平衡溶胀法测定交联聚合物的交联度

平衡溶胀法测定交联聚合物的交联度

一、实验目的与要求

掌握平衡溶胀法测定交联聚合物的交联度的基本技能，学会查阅相关手册，并能处理实验数据，求出天然橡胶的有效链平均分子量。

二、实验重点

1．熟悉高分子物理基本概念：溶液的晶格理论，高斯理论。

2．熟悉溶胀平衡，θ溶剂、有效分子链，有效链平均分子量的概念。

3．根据混合自由能概念，对有效链平均分子量计算公式中各符号的物理意义能解释清楚，并能进行简单的推导。

4．学会查阅相关手册，并根据实验求出天然橡胶的有效链平均分子量。

三、实验难点

1．溶解与溶胀概念的区分。

2．温度对溶胀的影响。

3．相关数据的查阅。

4．实验原理的理解。

5．称量的准确程度。

6．数据的处理。

7．对实验现象的解释。

四、实验提问与互动设计

1．溶解、溶胀的概念。

2．混合自由能的概念与表示

3．溶胀平衡的特点。

4．为了防止降解，可在溶剂中添加何种助剂。

5．为什么橡胶塞需要用铝泊包裹。

五、实验讲解

交联度较小的网状聚合物置于它的良溶剂中，鉴于其相邻交联点间的分子链段较长，仍具有相当的柔顺性，溶剂分子可以钻到交联的分子网格中去，使聚合物分子网格伸展，总体积增加，这种现象叫溶胀，随着溶剂分子的不断进入，交联网格不断张开，交联点间的分子链段进一步伸展，当网格伸展到一定程度，产生一种抵抗继续扩展的弹性收缩力，阻止溶剂的分子的继续进入。当这种张力和收缩力达到平衡时，便达到溶胀平衡状态。根据混合自由能理论及晶格理论，在溶胀平衡时可以求得交联聚合物的有效链平均分子量。

图1，溶胀示意图

注意事项：

1、天然橡胶必须适度交联，解释原因。

2、原始胶重在0.2克左右较好，过大、过小对实验结果有何影响（解释）。

3、刚开始称重时间可以短些，（一般为两小时），以后可以适当延长。

4、要达到平衡时间较长，可以作Δm ---t溶胀曲线，外推至时间无穷大。

5、样品悬挂在正中，不能与器壁接触。