高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)(張道洪)

本書主要分為五章，第一章是高分子化學(xué)中最基本、最常見的實(shí)驗(yàn)，主要包括縮聚、自由基聚合、離子聚合等經(jīng)典高分子聚合反應(yīng)；第二章介紹了一些反映高分子化學(xué)發(fā)展前沿的新實(shí)驗(yàn)，如原子轉(zhuǎn)移自由基聚合、固相有機(jī)合成等；第三章為高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)，主要研究高分子材料的力學(xué)性能、熱性能、流變性能、燃燒性能等；第四章高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)，主要介紹了塑料、橡膠的基本成型工藝；第五章高分子性能測(cè)試模塊化實(shí)驗(yàn)，是為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾髟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Χ帉?，主要涉及高分子物理、高分子成型加工和改性、高分子材料性能測(cè)試等各方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
本書可用于高分子材料與工程、材料化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料科學(xué)與工程、復(fù)合材料等專業(yè)的教學(xué)，也可供從事高分子材料研發(fā)的工程技術(shù)人員參考使用。

張道洪，男，博士/教授，博士研究生導(dǎo)師，英國(guó)皇*家化學(xué)會(huì)會(huì)士，湖北省自然科學(xué)創(chuàng)新群體帶頭人，國(guó)家民委創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，享受湖北省政府特殊津貼，催化轉(zhuǎn)化與能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任、超支化聚合物合成與應(yīng)用技術(shù)湖北省工程研究中心主任、化學(xué)學(xué)科帶頭人。主持科研項(xiàng)目40余項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)是高等教育理工科教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐技能，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力、培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)快速發(fā)展需要的復(fù)合型人才。為了秉承“雙一流”“新工科”教育內(nèi)涵，適應(yīng)國(guó)家對(duì)化學(xué)、材料類學(xué)科創(chuàng)新性卓越人才的培養(yǎng)需求，編寫團(tuán)隊(duì)在《高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)院校的教材和講稿，并結(jié)合多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫本書。
本書按高分子科學(xué)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律與學(xué)科特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)分為高分子化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、高分子化學(xué)前沿性實(shí)驗(yàn)、高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)、高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)、高分子性能測(cè)試模塊化實(shí)驗(yàn)等五大部分。本書共含有62個(gè)實(shí)驗(yàn)及3個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，其中實(shí)驗(yàn)1～19為高分子化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)20～24為高分子化學(xué)前沿性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)25～54為高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)55～62為高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn)，高分子性能測(cè)試模塊化實(shí)驗(yàn)包含3大模塊，所選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既包含了經(jīng)典的高分子化學(xué)和物理的理論和實(shí)驗(yàn)方法，又結(jié)合了高分子科學(xué)研究的前沿方向，以及團(tuán)隊(duì)的科研成果轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了綜合性、前沿性和創(chuàng)新性。高分子性能測(cè)試模塊化實(shí)驗(yàn)將高分子成型加工實(shí)驗(yàn)和高分子材料的性能測(cè)試有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，形成系統(tǒng)化、模塊化的實(shí)驗(yàn)體系，使學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中掌握高分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合操作技能，有助于學(xué)生融會(huì)貫通和理解高分子科學(xué)發(fā)展的規(guī)律，同時(shí)也希望借此激發(fā)學(xué)生對(duì)高分子科學(xué)研究的興趣。
該書由中南民族大學(xué)高分子材料與工程系、材料化學(xué)系的老師共同編寫，由張道洪教授統(tǒng)稿、校核。
本書在編寫過(guò)程中得到了湖北省普通本科高?！扒G楚卓越人才”協(xié)同育人計(jì)劃項(xiàng)目、高分子材料與工程省級(jí)一流本科專業(yè)建設(shè)、中南民族大學(xué)本科教材建設(shè)項(xiàng)目的資助，在此表示感謝。
由于編者水平有限，書中不當(dāng)之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編者
2024年6月

第一章　高分子化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 1
實(shí)驗(yàn)1 環(huán)氧樹脂的制備 1
實(shí)驗(yàn)2 界面縮聚法制備尼龍66 4
實(shí)驗(yàn)3 耐熱型聚酰亞胺的合成 6
實(shí)驗(yàn)4 縮聚反應(yīng)制備聚氨酯泡沫塑料 8
實(shí)驗(yàn)5 聚己二酸乙二醇酯的制備 10
實(shí)驗(yàn)6 酸法制備酚醛樹脂 13
實(shí)驗(yàn)7 堿催化法制備酚醛樹脂 15
實(shí)驗(yàn)8 不飽和聚酯及其玻璃鋼的制備 16
實(shí)驗(yàn)9 甲基丙烯酸甲酯本體聚合制備有機(jī)玻璃棒 18
實(shí)驗(yàn)10 溶液聚合——聚醋酸乙烯酯的合成 20
實(shí)驗(yàn)11 苯乙烯的懸浮聚合 21
實(shí)驗(yàn)12 乙酸乙烯酯的乳液聚合——白乳膠的制備 23
實(shí)驗(yàn)13 氧化還原體系引發(fā)苯乙烯的溶液聚合 25
實(shí)驗(yàn)14 高吸水性樹脂的制備 27
實(shí)驗(yàn)15 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯懸浮共聚 29
實(shí)驗(yàn)16 膨脹計(jì)法測(cè)定苯乙烯自由基聚合反應(yīng)速率 30
實(shí)驗(yàn)17 苯乙烯-馬來(lái)酸酐的交替共聚 33
實(shí)驗(yàn)18 苯乙烯的陰離子聚合 35
實(shí)驗(yàn)19 陽(yáng)離子聚合制備聚苯乙烯 36

第二章　高分子化學(xué)前沿性實(shí)驗(yàn) 38
實(shí)驗(yàn)20 原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備聚苯乙烯 38
實(shí)驗(yàn)21 可逆加成-斷裂轉(zhuǎn)移法制備甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯嵌段聚合物 40
實(shí)驗(yàn)22 固相有機(jī)合成技術(shù)制備多肽及其結(jié)構(gòu)表征 42
實(shí)驗(yàn)23 氧化自聚合法制備含金屬離子的聚多巴胺納米粒子 45
實(shí)驗(yàn)24 點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚乙烯醇水凝膠 46

第三章　高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn) 50
實(shí)驗(yàn)25 偏光顯微鏡法觀察聚合物球晶形態(tài) 50
實(shí)驗(yàn)26 掃描電子顯微鏡觀察聚合物的形貌 53
實(shí)驗(yàn)27 紅外光譜法研究聚合物的結(jié)構(gòu) 56
實(shí)驗(yàn)28 蒸氣壓滲透法測(cè)定聚合物的分子量 59
實(shí)驗(yàn)29 凝膠滲透色譜法測(cè)定聚合物的分子量 63
實(shí)驗(yàn)30 黏度法測(cè)定高聚物的黏均分子量 67
實(shí)驗(yàn)31 MALDI-TOF-MS法測(cè)聚合物的分子量 70
實(shí)驗(yàn)32 靜態(tài)光散射法測(cè)定聚合物的分子量和分子尺寸 77
實(shí)驗(yàn)33 動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定聚合物粒子的粒徑及其分布 81
實(shí)驗(yàn)34 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析聯(lián)用測(cè)定聚合物的自由體積分?jǐn)?shù) 84
實(shí)驗(yàn)35 濁度滴定法測(cè)定聚合物的溶度參數(shù) 88
實(shí)驗(yàn)36 膨脹計(jì)法測(cè)定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 90
實(shí)驗(yàn)37 聚合物的熱重分析 93
實(shí)驗(yàn)38 聚合物溫度-形變曲線的測(cè)定 95
實(shí)驗(yàn)39 聚合物的熱譜分析(差示掃描量熱法) 99
實(shí)驗(yàn)40 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析法測(cè)量高聚物的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能 102
實(shí)驗(yàn)41 旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)定聚合物熔體的動(dòng)態(tài)流動(dòng)特性 105
實(shí)驗(yàn)42 旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定聚合物溶液的流動(dòng)曲線 110
實(shí)驗(yàn)43 落球法測(cè)聚合物熔體零切黏度 113
實(shí)驗(yàn)44 聚合物表面接觸角的測(cè)定 115
實(shí)驗(yàn)45 聚合物熱導(dǎo)率的測(cè)定 118
實(shí)驗(yàn)46 塑料拉伸性能的測(cè)定 120
實(shí)驗(yàn)47 彎曲強(qiáng)度測(cè)定 126
實(shí)驗(yàn)48 塑料沖擊強(qiáng)度的測(cè)定 128
實(shí)驗(yàn)49 高分子材料硬度的測(cè)定 132
實(shí)驗(yàn)50 氧指數(shù)測(cè)定 134
實(shí)驗(yàn)51 塑料燃燒性能的測(cè)定： 水平法與垂直法 137
實(shí)驗(yàn)52 聚合物材料維卡軟化點(diǎn)的測(cè)定 140
實(shí)驗(yàn)53 轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)定聚合物流變性能 142
實(shí)驗(yàn)54 高聚物流動(dòng)速率(熔融指數(shù)) 的測(cè)定 146

第四章　高分子材料成型加工實(shí)驗(yàn) 148
實(shí)驗(yàn)55 天然橡膠的塑煉和混煉 148
實(shí)驗(yàn)56 天然橡膠的硫化及拉伸、撕裂性能測(cè)試 151
實(shí)驗(yàn)57 熱塑性塑料擠出造粒 154
實(shí)驗(yàn)58 塑料的注射成型 158
實(shí)驗(yàn)59 塑料的開煉和壓制成型 161
實(shí)驗(yàn)60 中空成型設(shè)備的操作應(yīng)用 163
實(shí)驗(yàn)61 流延成膜工藝 166
實(shí)驗(yàn)62 薄膜吹塑工藝 169

第五章　高分子性能測(cè)試模塊化實(shí)驗(yàn) 173
模塊一 天然橡膠實(shí)驗(yàn)?zāi)K 173
模塊二 塑料填充改性實(shí)驗(yàn)?zāi)K 174
模塊三 塑料阻燃實(shí)驗(yàn)?zāi)K 175

參考文獻(xiàn) 178