本書首先重點(diǎn)介紹聚合反應(yīng)類型、實(shí)施方法與合成技術(shù)、高分子結(jié)構(gòu)與性能的評(píng)價(jià)方法及新進(jìn)展；其次安排了高分子材料合成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包括高分子合成中的經(jīng)典聚合機(jī)理、聚合實(shí)施方法，以及近年來出現(xiàn)的活性自由基聚合、接枝聚合等新型合成技術(shù)。然后在對(duì)高分子材料表征技術(shù)、成型加工方法等重點(diǎn)介紹的基礎(chǔ)上，選擇了七大類功能與智能高分子材料，從*基礎(chǔ)的合成實(shí)驗(yàn)入手，開展高分子材料合成技術(shù)、表征技術(shù)及性能測(cè)試能力的綜合實(shí)驗(yàn),從而訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、觀察、總結(jié)及創(chuàng)新的能力。另外，附錄部分給出了有關(guān)高分子材料合成與性能實(shí)驗(yàn)的一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本書可用作化學(xué)、高分子材料、材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書，也可用作高分子、功能材料相關(guān)研究領(lǐng)域研究生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)用書，還可供從事高分子材料及相關(guān)專業(yè)的科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用人員參考。

基于合成化學(xué)的快速發(fā)展，高分子材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的衣、食、住、行及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域，深刻地改變了人們的生產(chǎn)與生活模式。近年來，以功能高分子材料為典型代表的新型材料的開發(fā)與利用逐漸成為各國競(jìng)相發(fā)展的科技前沿領(lǐng)域。在國家倡導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)中，基于高分子材料的研發(fā)有望產(chǎn)生原始創(chuàng)新成果。另外，越來越多的研究生學(xué)位論文工作，都會(huì)或多或少地涉及功能高分子材料合成原理與技術(shù)，這也是學(xué)生較為欠缺的知識(shí)與技能。然而，目前鮮有以功能高分子材料合成與性能測(cè)試訓(xùn)練為主要目標(biāo)的教材。

基于本書編寫人員多年來在功能高分子領(lǐng)域的科研經(jīng)歷與講授高分子化學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)課的經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)谧跃幹v義基礎(chǔ)上整理修改，編撰成本書。本書特色如下：（1）在簡(jiǎn)單介紹高分子化學(xué)基本原理基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹高分子合成技術(shù)、表征技術(shù)及性能測(cè)試方法，從而使學(xué)生從基礎(chǔ)理論到前沿發(fā)展的角度，對(duì)高分子材料及其前沿領(lǐng)域有宏觀認(rèn)識(shí)。（2）安排高分子材料合成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，從而訓(xùn)練學(xué)生的高分子合成基本技能，并培訓(xùn)其動(dòng)手能力，樹立安全生產(chǎn)意識(shí)。（3）通過功能高分子材料合成與性能綜合實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練綜合開發(fā)能力與創(chuàng)新意識(shí)。

本書內(nèi)容主要包括三篇：第一篇（第1～第3章）重點(diǎn)介紹聚合反應(yīng)類型、聚合反應(yīng)實(shí)施方法與合成技術(shù)、高分子結(jié)構(gòu)與性能的評(píng)價(jià)方法及新進(jìn)展，同時(shí)在對(duì)功能高分子材料進(jìn)行簡(jiǎn)介的基礎(chǔ)上，對(duì)高分子材料的表征技術(shù)、成型加工方法進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。第二篇（第4～第7章）通過高分子材料合成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),訓(xùn)練高分子材料合成基本技能，包括高分子合成中的經(jīng)典聚合機(jī)理（如自由基聚合、離子聚合、縮聚等）與聚合實(shí)施方法（如本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液縮聚等），以及近年來新出現(xiàn)的活性自由基聚合、接枝聚合、自組裝等,并對(duì)如何開展實(shí)驗(yàn)做了具體要求。第三篇（第8～第16章）通過功能高分子材料合成與性能綜合實(shí)驗(yàn)，在對(duì)不同類型功能高分子材料基本知識(shí)進(jìn)行認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，從最簡(jiǎn)單的合成實(shí)驗(yàn)入手，開展高分子材料合成技術(shù)、表征技術(shù)及性能測(cè)試能力的培訓(xùn),加強(qiáng)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、觀察、總結(jié)及創(chuàng)新的能力。另外，附錄部分給出了有關(guān)高分子材料合成與性能實(shí)驗(yàn)的一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本書可用作化學(xué)、高分子材料、材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書，也可用作高分子、功能材料相關(guān)研究領(lǐng)域研究生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)用書，還可供從事高分子材料及相關(guān)專業(yè)的科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用人員參考。

編者

2019年5月

王榮民，理學(xué)博士，教授，西北師范大學(xué)高分子化學(xué)與物理專業(yè)博士生導(dǎo)師；日本早稻田大學(xué)博士后；澳大利亞RMIT皇家理工學(xué)院訪問學(xué)者。甘肅省教學(xué)名師；獲寶鋼教育基金教師獎(jiǎng)。甘肅省青年科技獎(jiǎng)獲得者；甘肅五四青年獎(jiǎng)獲得者；甘肅省333人才工程一、二層次人選。入選教育部新世紀(jì)人才支持計(jì)劃。主持研究5項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和1項(xiàng)教育部重點(diǎn)項(xiàng)目，參加多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，其中1項(xiàng)為國家自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目；主持研究多項(xiàng)省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、教育廳基金項(xiàng)目和省環(huán)保局項(xiàng)目。在J Am Chem Soc、Angew Chem、J Contr Rel等國際國內(nèi)重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文200余篇；申請(qǐng)國家發(fā)明專利60余件；鑒定成果4項(xiàng)。獲省級(jí)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)3項(xiàng)。轉(zhuǎn)讓應(yīng)用成果4項(xiàng)并取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。主編國家規(guī)劃教材1部并獲得全國暢銷書（科技類）、中國石油和化學(xué)工業(yè)圖書獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國石油和化學(xué)工業(yè)出版物獎(jiǎng)（科技類）一等獎(jiǎng)。

第一篇高分子材料合成基礎(chǔ)知識(shí)1

第1章高分子化學(xué)基礎(chǔ)

1.1高分子化學(xué)簡(jiǎn)介1

1.2聚合反應(yīng)類型1

1.3共聚合反應(yīng)3

1.4高分子化學(xué)反應(yīng)4

1.5高分子化學(xué)新進(jìn)展5

1.6高分子組裝技術(shù)的發(fā)展8

參考文獻(xiàn)9



第2章高分子合成技術(shù)

2.1連鎖聚合反應(yīng)的實(shí)施方法10

2.2逐步聚合反應(yīng)的實(shí)施方法12

2.3聚合反應(yīng)實(shí)施方法的篩選13

2.4聚合反應(yīng)技術(shù)新進(jìn)展14

2.5單體與引發(fā)劑及純化方法15

2.6聚合物的分離純化方法17

2.7聚合物的干燥方法20

2.8常用聚合反應(yīng)裝置21

參考文獻(xiàn)22



第3章高分子結(jié)構(gòu)與性能評(píng)價(jià)

3.1高分子組成和結(jié)構(gòu)表征24

3.2高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的表征24

3.3平均分子量及分子量分布26

3.4高分子溶解性及溶液制備28

3.5高分子熱性能28

3.6高分子穩(wěn)定性及抗老化性29

3.7高分子力學(xué)性能29

3.8其他性能30

參考文獻(xiàn)30



第二篇高分子材料合成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)31

第4章高分子材料合成實(shí)驗(yàn)基本要求

4.1高分子材料合成實(shí)驗(yàn)的必要性31

4.2高分子材料合成實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)要求32

4.3高分子材料綜合（探究）實(shí)驗(yàn)基本要求34

4.4實(shí)驗(yàn)室使用規(guī)則35

4.5實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范36

參考文獻(xiàn)36



第5章連鎖聚合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)5-1甲基丙烯酸甲酯本體聚合制備有機(jī)玻璃板37

實(shí)驗(yàn)5-2溶液聚合制備聚乙酸乙烯酯40

實(shí)驗(yàn)5-3懸浮聚合制備聚苯乙烯大孔樹脂41

實(shí)驗(yàn)5-4乙酸乙烯酯的乳液聚合制備白乳膠43

實(shí)驗(yàn)5-5反相乳液聚合制備聚丙烯酸鈉45

實(shí)驗(yàn)5-6沉淀聚合制備苯乙烯-馬來酸酐共聚物46

實(shí)驗(yàn)5-7原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備聚甲基丙烯酸甲酯48

實(shí)驗(yàn)5-8陽離子聚合制備聚苯乙烯50

實(shí)驗(yàn)5-9陰離子聚合制備SBS嵌段共聚物52

實(shí)驗(yàn)5-10配位聚合制備立構(gòu)規(guī)整聚苯乙烯55

實(shí)驗(yàn)5-11二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚合制備聚碳酸亞丙酯57

實(shí)驗(yàn)5-12聚甲基丙烯酸甲酯的逐步沉淀分級(jí)與分子量測(cè)定59

參考文獻(xiàn)63



第6章逐步聚合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)6-1線型縮聚制備雙酚A環(huán)氧樹脂65

實(shí)驗(yàn)6-2不飽和聚酯樹脂的合成與玻璃鋼的制備67

實(shí)驗(yàn)6-3體型縮聚制備脲醛樹脂黏合劑69

實(shí)驗(yàn)6-4聚加成反應(yīng)制備聚氨基甲酸酯泡沫塑料71

實(shí)驗(yàn)6-5開環(huán)聚合制備尼龍-673

實(shí)驗(yàn)6-6界面縮聚法合成尼龍-6675

實(shí)驗(yàn)6-7三聚氰胺與甲醛縮合制備蜜胺樹脂77

參考文獻(xiàn)78



第7章高分子反應(yīng)與組裝實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)7-1聚乙酸乙烯酯的醇解反應(yīng)制備聚乙烯醇79

實(shí)驗(yàn)7-2聚乙烯醇的甲醛化反應(yīng)合成膠水82

實(shí)驗(yàn)7-3乙酰化改性合成乙酸纖維素83

實(shí)驗(yàn)7-4羧甲基纖維素鈉的合成85

實(shí)驗(yàn)7-5纖維素區(qū)位選擇接枝聚合物的合成87

實(shí)驗(yàn)7-6表面接枝聚合改性二氧化硅微粒91

實(shí)驗(yàn)7-7組裝法合成水溶性高分子光敏材料93

參考文獻(xiàn)94



第三篇功能高分子材料合成與性能綜合實(shí)驗(yàn)96

第8章功能高分子材料表征與加工技術(shù)

8.1功能高分子材料簡(jiǎn)介96

8.2高分子材料的表征技術(shù)及方法簡(jiǎn)介99

8.3高分子材料成型加工方法104

參考文獻(xiàn)108



第9章涂料用高分子材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)9-1丙烯酸酯共聚物乳液的合成與性能測(cè)試110

實(shí)驗(yàn)9-2水性涂料的制備與漆膜基本性能測(cè)試113

實(shí)驗(yàn)9-3無皂雙親性丙烯酸酯共聚物乳液及調(diào)濕涂料的制備115

參考文獻(xiàn)117



第10章吸附性高分子材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)10-1磺化聚(苯乙烯-乙烯基咪唑)的制備與吸附性能120

實(shí)驗(yàn)10-2磁性殼聚糖復(fù)合材料合成與吸附性能122

實(shí)驗(yàn)10-3高分子吸油材料的合成與性能124

參考文獻(xiàn)127



第11章高吸水高分子材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)11-1高吸水性低交聯(lián)度聚丙烯酸鈉的合成與吸水性128

實(shí)驗(yàn)11-2淀粉接枝聚丙烯酸鈉的合成與吸水性能130

實(shí)驗(yàn)11-3大豆蛋白基高分子水凝膠的合成與性能131

參考文獻(xiàn)133



第12章高分子阻垢材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)12-1低分子量聚丙烯酸鈉的合成與阻垢性能135

實(shí)驗(yàn)12-2丙磺酸共聚物的合成及阻垢性能138

實(shí)驗(yàn)12-3聚天冬氨酸阻垢分散劑的合成與性能140

參考文獻(xiàn)142



第13章能源高分子材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)13-1聚吡咯的合成與導(dǎo)電性能144

實(shí)驗(yàn)13-2酚醛樹脂基碳材料的制備及電容性能147

實(shí)驗(yàn)13-3聚乙烯醇基凝膠電解質(zhì)制備及電化學(xué)性能151

參考文獻(xiàn)154



第14章光電功能高分子材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)14-1聚乙烯基咔唑的合成與光電導(dǎo)性能155

實(shí)驗(yàn)14-2聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物的合成與表征158

實(shí)驗(yàn)14-3聚集誘導(dǎo)發(fā)光聚合物的發(fā)光性能162

參考文獻(xiàn)163



第15章生物醫(yī)用高分子材料的合成與性能

實(shí)驗(yàn)15-1直接縮聚法合成聚乳酸165

實(shí)驗(yàn)15-2開環(huán)聚合制備高分子量聚乳酸167

實(shí)驗(yàn)15-3聚乳酸載藥微球的制備及釋藥性能169

參考文獻(xiàn)171



第16章智能高分子材料的合成及性能

實(shí)驗(yàn)16-1聚（N,N-二乙基丙烯酰胺）的合成及其溫敏性173

實(shí)驗(yàn) 16-2蛋白質(zhì)復(fù)合聚丙烯酸水凝膠的合成及酸敏性175

實(shí)驗(yàn)16-3聚離子液體微球的合成及性能測(cè)試178

參考文獻(xiàn)180



附錄

附錄1常見高分子材料中英文名稱、縮寫及其制備方法與Tg、Tm參數(shù)182

附錄2常見高分子的溶劑與沉淀劑185

附錄3常用干燥劑及其適用范圍187

附錄4常用冷卻劑、冷卻溫度及配制方法189

附錄5自由基共聚反應(yīng)中單體的競(jìng)聚率189

附錄6部分單體（M1，M2）在陽離子型共聚時(shí)的競(jìng)聚率(r1，r2)190

附錄7聚合物的特性黏度-分子量的關(guān)系\[\]=KM參數(shù)表190

附錄8常見化學(xué)品與高分子材料數(shù)據(jù)庫與搜索引擎191