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無機高聚物的制備


實驗室k / 2018-08-30

       聚(二甲基硅氧烷)的制備    加3毫升八甲基四硅氧烷于小試管中,將試管浸入電加熱的油浴*中使液體全部被加熱.將大約四分之一粒的KOH研磨成細(xì)粉加到含有反應(yīng)物的試管中.油浴溫度升至180℃,并維持在這個溫度直到聚合反應(yīng)結(jié)束.每隔一段時間,就向反應(yīng)混合物中投入一個小金屬球,并觀察小球落到試管底部所需的時間,這樣可以定性地了解反應(yīng)進(jìn)行的程度.當(dāng)粘稠的反應(yīng)混合物能支持住所加的小球時,將試管從油浴中取出.
       反應(yīng)完成時聚合物應(yīng)呈凝膠狀.為了確定聚合物是否真的交聯(lián)了,將一小塊聚合物放在甲苯中檢驗它的溶解度.交聯(lián)的高聚物不溶,只會溶脹.

無機高聚物的制備

       聚硫**的制備    體系的本體粘度隨時間而增加是聚合反應(yīng)正在進(jìn)行的最顯著的特征之一.本實驗的討論中已指出,在室溫下穩(wěn)定的硫以環(huán)狀八聚體(S8)的形式存在,但在高溫下硫形成高分子量的線形聚合物.為了了解這一聚合反應(yīng),觀察熔融硫本體粘度的變化及其與溫度的關(guān)系,同時制出聚硫樣品.

       簡單的粘度計是由毫安計和馬達(dá)串聯(lián)起來而構(gòu)成的,馬達(dá)是低轉(zhuǎn)矩的,并直接裝上小的攪拌器.將攪拌放入熔融硫中,開動馬達(dá),用變阻器控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速,當(dāng)液體變粘時,使攪拌轉(zhuǎn)動力矩增加,而增加的力矩與帶動馬達(dá)所需增加的電流成正比.

       在一個16×150毫米的試管中,裝入硫磺粉到離頂1英寸處.將試管浸入用于制備聚(二甲基硅氧烷)的油浴中,加熱油浴,使硫全部熔融.將粘度計(攪拌器)放入熔融硫中,溫度以每分鐘五度的速率升高.記錄帶動馬達(dá)所需的安培數(shù),直到溫度達(dá)到225℃為止.

       硫的聚合說明了一個與大分子有關(guān)的重要現(xiàn)象,即有一臨界溫度存在.由于解聚的活化能比聚合反應(yīng)的活化能大許多,所以低溫下解聚反應(yīng)進(jìn)行很慢.然而,當(dāng)溫度升高,解聚速率增加,而且最終將超過聚合速率.兩個速率相等的這一點就叫做臨界溫度,因為超過這一溫度,聚合物就不能生成.

       油浴溫度達(dá)到225℃以后,讓它冷卻,每隔10℃記錄一次安培計的讀數(shù),直到最后再出現(xiàn)最大粘度為止.然后取出攪拌,迅速將試管里的東西倒入裝有冷水的燒杯中,邊倒邊用手作圓周運動,使沉淀的聚合物成條狀,而不結(jié)塊.將冷卻的聚合物從水中取出,進(jìn)行檢驗.

       氯化膦氰聚合物的制備    取5.2克五氯化磷和7.5克氯化銨混合均勻后放入16×150毫米的試管中.再加入氯化銨約0.5英寸厚用來覆蓋混合物.將試管放入電加熱的油浴中,維持在160℃,使反應(yīng)混合物(不是氯化銨的覆蓋層)浸入油層.將混合物加熱3小時,從油浴中拿出,讓它冷卻.將冷卻的反應(yīng)物放入裝有25毫升庚烷(或低沸點石油醚)的125毫升錐形瓶中,再將錐形瓶放在實驗室振蕩器上(或旋渦混合器)振蕩懸浮液10分鐘以提取可溶的(PNCl23和(PNCl24.過濾懸浮液,將殘余物倒回錐形瓶,用20毫升苯分兩次提?。畬⒏槿芤杭訜嵴舭l(fā)直到渾濁為止.將燒杯放在一邊讓產(chǎn)物結(jié)晶.若需要,將苯溶液過濾并蒸干.最后用壓縮空氣的氣流將氯化膦氰聚合物干燥并進(jìn)行檢驗.

       透明的聚磷酸鹽的制備    焦磷酸二氫二鉀鹽K2H2P2O7熱分解生成線形磷酸鹽聚合物,稱為Kurrol鹽,它具有纖維狀結(jié)構(gòu).將5克焦磷酸鉀溶于水中,用稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值到4.5,用氫離子試紙檢驗.

K4P2O7+HCl → K2H2P2O7+KCl          (10-12)

加乙醇使K2H2P2O7沉淀下來,過濾,放入烘箱中干燥10分鐘.將干燥的K2H2P2O7放入坩堝中,用煤氣燈小心地加熱直到不再起泡(脫水)為止.繼續(xù)加熱坩堝半小時,然后冷卻,檢驗產(chǎn)品.
       儀器    試管,三個電加熱油浴,金屬球,安培計,粘度計,125毫升錐形瓶,實驗室振蕩器,漏斗,坩堝.

       化學(xué)試劑    氯化銨,苯,庚烷,鹽酸,八甲基環(huán)四硅氧烷,五氯化磷,氫氧化鉀,焦磷酸鉀硫磺粉與甲苯


       * 油浴的加熱線圈是用一適當(dāng)長度的鎳鉻絲繞在芯軸上做成的(最好是在車床上繞).加熱線圈與配有插頭的電線連結(jié)起來,放在靠近燒杯的底部.在鎳鉻絲上電線絕緣的下部加熱裝置通過絕緣體與燒瓶壁接觸.可用油溶油或硅油作介質(zhì).

       ** 根據(jù)R.B.福克斯(Fox)等人在Macromolecules,1,193(1968)中提出的命名.


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