性樹脂。水溶液聚合法操作簡單、環(huán)境友好，是通過單體的烯烴雙鍵的游離加成反應完成的。生產(chǎn)工藝由聚合和聚合后處理2部分組成。在聚合工序，高純丙烯酸先由氫氧化鈉部分中和，再將一定中和度的丙烯酸鈉鹽水溶液配制成物料進入聚合釜聚合。在后處理工序，膠體聚合物被粉碎后輸送到干燥機干燥，產(chǎn)品經(jīng)篩分后包裝。該工藝技術的優(yōu)點是流程較

48、短，操作比較容易控制水溶液聚合法可以采用聚合后的溶膠干燥、粉碎、篩分的連續(xù)工藝技術，效率高，適合規(guī)模化生，污染物排放量很低，解決了一些放大效應，產(chǎn)品色澤潔白，吸水倍數(shù)和其他指標容易按要求控制，設備要求相對簡單，是適合規(guī)模生產(chǎn)的工藝。目前世界上80%一90%高吸水性樹脂生產(chǎn)工藝為水溶液法。三、實驗試劑與藥品丙烯酸，N，N -亞甲基雙丙烯酰胺(NMBA)；丙烯酰胺；過硫酸銨；氫氧化鈉四、實驗過程1. 中和稱取一定量的丙烯酸，加入一定量的蒸餾水。配一定濃度的 NaOH 溶液，緩慢加入到丙烯酸溶液中，并不斷攪拌。 2. 加交聯(lián)劑和引發(fā)劑按照配方在中和好的丙烯酸溶液中加入定量的單體丙烯酰胺，交聯(lián)劑N，N

49、 -亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌到完全溶解。3. 反應在4頸燒瓶中先通5分鐘氮氣排出燒瓶中的氧氣，防止瓶中氧氣影響聚合反應。加入反應物，在40-90下反應數(shù)小時。 4. 后期處理反應結束得到無色透明凝膠，將所得凝膠在7080烘箱中烘干后用剪刀把烘干后的凝膠剪碎，然后繼續(xù)在烘箱中烘數(shù)小時，完全烘干后用研缽把凝膠磨碎即得高吸水性樹脂。五、吸水性能測試稱取一定質量的樹脂加入水中，待樹脂充分溶脹一定時間后，采用網(wǎng)袋過濾，瀝干水分，按公式計算吸水率Q=(M2-M1)/M1式中Q樹脂的吸水率，g/g；六、實驗要求通過實驗方案的設計，進行正交試驗，在對所得樣品性能測試的基礎上，尋找制備性能最優(yōu)的實驗條件。實驗六 單分散PS微球的制備單分散聚合物微球（Mono