高分子化学实验指导书
高分子材料化学基础实验指导书
一、化学实验室安全化学实验室是一个危险的工作环境，因为大家常常要使用一些危险的药品，这些潜在的危险通常是不可避免的。
所以，在进入实验室之前，每个人都有必要学习化学实验室的重要安全守则和规章制度，而这些规章制度都是通俗易懂的，不需要作过多的解释。
1 实验室安全守则对于实验室的安全守则可以简单地用两个词来描述：一定、禁止。
即：一定一定要熟悉实验室的安全程序必要时一定要戴上防护眼镜一定要穿着合理（穿工作服）离开实验室之前一定要洗手在实验开始之前一定要认真阅读实验内容一定要检查仪器是否安装正确对待所有的药品一定要小心、仔细一定要保持自己的工作环境清洁一定要注意观察实验现象遇到疑问一定要问指导老师禁止实验室里禁止吃东西或喝水实验室里禁止抽烟禁止吸入、品尝药品禁止妨碍或分散别人注意力禁止在实验室里奔跑或大声喧哗禁止独自一个人在实验室做实验禁止做一些未经批准的实验2 实验室安全事项进入实验室一定要知道灭火器、灭火沙、灭火毯、安全淋浴等的确切位置。
一定要知道灭火器的型号，如何使用，特别是如何取下安全栓。
眼睛的保护在实验室里要尽可能地戴上护眼罩。
因为碎玻璃或药品很可能会对眼睛造成永久的伤害。
如果你有很多实验室工作要做，买一副安全的眼镜是很值得的。
或者在普通的眼镜外面再戴上护眼罩或护目镜，在实验室里禁止戴隐形眼镜。
如果眼睛里溅上药品，一定要采取紧急处理。
穿着、服装在实验室里不适宜穿太好的衣服，无论你怎样仔细，都不可避免一些有药品或酸液等溅到衣服上。
在实验室里应穿上工作服。
另外，也不要穿拖鞋、凉鞋。
仪器和设备一般情况下，若不知道某个仪器或设备的功能，不要试图使用它们。
象真空吸收泵、旋转蒸发仪、压缩气体钢瓶等，一旦错用都可能导致这些昂贵的仪器的损坏，或者使实验失败，更严重的是导致一些事故的发生。
在安装实验仪器之前，要检查玻璃磨口是否沾有碎片或碎渣。
在加药品反应之前，一定要检查所用仪器是否都夹紧、固定和安装好。
药品的处理化学药品因其有毒性、腐蚀性、易燃易爆而十分危险。
高分子科学实验指导书
（1） 由 DSC 和 TG 曲线可知，基线并非是一条平行于横坐标的直线，试分
析其原因。 （2） 从 DSC 和 TG 曲线上可以得到哪些信息？
实验二 聚合物温度-形变曲线的测定
施加一定荷重于聚合物试样上，并在一定范围内改变温度，观察试样形变随 温度的变化，以形变或相对形变对温度作图，所得的曲线，通常称为温度－形变 曲线。
兰州理工大学材料科学与工程学院
高分子科学
实 验 指 导 书
（高分子专业）
实验一 同步热分析
1 实验目的 (1) 了解同步热分析仪的原理 (2) 学会用同步热分析仪测定聚合物的熔融温度 Tm、热分解温度 Td。
2．实验原理 同步热分析是研究在程序控温过3．实验仪器和试样
实验三 凝胶渗透色谱法测聚合物的分子量分布
1 实验目的 (3) 了解 GPC 仪的工作原理 (4) 掌握凝胶渗透法测定分子量及分子量分布的原理 (5) 学会用 GPC 仪测定聚合物分子量分布的方法
2 实验原理 凝胶渗透色谱是以多孔树脂为固定相，用溶剂推动分子量大小不同的样品流
过固定相产生大小分子顺序流出的分离，以流出级份的保留时间（洗脱体积）提 供其分子量（尺寸）的信息，用检测器得到各流出组分的强度和流出时间，用已 知分子量的标样标定出流出时间和分子量的关系，然后用标定好的时间和分子量 的关系对未知样各流出级份的时间（分子量）和强度进行统计计算得到分子量分 布的方法。 3 实验仪器和试样
在温度足够低时由于高分子链和链段的运动均被冻结外力的作用只能引起高分子链长和键角的改变因此聚合物的弹性模量大形变量小表现出硬而脆的物理机械性质这时聚合物处于玻璃态在相当宽的玻璃态温度区间内聚合物的这种力学性质变化不大因而温度形变曲线上玻璃区是接近横坐标的斜率很小的一段直线随着温度的升高分子热运动能量的逐渐增加到达一定值后链段运动首先解冻开始运动而参加到形变机制中去使聚合物的弹性模量骤降而形变量大增表现为柔软而富于弹性的高弹体聚合物进入高弹态温度形变曲线起先急剧向上弯曲随后基本维持在某一形变水平上出现一段平台
高分子化学实验指导
⾼分⼦化学实验指导前⾔通过⾼分⼦化学实验，可以获得许多感性认识，加深对⾼分⼦化学基础知识和基本原理的理解；通过⾼分⼦化学实验课程的学习，能够熟练和规范地进⾏⾼分⼦化学实验的基本操作，掌握实验技术和基本技能，了解⾼分⼦化学中采⽤的特殊实验技术，在实验的过程中训练科学研究的⽅法和思维，培养学⽣严谨求实的科研精神，为以后的科研⼯作打下坚实的实验基础。
实验规则1．实验前认真预习，明确⽬的和要求，弄清基本原理，了解操作步骤和⽅法，做到⼼中有数。
2．实验过程中要听从教师的指导，保持实验室的安静，正确操作，细致观察，认真做好操作记录。
3．特别要注意安全，同时还要爱护仪器、设备，并注意整洁和节约，养成良好的实验习惯。
4．实验完毕，⽴即把仪器洗刷⼲净，并整理好药品、实验台。
5．根据原始记录，整理出实验报告，按时交给教师。
实验1 聚⼄烯醇缩甲醛的制备⼀、实验⽬的1. 了解⼩分⼦的基本有机化学反应，在⾼分⼦链上有合适的反应性基团时，均可按有机⼩分⼦反应历程进⾏⾼分⼦化学反应。
2. 了解缩醛化反应的主要影响因素。
3. 了解聚⼄烯醇缩醛化反应的原理，并制备红旗牌胶⽔。
⼆、实验原理早在 1931年，⼈们就已经研制出聚⼄烯醇(PV A)的纤维，但由于 PV A 的⽔溶性⽽⽆法实际应⽤。
利⽤"缩醛化"减少其⽔溶性，就使得PV A 有了较⼤的实际应⽤价值，⽤甲醛进⾏缩醛化反应得到聚⼄烯醇缩甲醛(PVF)。
PVF 随缩醛化程度不同，性质和⽤途有所不同。
控制缩醛在35%左右，就得到了⼈们称为"维纶'的纤维(vinylon)。
维纶的强度是棉花的1.5～2.0倍，吸湿性5%，接近天然纤维,⼜称为"合成棉花"。
在PVF 分⼦中，如果控制其缩醛度在较低⽔平，由于PVF 分⼦中含有羟基，⼄酸基和醛基，因此有较强的粘接性能，可作胶⽔使⽤，⽤来粘结⾦属、⽊材、⽪⾰、玻璃、陶瓷、橡胶等。
聚⼄烯醇缩甲醛是利⽤聚⼄烯醇缩与甲醛在盐酸催化的作⽤下⽽制得的，其反应如下：CH 2O+H+C +H 2OH CH 2CH CH 2CHCH 2OH C +H 2OH +CH 2CH CH 2CHCH 2OH C H 2+~~~~~~~~~~~~+H 2OCH 2CH CH 2CHCH 2O OH C H 2+~~~~~~CH 2CH CH 2CHCH 2O ~~~~~~CH 2+H +由于⼏率效应，聚⼄烯醇中邻近羟基成环后，中间往往会夹着⼀些⽆法成环的孤⽴的羟基，因此缩醛化反应不能完全。
高分子化学综合实验指导书
脲醛树脂的制备一、实验目的加深理解缩合聚合的反应机理，了解脲醛树脂的合成方法。
二、实验原理脲醛树脂是由尿素和甲醛经缩聚反应制得的热固性树脂。
加成反应：生成多种羟甲基脲的混合物。
H2NCH2NC+H C H HOCH2NH C NH2 O缩合反应：或HOCH2NH CONH CH2OHHOCH2NH + HOCH2NH2-H2O HOCH2N CH2 NHC O C O C O C ONH2NH2NH2NH2也可以在羟甲基与羟甲基间脱水缩合：NH CH3OH+ HOCH2NH2NH CH2 O CH2NH2NH CH2 NHC O C O C O C O C O C ONH2NHCH2OH NH2NHCH2OH NH2NHCH2OH 此外，还有甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低相对分子质量的线型和低交联度的脲醛树脂：NH 2NH CH2+HCHO2N CH2CH2N CH2脲醛树脂的结构尚未完全确定，可认为其分子主链上还有以下结构：NH CH2 C O CH2OH N CH2C ONH2N CH2C ONH2NC ONHCH2OH上述中间产物中含有易溶于水的羟甲基，可作胶黏剂使用，当进一步加热，或者在固化剂作用下，羟甲基与氨基进一步缩合交联成复杂的网状体型结构。
CH2 N CH2CON CH2 N CH2 CON CH2 N CH2N CH2 O N CO CO N CH2OH三、实验仪器和试剂实验仪器：电动搅拌器、水浴、三口瓶（250mL）、球形冷凝器(30cm)、温度计、量筒（100mL）、pH试纸。
实验试剂：新鲜的甲醛水溶液（37%）、尿素、10％氢氧化钠水溶液、氨水、10％甲酸水溶液。
四、实验步骤在250mL三口瓶上分别安装搅拌器、温度计、球形冷凝器；用100mL量筒量取甲醛水溶液60mL，加入三口瓶中，开动搅拌器同时用水浴缓慢加热，然后用10％NaOH水溶液调节甲醛水溶液，使甲醛水溶液的pH值介于8～8.5之间；分别称取尿素三份，质量分别是11.2g，5.6g，5.6g，先将11.2g尿素加入三口瓶中，搅拌至溶解，温度升高到60℃，开始计时，不断调整反应体系的pH值，使之保持8.5左右，保温反应2～3小时；升温至80℃，加入5.6g尿素，用10％甲酸水溶液小心调节反应体系的pH值，使之介于5.4～6.0之间，继续反应1～1.5h，在此过程中不断的用胶头滴管吸取少量脲醛胶液滴入冷水中，观察胶液在冷水中是否出现雾化现象；出现雾化现象后，加入剩余的5.6g尿素，用氨水调节反应体系的pH值，使之介于7.0～7.5之间，在80℃下继续反应直至在温水中出现雾化现象，即在此过程中不断用胶头滴管吸取少量脲醛胶液滴入约40℃的温水中，观察胶液在温水中是否还会出现雾化现象；温水中出现雾化现象后，立即降温到40℃左右，终止反应，并用氨水调节脲醛胶的pH＝7，再用10％NaOH调节pH＝8.5～9，正常情况下得到澄清透明脲醛胶。
高分子综合实验Ⅰ指导书
高分子综合实验Ⅰ指导书实验1 聚乙酸乙烯酯的溶液聚合、醇解和聚乙烯醇的缩甲醛化及其性能评价综合型乙酸乙烯酯的提纯一目的要求1．了解乙酸乙烯酯单体的贮存和精制方法 2．掌握乙酸乙烯酯的精馏方法二基本原理203纯净的醋酸乙烯醋为无色透明的液体，沸点为℃，密度d4/cm，折射20率nD。
在水中溶解度为%，可与醇混溶。
通常在单体中加入%～%的阻聚剂对苯二酚，以防止单体自聚。
在聚合前将其除去，对苯二酚现氢氧化钠反应，行成溶于水的对苯二酚钠盐，再通过水洗即可除去大部分的阻聚剂。
水洗后的乙酸乙烯酯还需进一步蒸馏精制。
于乙酸乙烯酯的沸点较低，可采用常压蒸馏方法。
三主要试剂和仪器乙酸乙烯酯、碳酸钠、亚硫酸氢钠分液漏斗、磨口锥形瓶、韦氏蒸馏头、精馏装置四实验步骤取200m1的醋酸乙烯于500m1的分液漏斗中，用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤三次(每次用量约50m1)，水洗三次(每次用量约50m1)后，再用饱和碳酸钠溶液洗涤三次(每次用量约50m1)，然后用去离子水洗涤至中性，最后将醋酸乙烯放入干燥的500m1磨口锥形瓶中，用无水硫酸钠干燥，过夜。
将经过洗涤和干燥的醋酸乙烯，在装有韦氏蒸馏头的精馏装置上进行精馏(为了防止暴沸和自聚可在蒸馏瓶中加一粒沸石及少量的对苯二酚)。
收集～℃之间的馏分。
为了防止自聚，精制好的单体要在高纯氮的保护下密封后放入冰箱中保存待用。
醋酸乙烯酯的纯度分析可采用溴化法或气相色谱法等。
五、思考题1）苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯又如何精制？1引发剂的提纯过氧化苯甲酰的精制一、目的要求1 了解偶氮二异丁腈的基本性质和保存方法2 掌握偶氮二异丁腈的精制方法二、基本原理过氧化苯甲酰(BPO)刚苯甲酰氯在碱性溶液内用双氧水氧化合成。
为白色结晶性粉末，熔点103～106℃，溶于乙醚、丙酮、氯仿和苯，易燃烧，受撞击、摩擦时会爆炸。
BPO在不同溶剂中的溶解度见表1-3。
常规试剂级BPO于长期保存可能存在部分分解，且本身纯度不高，因此在用于聚。
高分子化学实验指导书
《高分子化学》实验指导书湖北工业大学材料科学与工程学院2013.9实验一甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一、实验目的1. 掌握自由基本体聚合的原理及合成方法；2. 了解有机玻璃的生产工艺。
二、实验原理聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗称有机玻璃。
有机玻璃广泛用在工业、农业、军事、生活等的各个领域，如飞机、汽车的透明窗玻璃、罩盖等。
在建筑、电气、医疗卫生、机电等行业也广泛使用，如制造光学仪器、电器、医疗器械、透明模型、装饰品、广告铭牌等。
每年全世界要消耗数以百万吨的有机玻璃及其制品。
工业上制备有机玻璃主要采用本体、悬浮聚合法，其次是溶液和乳液法。
而有机玻璃的板、棒、管材制品通常都用本体浇铸聚合的方法来制备。
如果选用其它聚合方法（如悬浮聚合、溶液聚合等），由于杂质的引入，产品的透明度都远不及本体聚合方法。
为防止由于发热而产生气体并生成有气泡的聚合物，或爆聚的发生，工业上或实验室目前多采用本体浇注方法。
即将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率10% 左右）形成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚物）后，再将其注入模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到93 ～95% 左右，最后在100 ℃下聚合至反应完全。
其反应方程式如下：本实验采用本体聚合法制备有机玻璃。
本体聚合是在没有介质存在的情况下进行的聚合反应，体系中一般只含单体和少量引发剂。
按照聚合物在单体中的溶解情况，可以分为均相聚合和多相聚合两种：聚合物溶于单体，为均相聚合，如甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等的聚合；聚合物不溶于单体，则为多相聚合，如氯乙烯，丙烯腈的聚合。
本体聚合中因为体系中无介质存在，反应过程中粘度不断增大，反应热不容易及时排出，局部容易过热，导致单体气化或聚合物裂解，结果产品内有气泡或空心。
在甲基丙烯酸甲酯聚合过程中甚至会使反应进入爆炸聚合阶段（爆聚），所以反应必须严格控制温度。
三、实验仪器及设备恒温油浴锅，每组1个；试管，每人1个；与试管配套的橡皮塞及试管夹，每人1个；烧杯，每组1个。
高化实验指导书整理
高分子化学实验苯乙烯的悬浮聚合一、目的要求1、了解苯乙烯自由基聚合的基本原理。
2、掌握悬浮聚合的实施方法，了解配方中各组分的作用。
3、了解分散剂、升温速度、搅拌速度对悬浮聚合的影响。
二、基本原理苯乙烯在水和分散剂作用下分散成液滴状，在油溶性引发剂过氧化二苯甲酰引发下进行自由基聚合，其反应历程如下： C O O C O 2C O O C O O CH 2CH O O CH 2CH C O O C O O CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2CH 2CH 2CH 2CH CH CH 2悬浮聚合是由烯类单体制备高聚物的重要方法，由于水为分散介质，聚合热可以迅速排除，因而反应温度容易控制，生产工艺简单，制成的成品呈均匀的颗粒状，故又称珠状聚合，产品不经造粒可直接加工成型。
苯乙烯是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。
苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下液滴达到一定的大小和分布。
而这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后与水分层，同时聚合到一定程度以后的液滴中溶有的发粘聚合物亦可使液滴相粘结。
因此，悬浮聚合体系还需加入分散剂。
悬浮聚合实质上是借助于较强烈的搅拌和悬浮剂的作用，将单体分散在单体不溶的介质（通常为水）中，单体以小液滴的形式进行本体聚合，在每一个小液滴内，单体的聚合过程与本体聚合相似，遵循自由基聚合一般机理，具有与本体聚合相同的动力学过程。
由于单体在体系中被搅拌和悬浮剂作用，被分散成细小液滴，因此悬浮聚合又有其独到之处，即散热面积大，防止了在本体聚合中出现的不易散热的问题。
由于分散剂的采用，最后的产物经分离纯化后可得到纯度较高的颗粒状聚合物。
三、主要试剂和仪器1、主要试剂名称 试剂 规格 用量 单体 苯乙烯 除去阻聚剂 15g 油溶性引发剂 过氧化二苯甲酰 C.P.，重结晶精制 0.3g 分散剂 聚乙烯醇 1799水溶液 1.5 % 20ml 分散介质 水 去离子水 130 ml2、主要仪器聚合装置一套（包括：250 ml 三口烧瓶一只，电动搅拌器一套，冷凝管一只，0～100℃温度计一只，加热套一套。
《高分子化学实训》
《高分子化学与物理》实验指导书实训一粘度的测定一、实训目的掌握用乌贝路德(Ubbelohde)粘度计测定粘度的方法二、基本原理液体流动时各液层的流速是不同的，二液层间存在着相对运动，产生了内摩擦力f，这个力的大小与二液层的速度差u成正比，与二液层接触面A成正比，与二液层间距离d成反比，可用下式表示：（1-1）式中η为比例系数，称为粘度系数或绝对粘度，可见液体的粘度是液体内摩擦力的度量，是物质重要性质之一。
粘度测定可在毛细管中进行。
设液体在一定压力差p推动下，以屋流形式流过半径为r、长度为l的毛细管时，其粘度可通过下式计算。
（1-2）η——粘度，Pa.s;P——毛细管两端压力差，Pa；r——毛细管半径，m；t——一定体积V的流体流经毛细管的时间，s；V——t时间内流过毛细管的液体的体积，m3；l——毛细管的长度，m。
如果有两种液体（液体1和液体2），在同一温度下以相同的体积流经同一毛细管，则它们的绝对粘度分别为：（1-3）1-4）两式相比，即得（1-5）因式中（1-6）ρ为液体的密度（kg.m-3）;g为重力加速度（m.s-2）；h为液柱高度(m)，现两液体的h相同，故有（1-7）液体2为被测液体，液体1为参考液体，实验测出t1,t2，由手册查出η1、ρ1、ρ2值，便可以求出液体2的绝对粘度η2。
本实验测定无水乙醇的绝对粘度，参考液体为水，使用的是乌氏粘度计。
在国际单位制（SI）中，粘度单位用Pa.s（帕.秒），过去习惯上常用P（泊）或cP(厘泊)来表示。
它们之间的换算关系为：1P=0.1Pa.s 1cP=10-3 Pa.s三、仪器和试剂1.仪器：恒温槽（1套）; 贝路德粘度计（1只）; 110秒停表（1只）; 洗耳球（1只）;螺旋夹（１只）;橡皮管(约5cm长)（2根）。
2.药品：蒸馏水、无水乙醇（A.R）四、实验步骤本实验用的乌贝路德粘度计，又叫气承悬柱式粘度计。
它的最大优点是可以在粘度计里逐渐稀释从而节省许多操作手续。
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高分子化学实验指导书福州大学材料科学与工程学院高分子材料工程系2006.7目录实验一膨胀计法测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应速率实验二苯乙烯的悬浮聚合实验三溶液聚合法制备聚醋酸乙烯酯实验四聚乙烯醇缩醛（维尼纶）的制备实验五醋酸乙烯酯的乳液聚合实验一 膨胀计法测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应速率一、实验目的1、掌握膨胀计的使用方法。
2、掌握膨胀计法测定聚合反应速率的原理。
3、测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应平均聚合速率，并验证聚合速率与单体浓度间的动力学关系。
二、基本原理1、聚合机理甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自由基聚合反应历程进行的，其活性中心为自由基。
自由基聚合是合成高分子化学中极为重要的反应，其合成产物约占总聚合物的60%、热塑性树脂的80%以上，是许多大品种通用塑料、合成橡胶和某些纤维的合成方法。
甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反应包括链的引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移反应。
其聚合历程如下：CO OCO 2CO OCO OCH 2C CH 3COOCH 3CO OCH 2C CH 3COOCH 3CO OCH 2CH 3COOCH 3CH 2C CH 33CO OCH 2CH 3COOCH 3CH 2C CH 33CH 2C CH 3COOCH 3CH 2C CH 332CH 2CCH 3COOCH 3CH 2CH 33CH 2C CH 332CH 2C CH 33CHCH 33H自由基聚合反应通常可采用本体、溶液、悬浮、乳液聚合四种方式实施。
其中，本体聚合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合，又称块状聚合。
本体聚合纯度高、工序简单，但随聚合的进行，转化率提高，体系黏度增大，聚合热难以散出，同时长链自由基末端被包裹，扩散困难，自由基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增大而出现自动加速现象，短时间内产生更多的热量，从而引起分子量分布不均，影响产品性能，更为严重的则引起爆聚。
因此甲基丙烯酸甲酯的本体聚合一般采用三段法聚合，而且反应速率的测定只能在低转化率下完成。
2、反应速率的测定在聚合过程中，不同的聚合体系和聚合条件具有不同的反应速度，聚合速度的测定，对工业生产和理论研究具有重要的意义。
聚合反应速率的测定一般可分为化学方法和物理方法两大类。
化学方法是在聚合反应过程中，用化学分析的方法测定生成的聚合物量和残存的单体量。
物理方法则是利用聚合反应过程中某物理量的变化测定聚合反应速率，这些参数必须正比于反应物或产物的浓度。
本实验采用膨胀计法测定聚合反应速率，基于单体密度小于聚合物密度，因此在聚合过程中体系体积不断缩小，当一定量单体聚合时，体积的变化与转化率成正比。
如果将这种体积的变化置于一根直径很小的毛细管中观察，测试灵敏度将大大提高，这种方法就叫膨胀计法。
若以△V 表示聚合反应t 时刻的体积收缩值，则转化率o VC V K∆=。
其中，V o 为聚合体系起始体积；K 为单体全部转化为聚合物时的体积变化率，即；%100⨯-=pmp d d d K ；其中，d p 聚合物密度，d m 为单体密度，则聚合速率为：1212][][][t t M M dt M d R p --==1212][][t t M C M C o o --=o M t t C C ][1212--= 因此，通过测定某一时刻聚合体系的体积收缩值和转化率，进而做出转化率与时间关系曲线，取直线部分斜率，即可求出平均聚合反应速率。
应用膨胀计法测定聚合反应速率既简便又准确，此法只适用于测量转化率在10%反应范围内的聚合反应速率，因为只有在稳定阶段（10%以内的转化率）才能用上式求取平均速率，体积收缩呈线性关系，超过此阶段，体系黏度增大，导致自动加速，用上式计算的速率已不是体系的真实速率，而且膨胀计毛细管弯月面的黏附也导致较大误差。
3．验证动力学关系根据自由基聚合反应机理在一定假设和条件下可推导得出聚合初期的动力学微分方程，][][][5.0M I k dtM d =-在转化率低的情况时，可假定引发剂浓度保持恒定，将微分式积分可得如下式：Kt M M =][][ln，式中，[M]0为起始单体浓度，[M]为t 时刻单体浓度，K 为常数。
此式为直线方程，如果从实验中测出不同时间的单体浓度值，算出不同时间的][][ln0M M 数值，依此作图，应得一条直线，由此可验证聚合速度与单体浓度的动力学关系式。
已知t 时刻反应掉的单体量为 o o o M KV VM C ][][∆=t 时刻体系中剩下的单体量为 o o o M K V V M M ][][][∆-=)1(][KV VM o o ∆-= 则 )1(1][][K V V M M o o ∆-= ； ⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-=)1(1ln ][][ln K V V M M o o 因此测出不同时间的体积收缩值 V 就可算出][][ln0M M 值，作][][ln 0M M 与t 关系图，即可验证甲基丙烯酸甲酯聚合初期聚合反应速率与其浓度的一级线性关系。
三、主要试剂与仪器1、 主要试剂单体 甲基丙烯酸甲酯（除阻聚剂） 聚合级 28ml引发剂 过氧化二苯甲酰（精制） 化学纯 0.26±0.05g 2、 主要仪器膨胀计（如图1-1所示），恒温水浴装置（控温精度0.1℃）一套，25ml 磨口锥形瓶一个，50ml 小烧杯一个，洗耳球一只，1ml 和2ml 注射器各一只，称量瓶一只，20ml 移液管一只，分析天平（最小精度0.1mg ）一台。
图1-1 毛细管膨胀计1、聚合瓶；2、毛细管；3、磨口四、实验步骤1、用移液管将甲基丙烯酸甲酯移入洗净烘干的25ml 磨口锥形瓶中，在天平上称0.26 g 已精制的过氧化二苯甲酰放入锥形瓶中，摇匀溶解。
2、在膨胀计毛细管的磨口处均匀涂抹真空油脂（从磨口上沿算1/3范围内），将毛细管1 2 3口与聚合瓶旋转配合，用橡皮筋固定好，用分析天平精称W 1。
3、取下膨胀计的毛细管，将已配好的单体和引发剂溶液缓慢加入聚合瓶至磨口下沿往上1/3处。
将剩余的单体和引发剂溶液倒入小烧杯中，毛细管底部浸入其中，用洗耳球吸取液体至毛细管1.5ml 刻度左右，再将毛细管口与聚合瓶旋转配合，检查是否严密，防止泄漏。
然后仔细观察聚合瓶中和毛细管中的溶液中是否残留有气泡，如有气泡，必须取下毛细管并将磨口重新涂抹真空油脂再配合好，若没有气泡则用橡皮筋固定好，用滤纸把膨胀计上溢出的单体吸干，再用分析天平称重W 2。
4、将膨胀计放入已恒温的50±0.1 OC 恒温水浴中。
此时膨胀计毛细管中的液面由于受热而迅速上升。
仔细观察毛细管中的液面高度的变化，当反应物与水浴温度达到平衡时，毛细管液面不再上升，记录此时刻液面高度，即为反应的起始点。
5、反应初期，由于体系混有少量杂质，使聚合反应的链引发不能立即开始，毛细管中的液面高度在短时间内保持不变，此时即开始记录数据，每隔5分钟记录一次，这段时间称为诱导期。
过了诱导期，液面开始下降，随着反应进行，液面高度与时间呈线性关系。
大约经过60分钟，转化率达10%即可停止反应。
6、从水浴中取出膨胀计，将聚合瓶中的聚合物倒入回收瓶，在小烧杯中用少量丙酮浸泡，用洗耳球不断的将丙酮吸入毛细管中反复冲洗，至毛细管中充满丙酮后迅速流下，干燥即可。
五 结果与讨论1、实验参数（1）聚合体系起始体积V o =W/d m (ml)，d m 50O C 时为0.94g/ml ；W 为膨胀计中聚合液质量W=W 2-W 1(g)。
（2）体积变化率%100⨯-=pmp d d d K ， d p 50O C 时为1.179g/ml 。
（3）单体起始浓度 )/(10101/][33L mol MdV M d V V M W M m o ⨯=⨯⨯⨯==， 式中，M 为甲基丙烯酸甲酯分子量。
2、测定聚合速率按下表记录数据，计算各参数，绘制转化率(C%)与聚合时间t 关系图，线性回归求得斜率，乘以单体浓度即得聚合初期反应速率。
其它需记录的参数包括： W 1（g ）,W 2（g ） 3、验证动力学关系式按上表求出最后一项，做出 )1(1lnKV V o ∆- 与t 关系图，求出直线斜率进行验证。
4、思考题(1) 本体聚合对单体有何要求？(2) 甲基丙烯酸甲酯在聚合过程中为何会产生体积收缩现象？本实验测定聚合速率的原理是什么？如果测定时水浴温度偏高，对实验结果和图形有何影响？(3) 若采用偶氮二异丁腈作引发剂，聚合速度将如何改变？实验过程中有何现象发生？六、实验拓展1、可用已配制好的单体聚合液制备有机玻璃棒。
即在前述聚合速率的测定进行了大约20min 后，将放有剩余聚合液的的25ml 磨口锥形瓶放入80O C 水浴中进行预聚，放入后要经常摇动，并仔细观察变化，待预聚物呈稠状且黏度稍大于甘油时（此时转化率约10%，需用时20～30分钟），将预聚物沿管壁缓慢倒入试管中（事先将一小工艺品或图片放入试管内可制得有机玻璃工艺品），操作时注意不要产生气泡。
然后放入45O C 水浴中聚合8小时，使转化率达到75～80%。
最后将试管放入烘箱中在95～100O C 聚合8小时，即可得到一透明度高、表面光洁的圆柱形有机玻璃棒。
2、采用折射率法亦可测定聚合速率。
称取15mg 偶氮二异丁睛溶于15ml 甲基丙烯酸甲酯单体中，溶解，用注射器迅速注入已用氮气驱氧的2ml 安培瓶中，立即熔封,检查是否漏液，一共制备13支。
然后将所有安培瓶放入70O C 的恒温水槽的烧杯中，开始计时，每隔5分钟取出一只安培瓶，摇动并迅速用冷水冷却，打开安培瓶，取出一滴聚合混合液置于阿贝折射仪棱镜上，测定折射率，测定结束后立即用丙酮清洗棱镜，再进行下一个样品的测试。
按下式计算转化率，2395.02156.0)4147.1(0638.1--=p p n n C 式中n p 为所测得的聚合混合液的折射率。
七、背景知识1、聚甲基丙烯酸甲酯具有优良的光学性能，密度小，机械性能好，耐候性好。
在航空、光学仪器、电器工业、日用品等方面用途广泛。
甲基丙烯酸甲酯通过本体聚合方法可以制得有机玻璃，由于分子链中有庞大侧基存在，为无定形固体，其最突出的性能是具有高度的透明性，它的比重小，制品比同体积无机玻璃轻巧的多，同时又具有一定的耐冲击性与良好的低温性能，是航空工业与光学仪器制造工业的重要原料，主要用作航空透明材料（如飞机风挡和座舱罩等）、建筑透明材料（如天窗和天棚等）、仪表防护罩、车辆风挡、光学透镜、医用导光管、化工耐腐蚀透镜、设备标牌、仪表盘和罩盒、汽车尾灯灯罩、电器绝缘部件及文具和生活用品。
悬浮法制得的聚甲基丙烯酸甲酯的分子量比浇铸型的低，可以注射、模压和挤出成型，主要用于制交通信号灯罩、工业透镜、仪表控制板、设备罩壳和假牙、牙托、假肢及其它模制品。