高材物化实验复习资料 1
答：乳液聚合的场所在胶束和乳胶粒；聚合机理是能同时提高聚合速率和分子量；生产特征是散热容易，可连续生产，聚合产物制成固体树脂时，需经凝聚、洗涤、干燥等工序。 2、讨论实验体系中各成份的作用？ 答：单体（醋酸乙烯酯）：反应物。
引发剂（过硫酸铵）：引发剂受热分解生成自由基，然后引发聚合。 乳化剂（聚乙烯醇）：使单体在乳状液中稳定；使单体在胶束中增溶；使聚合生成的聚合物胶乳粒子稳定；增加聚合物的溶解性；对引发聚合反应起催化作用等。（《合成工艺学》P72）
增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯 缓冲剂（碳酸氢钠）：中和乳液的PH值，以保持乳液的稳定性。
3、 讨论乳化剂对乳液聚合动力学的影响？ 4、本实验中为何要分批添加单体和引发剂？
答：（书P76）半连续操作目的在于控制反应速度，所以后加物料主要是单体。为了使乳化剂与单体量匹配，所以一部分乳化剂溶液与单体同时后加入。 （书P77）后加单体的方式使在反应器物料体系中缺乏单体，因而①容易产生向聚合物进行链转移的反应，导致产生支链；②使聚合速度加快；③还可控制聚合物组成和所得胶粒颗粒形态。
十、多糖的选择性氧化
2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基(TEMPO)-NaOCl-NaBr对多糖类高分子的选择性氧化已成研究热点。研究表明该氧化体系对多糖发生高选择性氧化，但氧化度与其结晶结构相关，并且在氧化过程中会发生降聚作用。
根据有关试验，TEMPO和NaBr 在反应中仅起催化作用，因此推测是TEMPO、NaBr 以及NaOCl共同反应生成真正起氧化作用的亚硝鎓离子TEMPO，从而将C6位伯羟基氧化成羰基，而后羰基氧化成羧基（如上图）。 与酶和金属催化氧化相比，TEMPO氧化体系具有如下优点：⑴对高分子多聚糖氧化具有高效性；⑵反应迅速且具有高选择性；⑶避免了纤维过度降解。
实验根据加碱量来控制反应程度。
乙醇的作用：①先参与反应，再利用不良溶剂性使产物沉淀，析出羧酸钠盐。②根据强酸制弱酸原理，消耗次氯酸钠至反应终止。
思考题 1. TEMPO体系的组成及其选择性氧化机理？
2. TEMPO氧化纤维素反应的影响因素主要有哪些？ 答：温度，pH值，反应物浓度等。
3. NaOH溶液消耗量随氧化时间变化趋势与多糖原料聚集态结构的关系？
参考答案：部为晶态，外部为无定形区。晶区的分子链排列很规整。当外部反应完后，部一层层反应，后来匀速变化。
4.从氧化体系中分离出氧化产物有哪几种方法？其相应的化学结构是什么？
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十一、苯乙烯的悬浮聚合
名称 单体 油溶性引发剂
分散剂 分散介质
试剂 苯乙烯 BPO 聚乙烯醇
水
规格 除去阻聚剂
AR 1.5%水溶液 去离子水
思考题： 1、为什么聚乙烯醇能够起稳定作用，聚乙烯醇的性质和用量对颗粒度的影响如何？
答：聚乙烯醇的作用机理是高分子物吸附在液滴表面，形成一层保护膜，使液滴接触时不会粘结。同时，加了水溶性高分子物质后，介质粘度增加，也有碍于液滴的粘连。
2、根据实验体会，结合聚合反应机理，你认为在悬浮聚合的操作中，应特别注意哪些问题，原因何在？ 答：①聚合反应时要注意合适的搅拌强度和转速，使反应充分进行，又不至粘结成团。②保证水浴加热，使反应温度达到85~90℃，此时聚合热逐渐放出,油滴开始变粘易发生粘连，需密切注意温度和转速的变化。③选择合适的水与单体比，并加入合适的分散剂。因为悬浮聚合中聚合物种类和颗粒大小、形状等都有差异。
3、结合悬浮聚合的理论，说明配方中各组分的作用。
答：悬浮聚合体系一般有单体、引发剂、水、分散剂四个基本组分组成。（参考乳液聚合的各组分作用。）
悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。在搅拌剪切作用下，溶有引发剂BPO的单体苯乙烯分散成小液滴，悬浮于水中引发聚合。不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。
4、分散剂的作用原理是什么？其用量大小对产物粒子有何影响？
答：悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。悬浮聚合中形成微珠，当微珠聚集到一定程度，珠子粒度迅速增大，珠与珠之间很容易碰撞粘结，不易成珠子，甚至粘成一团，为此加入适量分散剂。
本实验中用聚乙烯醇（PVA）作分散剂，其带有一定粘性。若用量过多，则产生的粒子很容易粘结，不利于获得珠状颗粒。若用量过少，被分散成小液滴，单体不稳定，随着反应的进行，分散的液滴也可能凝结成块。所以悬浮聚合要选择最合适的分散剂种类和用量。
5、悬浮聚合对单体有何要求？聚合前单体应如何处理？
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答：此类聚合要求单体能起聚合反应，且单体体积较大，形成小的悬浮颗粒。实验前要选择好单体，单体或单体聚合物应为液体，要保证纯度≥99.98%。
6、如何确定分散剂的用量，改变用量会产生什么影响？如不用聚乙烯醇可用什么别的物质代替？
答：由于分散剂的作用机理不同，在选择分散剂的各类和确定分散剂用量时，要随聚合物种类和颗粒要求而定，如颗粒大小、形状、树脂的透明性和成膜性能等。
除聚乙烯醇外，水溶性分散剂还有羧甲基纤维素、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸的盐类等。
7、欲保证此实验成功，你认为应当把握哪些要点？
答：与问题2相似。
8、为什么开始时要快速升温到85℃？
十二、色那蒙补偿法测定纤维双折射
1、纤维双折射率测定的方法很多，应用最普遍的是浸没法和光程差法。本实验采用的色那蒙补偿法属于后者，其实验方法比浸没法简单，但只适用于整个截面取向均匀的圆形纤维。
2、实验原理（理解）：在正单轴晶体中(纤维一般为正单轴晶体)，o光的折射率n0小于e光的折射率ne。而光线的传播速度与折射率成反比，因此振动面平行于纤维轴的光线(e光)的速度比较慢，称为慢光，设此慢光在此纤维中的速度为v1，振动面垂直于纤维轴的光线(o光)速度较快，称为快光，设此快光在纤维中的速度为v?。设t1、t?分别为两平面偏振光在纤维过路程为D所需时间，则：t1?所以t??t1。
设光程差为R，则：R?v?t1?t???v??DD、t??。因为v??v1，v1v??DD??vv?????D?? ????v1v???v1v??vv、n?? v1v?由折射定律可得平行与垂直偏光的折射率为： n1?所以R?D(n1?n?)?Dg?n
上式表明，光程差R等子偏振光在纤维过的距离D和纤维双折射率的乘积。因偏振光在纤维过的距离D等于纤维平均直径d所以双折射率Δn可以表示为 ?n?R d由此可知，具有各向异性的纤维材料其双折射率直接与快、慢光之间的光程差有关。通常把色那蒙补偿法归属于光程差法，其原因也在于此。
3、1/4玻片(下称???玻片)的作用：由于合振动方程在一般位相差情况下为斜椭圆，无法用旋转检偏镜的方法在视野中找刭完全消光的位置，因此就需要使用补偿的方法，将椭圆偏振光变为平面偏振光。
从讲义中的等效原理分析得知只有使?/4玻片的光轴方向与起偏镜光轴方向平行，并使纤维试样与起偏光轴成45o时，经?/4玻片补偿后的合成偏光才成为平面偏振光。
4、公式：（1）、卷绕丝的双折射率?n用下式计算： ?n??g?180gd?
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???n?g????180??（2）、牵伸丝的双折射率?n的计算公式如下: ?n?
d式中?为钠光波长，589×10-6；d为纤维直径(mm)；?为补偿角(度)；n为干涉条纹数。
思考题 1、为什么实验中一定要使用纤维轴方向与起偏镜方向夹角力45o？
答：实验中，使纤维轴方向与起偏镜光轴方向夹角为45°，即偏振光振动方向与纤维轴向夹角为45°，则通过纤维分解后的两束偏振光的振幅相等。
2、卷绕丝与牵伸丝双折射率值不同是什么原因造成的？测量及计算方法是否相同？
答：牵伸后，纤维中的分子沿外力方向排列，所以牵伸丝的取向度大，卷绕丝的取向度小，导致双折射率值不同。
以上思考题答案仅供参考，如有错误，欢迎指正。
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