微型高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)

1、微型高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)李青山 李青松燕山大學(xué)材料綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心微型高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作和技術(shù)2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)3準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)、總結(jié) l文獻(xiàn)l物質(zhì)：?jiǎn)误w、引發(fā)劑、助劑l標(biāo)準(zhǔn) 折射率、熔點(diǎn)l聚合過(guò)程跟蹤！色譜、紅外、紫外、核磁l后處理l測(cè)試：標(biāo)樣、制樣l表征：特性黏度、密度、結(jié)構(gòu)、形態(tài)l總結(jié)、交流！2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)4 國(guó)外微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)52006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)62006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)72006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)82006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)9國(guó)產(chǎn)微型成套玻璃儀器2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)102006-11-9微型化學(xué)

2、實(shí)驗(yàn)112006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)122006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)132006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)142006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)15 微型高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作和技術(shù)1 無(wú)氧和無(wú)濕氣下的操作 在多數(shù)情況下，氧對(duì)分子聚合反應(yīng)過(guò)程有影響。如對(duì)自由基聚合的引發(fā)和終止反應(yīng)，對(duì)離子聚合引發(fā)劑的活化和去活化，對(duì)已經(jīng)生成的高分子的降解（特別是在縮聚反應(yīng)中）等均有影響。所以最好在惰性氣氛下制備聚合物。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)161.1 液體的干燥 液體則可用適當(dāng)?shù)母稍飫ǚ序v回流）或共沸，萃取蒸餾進(jìn)行脫水。注意，只有化學(xué)惰性的干燥劑才可用來(lái)干燥液體，尤其在干燥未知物質(zhì)的溶液時(shí)更要注意這點(diǎn)。

3、否則可能發(fā)生不應(yīng)有的副反應(yīng)，例如室溫下向苯乙烯中加濃硫酸會(huì)發(fā)生爆炸性聚合反應(yīng)。 單體和液體有機(jī)物（溶劑、稀釋劑等）的干燥通常將干燥劑直接與之接觸，所用的干燥劑必須不與該物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)且不溶于該液體。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)17各類液態(tài)有機(jī)物的常用干燥劑2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)18l(1)干燥劑干燥 根據(jù)待干燥液的性質(zhì)，選用一定量的合適的干燥劑，加人盛有待干燥液體的錐形瓶中，密塞，振蕩片刻，靜置，視瓶壁上無(wú)粘附的干燥劑顆粒且溶液清亮無(wú)氣泡后，將干燥劑與溶液分離。l(2)用干燥柱干燥 由于微型化學(xué)中有時(shí)需干燥物質(zhì)的量很少，僅幾十微升至1mL左右，如直接用干燥劑干燥，干燥劑的吸附將占去很

4、大比例，可采用干燥柱干燥。這樣干燥效果好、損失少，又能集干燥和柱色譜分離為一體。這種方法特別適用于溶液的干燥。l(3)共沸干燥法 利用某些有機(jī)化合物（如苯和甲苯）與水共沸時(shí)能形成共沸混合物的特點(diǎn)，加熱蒸餾，在蒸出苯或甲苯的同時(shí)除去反應(yīng)體系中的水分。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)192006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)201.2 固體的干燥l(1)晾干將固體在小濾紙上薄薄地?cái)傞_(kāi)，用另一張濾紙覆蓋其上，使之在空氣中慢慢晾干。l(2)烘干對(duì)于熱穩(wěn)定的固體化合物，可將其均勻攤開(kāi)在表面皿上或蒸發(fā)皿中，置于水浴或砂浴上烘干。也可放在烘箱中或用紅外燈烘干。在烘干過(guò)程中要防止過(guò)熱，始終保持加熱溫度不超過(guò)有機(jī)化合物

5、的熔點(diǎn)。l(3)真空干燥對(duì)于高溫易分解的有機(jī)化合物，可采用真空恒溫干燥烘箱或干燥倉(cāng)，在其中放置適當(dāng)?shù)母稍飫?，再放人裝有待干燥物的容器，密閉，恒溫下抽真空，并保持一定的真空度。對(duì)于易升華的化合物，可在一般干燥器中，選用合適的干燥劑進(jìn)行干燥 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)211.3 氣體的凈化與干燥 實(shí)驗(yàn)室中制得的氣體以及來(lái)自鋼瓶的壓縮氣體，常含有若干雜質(zhì)。把它們通過(guò)適宜的液體或固體試劑層以便凈化和干燥。為此應(yīng)用洗滌瓶或洗滌塔。瓶的導(dǎo)入管與一氣體的來(lái)源連接并浸在洗液中；導(dǎo)出管與需要接受氣體的儀器連接。 如沒(méi)有現(xiàn)成的洗滌瓶，則可以利用各種容器（罐、瓶、三角瓶和平底燒瓶等等）和一個(gè)塞子，按洗氣瓶的結(jié)構(gòu)

6、組合成洗氣裝置。帶有玻璃多孔板片的洗瓶，氣體洗滌好，宜采用孔密的板片。在壓力不大時(shí)，它可以使氣體很好的分散在液體中，增大了兩相的接觸面積。應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)及雜質(zhì)種類來(lái)選擇吸收劑。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)222006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)231.4 有毒氣體的吸收 在反應(yīng)中放出的有害健康的氣體，可用放在圖示的一種儀器中的某種吸收劑來(lái)吸收。常用水、稀的或濃的氫氧化鈉或酸溶液為吸收液體（應(yīng)當(dāng)注意避免反應(yīng)器內(nèi)因壓力變化而引起吸收液體倒流到反應(yīng)瓶中，從而造成損失或嚴(yán)重事故）。預(yù)防措施是在反應(yīng)瓶和吸收裝置之間加一安全瓶。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)24 2 儀器的洗滌、物質(zhì)的量取與加熱 2.1

7、 玻璃儀器的洗滌、清潔與干燥 玻璃儀器和化學(xué)器皿用后應(yīng)立即清洗，將潔凈的玻璃器皿與儀器放在干燥器中備用，一些稱量器具更要注意清潔。 2.2 物質(zhì)的稱量與量取 (1)固體的稱量 精確稱取100mg以上固體時(shí)，可用相應(yīng)的電子天平。精確稱取100mg以下的固體物質(zhì)時(shí)，需采用感量為0.1 mg的分析天平或電子天平。 (2)液體的量取 精確量取100L及以上的液體量時(shí)，用1 5mL的吸量管，在吸量管上連接注射器便于控制所需液量。精確量取100L以下的液體量時(shí)，要采用微量的注射器來(lái)量取。 (3)氣體的計(jì)量 對(duì)氣體原料計(jì)量可采用確定分壓與容積進(jìn)行計(jì)算，也可以采用吸到密閉器中計(jì)算質(zhì)量而計(jì)量。 2006-11-

8、9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)252.3 加熱反應(yīng) (1)直接加熱 高分子化學(xué)反應(yīng)時(shí)間一般較長(zhǎng)，體系粘度較大，很少采用直接加熱 。 (2)間接加熱 為了保證高分子反應(yīng)加熱均勻，經(jīng)常選用熱浴來(lái)進(jìn)行間接加熱。100 以下多采用水浴加熱，100-125加熱可采用油浴，當(dāng)反應(yīng)需加熱300以上時(shí)可采用砂浴、鹽浴。對(duì)于一些聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析實(shí)驗(yàn)或?qū)囟纫缶群芨咔闆r下可用蒸汽浴、電熱板、電熱套、電吹風(fēng)、微波加熱。2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)26 2.4 冷卻 最簡(jiǎn)單的冷卻劑是水。自來(lái)水的溫度隨季節(jié)的不同而波動(dòng)在415。 冰可冷卻到0，而0以下則需要用冷凍混合物。用固體二氧化碳（干冰）可以冷卻到-60以下。干冰和有機(jī)溶

9、劑混合時(shí)，可得到更低的溫度；與乙醇達(dá)到-72，與乙醚達(dá)到-77，與氯仿和丙酮的混合物達(dá)到-77 。液態(tài)空氣浴可以達(dá)到最低的溫度（到-180）。液態(tài)空氣、固體二氧化碳和它的溶液可以在杜瓦（Dewar)瓶中保存若干時(shí)間。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)273 原料純化與產(chǎn)物精制 高分子化學(xué)反應(yīng)需要原料物質(zhì)有精確的摩爾比，因此，單體純化、引發(fā)劑精制十分重要。本節(jié)從物質(zhì)純化的一般操作入手，介紹各種純化，特別是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需原料純度及純化技術(shù)、純物質(zhì)的檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)。從反應(yīng)物質(zhì)分類，可分為單體純化、引發(fā)劑純化、輔助物質(zhì)純化。從物質(zhì)狀態(tài)可分為固體物質(zhì)純化，主要有重結(jié)晶、升華、重沉淀；液態(tài)物質(zhì)純化蒸餾、精

10、餾；氣態(tài)物質(zhì)純化主要是吸收、萃取等。2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)283.1 蒸餾 蒸餾是分離和提純有機(jī)化合物的常用手段。根據(jù)有機(jī)化合物性質(zhì)不同，在具體運(yùn)用上分為常壓蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾和減壓蒸餾。 (1)常壓蒸餾2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)29 (2)分餾2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)30(3)水蒸氣蒸餾2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)31(4)減壓蒸餾 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)32(5)回流、分水 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)333.2 過(guò)濾 (1)抽濾 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)34 (2)過(guò)濾滴管過(guò)濾 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)35(3)離心過(guò)濾 (4)熱過(guò)濾 (5)

11、常壓常溫自然過(guò)濾 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)362006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)37(6)低溫過(guò)濾與加熱保溫過(guò)濾 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)383.3 萃取 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)392006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)402006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)412006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)42 3.4 重結(jié)晶、重沉淀 高分子化學(xué)合成目的在于得到純物質(zhì)，但反應(yīng)產(chǎn)物常被多余的原料和副反應(yīng)產(chǎn)物所玷污，在此應(yīng)加以純化。根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的理化性質(zhì)選擇方法。液體借蒸餾的方法純化，固體物質(zhì)則用結(jié)晶、重結(jié)晶，升華或沉淀、重沉淀方法來(lái)純化。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)43 3.5 升華 具有較高蒸氣壓的固體有機(jī)物受熱后往往不經(jīng)過(guò)熔融狀態(tài)而直接變成蒸氣，蒸氣遇冷后又直接變成固體。 2006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)442006-11-9微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)452006-11-9微