钙指示剂，以0.02mol?LEDTA标准溶液滴定，溶液由紫红色变为蓝色为终点。
?1?(果胶酸)?（V?c?40.08?92）?8?m?100%
式中， V——EDTA的体积，L； c——EDTA的浓度，mol?L； 40.08——钙的摩尔质量，g/mol；
92/8——根据果胶酸钙中质量分数为8%推算出的果胶酸含量系数； m——样品质量，g。 五、注意事项
①实验中需使用去离子水，以利于果胶的萃取。 ②实验中应严格控制酸提取时的pH值在1.5～2.5之间。 ③浓缩处理时，温度不宜超过40℃。 六、思考题
①为什么果胶的提取温度不宜过高（不超过100℃）？ ②酸液的pH值是否会对果胶产量和质量产生影响，为什么？
实验十一 丙烯酰胺溶液聚合
?1一、目的要求
1. 认识并了解溶液聚合及其反应原理； 2. 掌握丙烯酰胺溶液聚合的方法。 二、基本原理
溶液聚合是将单体，引发剂溶于溶剂，然后进行聚合的方法。根据所生成的高分子物质溶解情况，可以分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合（也叫沉淀聚合）。自由基聚合、离子型聚合和缩聚反应聚合采用溶液聚合的方法。
溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。但是由于溶剂的引入，大分子自由基易向溶剂发生链转移反应，造成转化率降低，聚合度不高，使产物分子量降低，这是溶液聚合的主要缺点。因此，在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。各种溶剂的链转移常数变动很大，水为零，苯较小，卤代烃较大。一般根据聚
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合物分子量的要求选择合适的溶剂。另外还要注意溶剂对聚合物的溶解性能，选用良溶剂时，反应为均相聚合，可以消除凝胶效应，遵循正常的自由基动力学规律。选用沉淀剂时，则成为沉淀聚合，凝胶效应显著。产生凝胶效应时，反应自动加速，分子量增大，劣溶剂的影响介于其间，影响程度随溶剂的优劣程度和浓度而定。
本实验以丙烯酰胺为单体，水为溶剂，（NH4）2S2O8为引发剂，水为溶剂有许多优点：（1）价廉，（2）无毒，（3）链转移常数小，（4）对单体及聚合物溶解性能好，为一均相反应。
反应式： 链引发：
?2NH4??2SO? ?NH4?2S2O8??4_.SO4OHNH2O3SO CH2C.+H2CCHCOCNH2
链增长：
HO3SO CH2C.O+nH2CHCH2CCHCNH2OCNH2O3SO CH2nOCNH2CH.OCNH2
链终止：
2O3SO CH2.CH2CnOCNH2OCNH2CHCHCONH2CHn2CHCHCH2CHCH2CONH2nOSO3O3SO CH2COCONH2NH2
在均相反应结束后，可通过加入适当的沉淀剂使聚合物与溶剂分离，再用过滤等方法，得到固体聚合物。
聚丙烯酰胺是一种优良的絮凝剂，水溶性好，广泛应用于石油开采，选矿、化学工业及污水处理等方面。 三、仪器与药品
仪器：三口瓶250ml、球形冷凝管、温度计100℃、烧杯100ml、量筒100ml、搅拌装
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置、控温装置。
药品：丙稀酰胺（分析纯）10g、蒸馏水100ml、（NH4）2S2O8 （分析纯）0.06g。 四、实验步骤
1．如图组装好各种实验仪器。
2．用天平称取丙烯酰胺10g，量筒量取蒸馏水80ml，并将称量好的丙烯酰胺和蒸馏水依次加入到三口瓶中。
3．将水浴温度设定至30℃，并开始搅拌。
4．用天平称取（NH4）2S2O8 0.06g，量筒量取蒸馏水20ml，并将称量好的（NH4）2S2O8溶解在烧杯中，不断搅拌，使之完全溶解。 5．将溶解好的（NH4）2S2O8溶液加入到三口瓶中。 6．将水浴温度设定至90℃，慢速搅拌2～3个小时。 7．每隔一定时间观察反应现象，并加以记录。 8．反应结束，清理实验台。 五、思考题
1、 溶液聚合有何突出优缺点？为什么？应用情况怎样？ 2、 影响溶液聚合的因素是什么？具体影响如何？ 3、 用溶液聚合为什么所得聚合物分子量低？
（二）高分子物理实验
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实验一 光学显微镜法观察聚合物的结晶形态 实验二 黏度法测定聚合物的黏均分子量
实验三 聚合物的热谱分析―差示扫描量热法（DSC） 实验四 聚合物材料的维卡软化点的测定 实验五 塑料熔体流动速率的测定 实验六 聚合物硬度的测定
实验七 聚合物材料冲击强度的测定 实验八 溶胀法测定天然橡胶的交联度
实验一 光学显微镜法观察聚合物的结晶形态
光学显微镜是指通过自然光或人工光源获得被观察物体图像的显微镜。根据其构造不同，又分为生物显微镜，偏光显微镜和金相显微镜等。用于聚合物聚态结构研究具有制样简便、操作容易的优点。可适合观察球晶大小范围的结构图像。本实验采用正交偏光显微镜来观察聚合物的结晶形态。
一 实验目的
1 了解光学显微镜在聚合物聚集态结构研究中的作用。 2 学习一般的实验方法，包括单晶和球晶的培养，测定球晶直径大小及球晶光性正负，
并对聚合物的各种结晶形态进行观察。 二 基本原理
固体聚合物的聚集态有非晶体（无定形）及晶体，并且它们均可处于取向态及非取向态。聚集态不同，其光学性质也有差异。一条天然光线有两种各向同性的介质的分界面上折射时，折射光线只有一条，但光线折入各向异性的介质中即分裂成两条光线（寻常光线o和非常光线e）沿不同的方向折射，称为双折射。聚合物晶体像其他晶体一样，也是对光各向差异性的。对光各向差异性的介质最常见的是呈现光的双折射和光的干涉现象，所以可以利用具有偏振片的光学显微镜对其进行观察和研究。
当结晶条件不同时，结晶聚合物可以生成单晶或多晶体。从极稀的聚合物溶液，控制适当的条件，如缓慢降温或蒸发溶剂，可以培养出单晶体，从浓溶液或熔体冷却结晶，一般生成多晶聚集体，其形状有像树枝状的叫树枝晶，有些形成晶粒或晶块，发展成球状的叫做球晶，由于球晶中沿半径排列的微晶的排列方式不同，图像又各种各样，条件控制得当，这些球晶可以长到数微米或更大，用光学显微镜可以看得见。
在一般的光学显微镜（如生物显微镜）下观察，可以看到聚合物薄片的外观、材料的均匀性、所含粒子（如填料或杂质等）的大小及分布、裂纹等。用金相显微镜则可以观察到不透明材料表面的上述现象。
用偏光显微镜在正交偏光镜下进行观察，则可以因聚合物的聚集态不同而呈现一 些特殊的图像。对这些图像进行分析，可以对它们的内部结构作一些推测和判断，因而可作聚集态结构的研究。例如不同的样品，在正交偏光显微镜可观察到如下的图像。
①非晶体（无定形）的聚合物薄片，因为是光均匀体，没有双折射现象，光线被两正交的偏振片所阻拦，因此视场是暗的，如PMMA、无规PS。
②聚合物单晶体根据对于偏光镜的相对位置，可呈现出不同程度的明暗图形，其边界和棱角明晰，当把工作台旋转一周时，会出现四明四暗。
③球晶呈现出特有的黑十字消光图像，黑十字的两臂分别平行起偏镜和检偏镜的振动方向。转动工作台，这种消光图像不改变，其原因在于球晶是由沿半径排列的微晶所组成，这些微晶均是光的不均匀体，具有双折射现象，对融洽整个球晶来说，是中心对
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称的。因此除偏振片的振动方向外，其余部分就出现了因折射而产生的光亮。
球晶中，由于沿半径排列的微晶的排列方式不同，球晶图像又可粗分为两种：一种是聚丙烯、尼龙6等可见到从中心向外发射的条纹，称为放射状球晶；另一种是低压聚乙烯、聚癸二酸乙二醇酯等则可见到绕中心相似于同心圆状的条纹，称为螺旋状球晶。这是由于晶片沿球晶半径作螺旋状排列而出现周期性消光的结果。
④由微晶组成的晶状或晶块，看不见黑十字图像，一般没有规整的边界和棱角。当把工作台旋转一周时，虽然其内部各点有可能发生明暗的变化，但整块来看，不会出现四明四暗的情况。
⑤当聚合物中发生分子链的取向时，会出现光的干涉现象。在正交偏光镜下，多色光会出现彩色的条纹。从条纹的颜色、多少，条纹间距及条纹的清晰度等，可以计算出取向程度或材料应力的大小，这是一般光学应力仪的原理，而在偏光显微镜中，可以观察得更为细致。
⑥在有杂质、气泡、填料、玻璃纤维等的聚合物，其界面上往往会出现诱导结晶或存在内应力等现象，在偏光片正交的情况下均能观察到。
因此，对聚合物聚集态结构的研究来说，多采用具有偏振片的光学显微镜。
三 实验仪器 1 仪器
偏光显微镜一台、熔融恒温装置一套、专用砝码若干个、镊子、载玻片、盖玻片若干块 2 光学仪器简介
生物显微镜、偏光显微镜及金相显微镜，从光学原理及结构来说，基本是相同的，其不同点则表现在以下几方面。
生物显微镜及偏光显微镜均为直接观察通过透明试样薄片的光，而金相显微镜则是观察从试样表面反射的光。因示前两者要求试样透明，不能太厚；而后者对试样只要求观察面平整，试样透明与否无关紧要，但在相同光源情况下，其光强往往较前都弱，摄影时曝光时间需较长。
偏光显微镜比生物显微镜多一对偏振片（起偏镜及检偏镜），因而能观察具有双折射的各种现象。有些金相显微镜也备有一对偏振片，因而具有偏光显微镜的效能。
偏光显微镜的目镜和物镜使物像得到放大，其总放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。起偏镜（下偏光）和检偏镜（上偏光）是由尼科耳棱镜或偏振片制成，尼科耳棱镜是根据全反射原理用方解石晶体按一定的工艺磨光制成的。偏振片是应用某些具有二色性的物质制成，如电气石晶体。目前生产的偏光显微镜大多用人造偏振片，一般用赛璐珞或聚乙烯醇等透明物质制成薄片，在薄片的表面上涂上一薄层二色性很强的物质微粒晶体，如硫化碘－金鸡钠霜等。人造偏振片容易得到，且价钱比天然的便宜得多，所以应用广泛。它们的作用是使普通光变成偏振光。目前市场的偏光显微镜，其检偏镜多数是固定的，不可旋转，有些可旋转0~1800。起偏镜都可旋转0~1800，以控制两个偏振光互相垂直（正交）。旋转工作台是可以水平旋转360度的圆形平台，旁边附有标尺，可以直接读出转动的角度。工作台中央的圆孔是光线的通道。工作台可放置显微加热台，借此研究在加热或冷却过程中聚合物结构的变化。微调手轮及粗调手轮用来调焦距，使用时先旋转微调手轮，使微动处于中间位置，再转动粗调手轮将镜筒下降使物镜靠近试样玻片，然后在观察试样的同时慢慢上升镜筒，直至看清物体的像，再左右旋转微调手轮使物体的像最清晰，切勿在观察时用粗调手轮调节下降，否则物镜有可能碰到玻片硬物而损坏镜头，特别是高倍时，被观察面（样品面）距离物镜只有0.2~0.5mm，一不小心就会损坏镜头。用低倍物镜时，拉索透镜应移出光路，只有在用高倍物镜及观察锥光图像时才把索透镜加入光路。勃氏镜在一般情况不用，只有在高倍物镜下观看锥光图像时才将勃氏镜加进光路。
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高分子科学实验
