应用化学实验讲义[1].doc

1、黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 1 -实验 一 新型固化剂 N,N,N,N-四(-羟乙基)己二酰胺的合成-羟烷酰胺类粉末涂料固化剂N,N,N,N-四(-羟乙基)己二酰胺是 -羟烷酰胺类固化剂，该类固化剂是聚酯粉末涂料中一类重要的固化剂，由美国 Rohm Haas 公司开发，具有代表性的商品牌号为 Primid XL 552，已通过 EINES, TSCA 审查认可。它不仅可用作粉末涂料交联剂，也可用作为水性、溶剂性涂料的交联剂，尤其适用于粉末涂料的交联剂。它是一种比传统耐候性粉末专用固化剂异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)毒性更小的新型固体剂，在欧美的应用呈上升趋势。-羟烷酰胺类

2、固化剂体系具有以下特点：(1)能低温固化。羟烷基酰胺活化能大大低于 TGIC，最低固化温度可在 150、2530min 完成，因此节省能源。(2)毒性比 TGIC 低，对人体皮肤不产生刺激性。(3)由于该交联剂具有较多官能团，因此用量较 TGIC 少，从而降低使用成本。(4)用该交联剂制成的粉末具有一定的摩擦带电性，可降低喷涂电压。(5)固化时只有水分子放出，不会对环境造成污染，是一种无毒无刺激的“绿色环保”型固化剂。用 -羟烷酰胺固化的涂膜具有优异的户外耐候性，人工老化试验表明，它具有同 TGIC相当的耐候性，而机械性能比 TGIC 更突出。因此该体系是一种大有发展前途的新型固化体系，极具发

3、展潜力。目 前 ， 国内固化剂的用量达 2 万吨左右，产量仅 8000 吨左右，皆为低档产品。故采用先进的清洁生产工艺技术开发的 N,N,N,N-四(-羟乙基)己二酰胺，在 固化 剂 领 域 是一个朝阳产品，有着广阔的市场。一、实验目的1、了解 -羟烷酰胺类固化剂的用途，理解其合成原理，掌握其合成工艺；2、熟悉精细化学品合成的一般方法。二、实验原理N,N,N,N-四(-羟乙基)己二酰胺，代称 TP105，分子式： ，分子量：320.4，外观为纯白色粉末状固体，熔点 120-124，羟值为 620-700mgKOH/g。结构式：反应原理：三、主要实验仪器与药品1、仪器：玻璃仪器气流烘干机、电子分

4、析天平、搅拌器、四口烧瓶（250mL） 、温度计、恒压滴液漏斗、冷凝管、布氏漏斗、抽滤瓶、热电偶、电加热套、循环水真空泵。2、试剂：己二酸二甲酯、二乙醇胺、甲醇钠、氢氧化钠、碳酸钠、无水乙醇。四、实验步骤与工艺流程黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 2 -1、实验步骤向装有搅拌、恒压滴液漏斗、温度计、蒸馏头的四口烧瓶中，加入二乙醇胺 32.8g 及催化剂甲醇钠 0.40g、 （或甲醇钠 0.30g、氢氧化钠 0.10g、碳酸钠 0.10g） ，加热至 100，滴加己二酸二甲酯 25.6g，滴加完毕继续反应一定时间，减压蒸馏出副产物甲醇，真空度控制在-0.05MPa。当反应产物变成乳

5、白色粘稠状物质时，降温至 80，加入无水乙醇 60mL，回流20min，之后降温，冷却，经抽滤、干燥得白色粉末状产品。2、工艺流程图五、注意事项1、在加入溶剂时，要缓缓加入，以免发生溶剂暴沸、倒冲现象。2、在加入溶剂时，要停止搅拌，待产物溶解后，再缓缓开启搅拌。3、真空度一定要控制在-0.06MPa 左右，真空度太大则得率低，真空度太小，则副反应多，纯度低。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 3 -实验二 N,N,N,N-四(-羟乙基)己二酰胺的分析与检测一、实验目的1、学习 N,N,N,N-四(-羟乙基)己二酰胺（TP105）的成分分析与检测；2、熟悉精细化学品分析的一般方法：红

6、外光谱分析、熔点测定、液相色谱分析。二、实验内容1、红外光谱分析：采用美国 Nicolet 380 傅立叶变换红外光谱仪，用 KBr 压片法测定，扫描速度为 32 次/秒，分辨率为 4cm1 。Nicolet 380 傅立叶变换红外光谱仪的相关介绍和使用教程可参见网页：http:/ TP105 用研钵研磨成粉，然后装入毛细管，使用熔点测定仪直接检测，平行测定三次。仪器型号：WRS-1B，上海精密科学仪器有限公司简单介绍WRS-1B 数字熔点仪特点：测定晶体物质的熔点以确定其纯度。主要用于药物、染料、香料等晶体有机化合物熔点之测定。测定范围：室温至 300；温度显示最小示值：0.1；线性升温速率

7、：0.2，0.5，1.0，1.5，2.0，3.0，4.0，5.0（/min）；测量准确率： 200：0.5，200：0.8操作步骤及使用方法1. 开启电源开关，稳定 20 分钟，此时，保温灯、初熔灯亮、电表偏向右方，初始温度为 50左右。2. 通过拨盘设定起始温度，通过起始温度按钮，输入此温度，此时预置灯亮。3. 选择升温速率，将波段开关调至需要位置。4. 预置灯熄灭时，起始温度设定完毕，可插入样品毛细管。此时电表基本指零，初熔灯熄灭。5. 调零，使电表完全指零。6. 按下升温钮，升温指示灯亮（注意！忘记插入带有样品的毛细管按升温钮，读数屏将出现随机数提示您纠正操作）。7. 数分钟后，初熔灯先

8、闪亮，然后出现终熔读数显示，欲知初熔读数，按初熔钮即得。8. 只要电源未切断，上述读数值将一直保留至测下一个样品3、含量检测：Agilent 1200使用高效液相色谱（HPLC）测定，测定条件：(1) 流动相：甲醇 :水=40:60；(2) 流动相流速： 0.7-1.0mL/min；(3) 检测波长 210nm，参比波长 360nm；(4) 检测时长： 15min。(5) 样品溶解，用（甲醇 :水=40:60 ）的混合溶液来溶解，样品与溶剂配比为 1：1000黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 4 -高效液相色谱的使用方法可参见百度文库资料，网址如下：http:/ 5 -实验三：2

9、-羟基-1-萘甲醛的合成（瑞穆尔- 提曼反应）定义：酚和氯仿及过量的氢氧化钠或氢氧化钾溶液相互作用，生成邻和对羟基芳香醛，这便是瑞穆尔提曼反应原理：反应按下式进行 ArOH+Cl3+NaOH ArOHCHl2+NaCl+H2OArOHCHl2+2NaOHArOCHO+2NaCl+H2O2-羟基 -1-萘甲醛的合成英文名：2-Hydroxy-1-Naphtyaldehyde化学式：C 11H8O2相对分子质量：172.18结构式：CHOH产品性质：黄色针状结晶；熔点 82，沸点 192；溶于乙醇、乙醚和碱溶液；不溶于水。用途：分析试剂，荧光增白剂 PEB 的主要中间体。合成路线： OH CHOH

10、 CHOHCHl3NaO,25OH +试剂：-萘酚、无水乙醇、氢氧化钠、氯仿、盐酸等仪器：温度计、滴液漏斗、三口烧瓶、回流冷凝管、电热套等合成方法：在装有滴液漏斗、温度计、回流冷凝管的三口烧瓶中，加入 -萘酚 10g、无水乙醇 37ml，搅拌下将 20g 氢氧化钠与 40ml 水配成的溶液迅速加入。加热至 70-80,滴加氯仿13 克，反应开始后停止加热，控制滴加速度使反应维持沸腾。加完氯仿后再回流搅拌 2 小时，蒸去过量的乙醇和氯仿，冷却剧烈搅拌下用盐酸中和至 pH 值为 2-3，静置分层，过滤，滤饼加水搅拌并升温至 60，用盐酸中和至 pH 值为 2-3，过滤干燥，用乙醇重结晶，产物熔点

11、79-80.黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 6 -实验四：香豆素合成一、实验五： 大红粉颜料的制备一、实验目标1理解有机颜料合成中重氮化反应和偶合反应的反应机理。2掌握有机颜料制备中过滤、洗涤、干燥等常见的操作。二、产品特性与用途大红粉的化学名称为苯基偶氮-2-羟基-3- 萘甲酰苯胺，化学式 C23H17N3O2，结构式为大红粉为桃红色粉末，是重要的红色有机偶氮颜料，具有着色力和遮盖力强、耐晒、耐酸、耐碱等优点。主要用于红色磁漆着色，也适用于乳胶制品、皮革、漆布水彩、油画以及印泥、油墨、文教用品和化妆品着色。三、实验原理在较低的温度下和强酸的水溶液中，苯胺与亚硝酸发生重氮化反应

12、，生成重氮苯盐。因为重氮盐不稳定，温度稍高会分解，所以重氮化反应一般在较低的温度下进行，一般为05。亚硝酸不稳定，容易分解，实验室常用亚硝酸钠的强酸溶液代替亚硝酸。在碱性条件下，重氮盐与色酚 AS 发生偶合反应，生成苯基偶氮-2-羟基-3-萘甲酰苯胺，即大红粉颜料。重氮盐与色酚 AS 偶合时，一般在稀碱溶液中进行。因为在碱中，酚转变成苯氧负离子，该离子是比羟基还强的致活基，更容易发生亲电取代反应。生成的苯基偶氮-2-羟基-3-萘甲酰苯胺再经过酸化、过滤、洗涤、干燥，即得较纯的产品。有关化学反应方程式如下： 四、主要仪器与药品1主要仪器电热恒温干燥箱、冰水浴、恒温水浴锅、电动搅拌器、布氏漏斗、抽

13、滤瓶以及蒸发皿等。2主要药品苯胺，AR；亚硝酸钠，AR；盐酸，AR；氢氧化钠，AR 。色酚 AS，CP。俗名纳夫妥 AS。米黄色粉末。有毒！熔点 243244。溶于烧碱溶液、热硝基苯，微溶于乙醇，不溶于水和纯碱溶液，是不溶性偶氮染料的重要偶合组分。主要用于棉纤维织物染色和印花的打底剂，又用作有机染料的中间体。 五、实验内容与操作步骤1重氮化反应 在 100mL 烧杯中加入 20mL 蒸馏水，在冰水浴中降温至 35，然后加入 6.4mL37浓盐酸，再加入 2.5 克苯胺，并搅拌溶解。称 1.9 克亚硝酸钠，放于 10ml 蒸馏水中溶解。在搅拌下，将亚硝酸钠溶液慢慢加入到苯胺溶液中，并在 35下反

14、应 30 分钟，生成氯化重黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 7 -氮苯。2偶合反应 在 200mL 烧杯中，加入 30mL 蒸馏水，投入 1.6 克氢氧化钠，搅拌溶解。将氢氧化钠溶液升温到 80，搅拌下加入 7.2 克色酚 AS，搅拌至完全溶解。再加入 80mL 蒸馏水稀释，保持温度为 3839。在搅拌下，将重氮化反应得到的氯化重氮苯溶液，缓缓加入到上述色酚 AS 的溶液中，偶合反应 30 分钟。得到物料用于后处理过程。 3后处理过程偶合反应得到的物料，用盐酸调节溶液 pH 为 7，升温至 90以上，保温 1 小时，再进行抽滤。抽滤过程中用蒸馏水洗涤滤饼 23 次。滤饼转移到蒸发

15、皿中，置于干燥箱中，控温在 80左右干燥，至水分完全蒸发。称重，计算收率。六、实验记录与数据处理大红粉的收率可按下式计算：收率= 100%理论产量可按下式计算： 理论产量= 克式中：M 1苯基偶氮-2-羟基-3- 萘甲酰苯胺的摩尔质量， g/mol，可取 367.0；w苯胺的有效含量，分析纯可取 0.9900.995；M2苯胺的摩尔质量，g/mol，可取 93.0；m原料苯胺的质量，g。七、安全与环保苯胺有一定的毒性，实验时应保持室内通风。含有苯胺的废液应集中处理，不能随意丢弃。 实 际 产 量理 论 产 量 12wm黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 8 -实验六：氧化铁红的制备

16、一、实验目标1理解氧化铁红的制备原理。2掌握马弗炉的操作使用方法。3掌握研磨、过滤、洗涤等实验室常见的操作。二、产品特性与用途氧化铁红简称铁红，成分为 Fe2O3，橙红色或深紫红色粉末。密度 55.25g/cm3。不溶于水及油，溶于热浓酸。有优良的耐光、耐热、耐碱性能，遮盖力和着色力都很大。氧化铁红为无机红色颜料，普遍用于油漆、橡胶、涂料、塑料等着色；氧化铁红也是高级精磨材料，用于精密的五金仪器、光学玻璃等制造中的抛光。 三、实验原理本实验以绿矾（FeSO 47H2O）为原料，以水作为溶剂和洗涤剂制备氧化铁红。首先绿矾被加热脱去结晶水，再经氧化还原反应生成氧化铁，最后经水洗、过滤、烘干、粉碎得

17、到产品。有关化学反应方程式如下：FeSO47H2O FeSO4 + 7H2O2FeSO4 Fe 2O3 + SO2+ SO3 四、主要仪器与药品1主要仪器马弗炉、电热恒温干燥箱、200mL 烧杯两个、托盘天平、蒸发皿、研钵、坩埚、酒精灯以及铁架台等。2主要药品绿矾，工业级；10BaCl2 溶液，AR。五、实验内容与操作步骤氧化铁红的制备操作流程如图。脱水研磨焙烧 研磨 浮选水洗 干燥1脱水取硫酸亚铁晶体（绿矾）15 克于蒸发皿中，在酒精灯上加热至晶体呈白色粉末状，绿矾即脱去了结晶水2焙烧将已脱去结晶水的硫酸亚铁转移至坩埚中，放入马弗炉中焙烧。马弗炉的温度控制在800，焙烧时间为 30 分钟。取

18、出坩埚放在干燥器中自然冷却至室温。硫酸亚铁经焙烧后，生成紫棕色的氧化铁。 焙 烧黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 9 -3研磨将冷却后的半成品在研钵中研磨成细粉末。4浮选将氧化铁粉末放入烧杯中，加适量的水（约 30mL） ，搅拌均匀。用手摇荡烧杯，将含有细颗粒的上层液体倒入另一个烧杯中。如此反复操作，待下层的粗粒和杂质中不再有细粒上浮时，即表明细末氧化铁已完全被浮选出去。 5水洗将盛有氧化铁细末的悬浮液的烧杯静置一段时间，待氧化铁完全沉淀并且水层变清时，小心倾倒出清水。再加入适量的去离子水（约 50mL） ，搅拌均匀后静置澄清，小心倾倒出上层清液。如此反复操作几次。在倾倒出的上层

19、清液中，滴入几滴 10的 BaCl2溶液，若不出现浑浊，则表明此时已经洗净，氧化铁中不再含有 SO42-，水洗可以结束。6干燥将洗涤过的氧化铁色泥，放入电热恒温干燥箱中干燥，温度控制在 150左右，至水分完全蒸发后取出，降至室温。7研磨将烘干后的氧化铁用研钵研磨成粉末，即为氧化铁红颜料。称量得氧化铁红的实际产量，计算收率。 六、实验记录与数据处理氧化铁红的收率可按下式计算：收率= 100%理论产量可按下式计算： 理论产量= 克式中： M1氧化铁的摩尔质量，g/mol，可取 157.7；w绿矾的有效含量，工业绿矾可取 0.95；M2绿矾的摩尔质量，g/mol，可取 277.8；m 原料绿矾的质量

20、，g。 实 际 产 量理 论 产 量 12wmM黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 10 -实验七：碱性水溶性热固型酚醛树脂胶粘剂的制备酚醛树脂是由酚类化合物（如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚 A 等）与醛类化合物（如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等）在碱性或酸性催化剂作用下，经加成缩聚反应制得的树脂统称为酚醛树脂。酚与醛的反应是比较复杂的，由于酚类与醛类的摩尔比，所用催化剂的不同，合成工艺不同，加成与缩聚反应的速度和生成产物也有很大的差异。传统的酚醛树脂胶粘剂（PF）因具有优异的胶合强度、力学性能，良好的耐水性、耐热性及化学稳定性，是目前室外用人造板的主要用胶。本文介绍的

21、是一种在碱性催化剂催化条件下合成的水溶性热固型酚醛树脂胶粘剂，该酚醛树脂主要用于竹胶合板的制备，此类竹胶合板主要用作建筑模板、汽车厢板、砖机托板、集装箱班、高档家具板以及高档竹地板等。用于竹胶合板制备的水溶性热固型酚醛树脂胶粘剂的主要技术参数如下表所示：检 测 项 目 技 术 参 数颜色、状态 红色透明液体pH 9.0-11.5固体含量 22-35%倒泡管法 2.5-4.0 秒 (终点控制，以 48%固含量计)粘度涂-4 杯 14-22 秒 (最终产品，以 30%固含量计)游离苯酚 2.0%游离甲醛 1.0%储存稳定性 60 天胶合强度 0.8 MPa可被溴化物含量 60-85%羟甲基含量 1

22、0-20%粘度拐点 在固体含量 40%左右4h 沸水煮性能 无剥落、开裂现象一、实验目的1、学习碱性水溶性热固型酚醛树脂胶粘剂的合成。2、学习合成树脂的一般方法。3、学习酚醛树脂的反应终点控制方法：倒泡管法。二、实验原理在碱性物质的催化下，过量的甲醛与苯酚（甲醛与苯酚的摩尔比大于 1）反应生成热固性酚醛树脂。其反应过程如下：在碱性催化剂存在下使反应介质 PH 大于 7，苯酚和甲醛首黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 11 -先发生加成反应生成一羟甲基苯酚。室温下，在碱 性介质中的酚醇是稳定的，一羟甲基苯酚中的羟甲基与苯酚上的氢的反应速度比甲醛与苯酚的邻位和对位上的氢的反应速度小，因

23、此一羟甲基苯酚不容易进一步缩聚，只能生成二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚。当以上反应生成的羟甲基苯酚受热后，又可发生羟甲基苯酚上的羟甲基与苯酚上的氢的缩合反应生成次甲基桥，或发生羟甲基与羟甲基之间的缩合反应形成醚键连接：以上产物继续受热会进一步缩合，所以应严格控制得到具有类似下列结构的产物：其中，n=4-10 ，m=2-5 。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 12 -三、主要实验 仪器与药品1、仪器玻璃仪器气流烘干机、电子分析天平、搅拌器、四口烧瓶（250mL） 、温度计、冷凝管、热电偶、电加热套、倒泡管（内径 10mm、长 100mm） 。2、试剂苯酚、甲醛、氢氧化钠。四、实验配方与

24、工艺1、配方：苯酚：60.0g，氢氧化钠：11.0g（加入 23.0g 水溶解） ，一次水：15.0g，二次水：15.0g，一次甲醛：61.0g，二次甲醛：15.0g。2、工艺流程图：苯酚碱液40-50，保温 20min一次水一次甲醛二次甲醛保温 60-75min，温度在 90-94升温至 9025-40min自反应 10min 后，15min 左右升温至 90，在升温至 85时，开始测量粘度，5min/次测定粘度（ 终点控制 ） 二次水 出料黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 13 -终点粘度控制(推荐控制点)：倒泡管法，控制在 2.5-3.0s。倒泡管法：市场上出售的规格为内径

25、 10mm，长 100mm 的小试管我们称之为倒泡管，也称之为格式管。将 252的胶粘剂，加入格式管中，加入高度为 95mm，食指抵住格式管底部，拇指按住格式管口，倒置，同时按下秒表，记录格式管口的气泡从管口到格式管底部上升所需要的时间，重复 3 次，误差在 0.1s 以内方可。五、注意事项1、苯酚融化的水浴温度设置为 65-70，2L 的水浴锅，融化 500g 的整瓶苯酚，大约需要45min，建议每次融化完苯酚后，将 100g 苯酚倒入 250ml 的具塞四角烧瓶中，塞上塞子，留待下次备用，这样融化时间可以节约 25min。一般 250ml 的烧瓶，做 200ml 的料（按 80%计） ，所

26、需苯酚不会超过 100g。以 250ml 的四角烧瓶为例，搅拌一般设定 250-350r/min 左右（工业化的搅拌一般为 65-90r/min，酚醛胶生产以 75r/min 为佳） ，以中间可以形成一个较为明显的漩涡为宜，漩涡边缘与中心的液面差 1cm 左右。（取用苯酚时，要带手套，且要在通风橱中处理，苯酚具有强烈的腐蚀性，若是少量滴在身上/手上，立刻用大量水冲洗。 ）2、加入 30%的碱液，搅拌 20min。 （碱液要提前半个小时以上溶解，然后冷水中冷却至室温。溶解碱液的时候会大量放热，且释放出非常刺激性气体，最好在通风橱中进行。 ）3、加入甲醛（总量的 80%） ，设定反应温度为（冬天

27、45，夏天 40） ，然后让其自反应，自反应升温一般可至 80-90(冬夏及保温效果都有影响)，自反应升温时间一般为 25-40min。4、升温至设定温度 90-94，一般升温至 90，开始保温反应，保温时间为（100-自反应升温时间）min。5、保温结束，降下升降台，快速降温至 82（设定 80） ，之后加入第 2 次甲醛（剩余的20%） ，自反应 15min，之后设定 85，等温度升到 85后，再设定 90-92，温度达到预定温度后，开始取样，倒泡法测定反应液粘度，取样后，放入冷水浴（约 10-15）冷却3min，然后立刻测试倒泡时间。6、倒泡取样时间间隔，以 5min 取样一次为佳。六、

28、思考题1、写出本实验中所用原料：苯酚，甲醛，氢氧化钠（催化剂）的物理性质、技术指标。2、在你完成本实验的过程中，你认为你还有哪些不足之处。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 14 -实验八：非离子表面活性剂羟值的测定（国标法）1、范围非离子表面活性剂羟值的测定。适用于脂肪族和脂环族的聚烷氧基化合物的羟值(特别是伯脂肪醇烷基酚和脂肪酸的环氧乙烷、环氧丙烷及其混合物的加成物的羟值)的测定，适用于经值在 101 000 的测定。邻苯二甲酸酐法特别适用于伯仲脂肪醇、烷基酚和脂肪酸的环氧乙烷、环氧丙烷及其混合物加成物的羟值的测定。可能产生干扰的物质如下:伯和仲胺、酷胺、叔醇、硫醇和环氧化物产

29、生副反应而影响方法的准确度。长碳链脂肪族酸和酯会生成比邻苯二甲酸酐更稳定的酐，而其在的终了时也不能完全被分解。其他的游离酸因与氢氧化钠标准溶液反应而有干扰;碱包括某些叔胺因与生成的邻苯二甲酸反应而产生干扰，在这种情况下，需对酸度或碱度作校正(按 GB/T 6365).环氧化物的存在对测定有干扰，若能用低温真空蒸馏法予以除去，并且不改变羟值，本方法仍适用。上述的处理可以消除浓度（质量分数）高于 0.5 %产生干扰的游离环氧乙烷。试样中存在的水分会与邻苯二甲酸反应，但若遵循测定步骤中所述的措施去预防，本方法仍可使用2 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。羟值 I(OH)hydroxyl valu

30、e(OH)为了中和以邻苯二甲酸酐酯化 1g 试样中的羟基而生成的酸所需的氢氧化钾毫克数或相当于 1g 试样中羟基的氢氧化钾的毫克数。3 原理邻苯二甲酸酐法黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 15 -在吡啶溶液中，以邻苯二甲酸赶来酯化羟基。以氢氧化钠标准溶液滴定溶液中所含的水，来水解过量的邻苯二甲酸酐。以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液中和酯化反应所生成的酸和水解所产生的邻苯二甲酸。由滴定试样溶液和空白溶液所耗用的氢氧化钠标准滴定溶液之差来计算羟值。4 试剂和材料吡啶:沸点在 114116;邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐吡啶溶液(酰化试剂);A 配制将 140g1g 邻苯二甲酸酐、12

31、g 咪唑置于 2L 棕色玻璃瓶中。加入 1L 吡啶，用力摇动直至完全溶解为止。B 浓度的验证用移液管将 25.0 mL 酰化试剂移入 250 mL 锥形瓶中，在酚酞指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，应消耗 83 mL87mL 的氢氧化钠标准滴定溶液。氢氧化钠标准滴定溶液: c(NaOH)=0.5 mol/L;酚酞指示剂:1g 酚酞溶于 100 mL 吡啶中。5 仪器和设备碱式滴定管:50 mL磨口锥形瓶:250 mL 具有锥形磨口玻璃接头;冷凝管:有效长度 800 mm 的空气冷凝管或有效长度 400 mm，带有锥形磨口玻璃接头，能与锥形瓶配合，并带有能收集冷凝管外部冷却水珠的收集器;

32、单刻度移液管:15 mL,25 mL。6 测定所有的操作均应在通风良好的通风橱内进行。所用的玻璃仪器应清洁和千燥，同时进行两个样品和两个空白试验的测定。称量将试样按以下计算量称入预先称量的干燥锥形瓶中（精确至 0.001g） 。本实验称取1.2000g 聚乙二醇 400。当含水量(质量分数)低于 1%时，试样的质量 m。按式(1)计算:式中:黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 16 -m0试样的质量数值，单位为克(g);I (OH)估计羟值，以每克试样耗用氢氧化钾的毫克数计。若最小羟值限制为 10，那么最大试样质量为 36.5g对于含水量(质量分数)大于 1%、小于 40%为，试样

33、的质量 m0按式(2)或式(3)计算:式中:m0试样的质量数值，单位为克(g) ；w(H2O)试样中水的质量分数，以(%)表示;I(OH)估计羟值，每克试样所耗用的氢氧化钾毫克数(mg/g)。酯化用移液管吸取 25.0 mL 邻苯二甲酸酐吡啶溶液，加入含有试样的锥形瓶中，将预先用吡啶淋洗过的冷凝管与锥形瓶相连，旋转摇动，以混匀瓶中的物料，加热烧瓶，使之缓慢回流40min，回流温度为 1152，再冷却至室温。水解和滴定用吡啶淋洗冷凝管，取下锥形瓶，用水冲洗磨口玻璃接头。在锥形瓶中放入搅拌磁子，将烧瓶置于电磁搅拌器上，开动搅拌器。用滴定管准确地加入 50.0 mL 氢氧化钠标准滴定溶液，加入 4

34、滴5 滴的酚酞指示刑，用氢氧化钠标准滴定溶液，滴定至溶液呈粉红色，并维持 15 s 不褪色即为终点。空白试验在测定的同时进行两个空白试验。用水代替聚乙二醇 400，重做第和第部。计算试样的经值 I(OH) (mg/g)按下式计算:V0空白试验耗用氢氧化钠标准滴定溶液的体积；mL；V1试样耗用氢氧化钠标准滴定溶液的体积；,mL；c氢氧化钠标准滴定溶液的浓度；mol/L；m0试样的质量,g；56.10氢氧化钾的相对分子质量;X试样的酸碱值，取两次测定结果的算术平均值为测定结果。此处忽略不计。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 17 -实验九 碱性水溶性热固型酚醛树脂胶黏剂的粘度测定及初

35、步应用一、实验目的1、学习粘度测定常用的三种方法：旋转粘度计法、涂-4 杯法、倒泡管法；2、学习人造板施胶常用的两种方法：滚涂法、浸胶法。3、学习人造板制备的两种方法：烘箱法、平板硫化机法二、实验内容（一）粘度测定（三种方法）1、旋转粘度计法参见“NDJ-79 型”旋转式粘度计使用说明书 。2、涂-4 杯法将样品和流出杯温度调节至 251。将流出杯放在支架上，用水平仪和调节支架的水平螺丝，确保流出杯的上边缘处于水平位置。堵住流出杯孔，将准备好的无泡试样慢慢灌入流出杯，以避免产生气泡。若有气泡形成，则使其浮至表面，然后除去。用直边刮刀沿流出杯上边缘平刮，或者用边缘圆滑的平板玻璃板滑过整个边缘除去

36、所形成的半月面。水平地将玻璃板拉过流出杯边缘，使试样的水平面与流出杯的上边缘处于同一水平位置，即可进行测定。将一适宜容器放在流出杯下方。迅速打开杯孔开关，同时计时。待流出孔的流束首次中断时，停止计时，记录流出时间，精确至 0.1s。用适宜的溶剂对其进行清洗。不能使用金属清理工具或金属丝。如果流出孔被干沉积物沾污，应用适宜的溶剂使之变软，再仔细清洗。也可将涂-4 杯粘度换算成运动粘度，换算公式：t=0.154v+11（ t23 s） 或 t=0.223 v+6.0（ 23 s t150 s） t-流 出 时 间 （ s） v-运 动 粘 度 （ mm2/s）注：所得数据，要对应胶粘剂固体含量的数

37、据。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 18 -3、倒泡管法：见“实验三”（二）胶合板的制备（两种方法）1、原理如上图所 示，是含有羟甲基的线型或支链型酚醛树脂，由于分子中含有羟甲基，此类酚醛树脂在受热情况下会进一步相互缩合形成高度交联的体型结构产物，我们将竹席/竹帘/竹篾/杨木板/三合板/纤维板等竹基/木基材料，浸泡/滚涂酚醛树脂后，经晾干/烘干、热压成型等工艺，即可得到竹/木胶合板。2、工艺简述平板硫化机法：采用浸胶工艺（一般用于竹材） 。工艺参数：温度 1455 ，压力 15-20 MPa，热压时间为 1.5 min/mm；烘箱法：采用双面涂胶工艺（一般用于木材） ，然后上下

38、夹板压实，电热鼓风烘箱140烘30min。三、注意事项1、板材的选择：板材不能有虫蛀、污渍、大量灰尘、大面积霉点，厚度要均一。2、平板硫化机及烘箱温度较高，注意烫伤，另外，使用平板硫化机时，按照规程操作，避免压伤等事故。四、思考题1、谈谈你对人造板的认识。2、对于本实验，你有哪儿些收获、不足及建议。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 19 -实验十：过碳酸钠的制备与产品分析（学生-设计实验）过碳酸钠又称过氧化碳酸钠, 化学通式Na 2CO3nH2O2m H2O。自70年代末日本开发成功并投入生产以来，欧美等国也竟相开发研究这一新产品。其用途非常广泛, 除为强氧化剂外, 还广泛用于洗

39、涤、纺织、医疗、造纸、电镀等方面。由于过碳酸钠的含氧量高, 又可用于漂白剂、杀菌剂、消毒剂和食品保鲜剂等。过碳酸钠作为漂白剂, 既可以避免次氯酸的刺激性气味, 又可以弥补过硼酸盐对环境污染的弊端, 且在冷水中也有很好的漂白效果, 因此有很好的推广价值。近年来, 国外利用过碳酸钠在催化剂作用下能释放出氧气的特点, 将其用作急救用氧的新型化学供氧源。随着经济的发展, 过碳酸钠的需求量也不断增长, 仅按国内洗衣粉的年产量计算, 对过碳酸钠需求量为2025万吨。而目前, 国内过碳酸钠的年产量只有几万吨, 加上过碳酸钠在其他方面的应用, 估计过碳酸钠的年需要量达50万吨。与欧美日国家相比, 我国还处于起

40、步阶段， 因此开发和应用过碳酸钠的市场前景十分广阔。过氧碳酸钠的生成化学反应式为：2Na 2CO3+3H2O22Na 2CO33H2O2过氧碳酸钠的生产方法很多，不同的生产方法可以制备不同形式和规格的产品。但概括起来可分为两类：湿法生产工艺和干法生产工艺。过氧干法生产是在热空气沸腾的流态床上，往无水碳酸钠上喷洒过氧化氢溶液而制得过氧碳酸钠晶体。由于该法生产工艺、生产流程简单，生成的产品稳定性差，活性氧含量低，以及生产技术苛刻，操作困难等原因，工业上很少采用。过氧湿法生产是用饱和的碳酸钠溶液跟一定浓度的双氧水在添加适量的稳定剂及一定的温度条件下进行反应，然后经结晶、过滤、干燥、分离而得到的产品。

41、该法生产的产品稳定性好，技术成熟，得到工业上的广泛应用。目前有喷雾法、低温结晶法和溶剂法等。 一、过碳酸钠物化性质，我国在八十年代初才开始研究并生产这种产品，至今已形成一定的生产规模。过氧碳黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 20 -酸钠是一种具有多用途的新型氧系漂白剂，具有漂白、杀菌、洗涤、水溶性好等特点，对环境无危害。现已广泛应用于纺织、洗涤剂、医药和饮食行业，同时它也是一种优良的纸浆漂白剂，可替代含氯漂白剂，生产白度高、白度稳定性好的纸浆。 1.1 过氧碳酸钠的物理性质过氧碳酸钠是碳酸钠与过氧化氢以氢键结合在一起的结晶化合物，常见其分子晶型有两种：1.5 型(Na 2CO31

42、.5H2O2)和 2，3 型(2Na 2CO33H2O2)。目前所使用的产品大部分为分子式 2，3 型过氧碳酸钠产品，分子量为 314。过氧碳酸钠为白色结晶粉末状或颗粒状固体，由于碳酸钠与过氧化氢以氢键联接，其在水中有很好的溶解度，并随温度的升高而上升。表1 为过氧碳酸钠在几种不同温度下的溶解度。过氧碳酸钠中理论活性氧含量为 15.3%，相当于 32.5%的过氧化氢，但一般市售的产品其活性含量要少两个百分点左右。表 1 过氧碳酸钠在不同温度下的溶解度温度 溶解度 (g/100g 水)12.0 512.3 1014.0 2016.2 3018.5 401.2 过氧碳酸钠化学性质不稳定，遇水、重金

43、属离子等易分解，其化学反应式如下：2Na2CO33H2O2=2Na2CO3+3H2O2H2O2H 2O+1/2O2固体过氧碳酸钠随温度的升高，其活性氧含量损失愈大，例如在室温条件下贮存一个月，其活性氧损失大约为 0.5%，而在 40时贮存一个月，其活性氧含量损失为 3%。过碳酸钠的漂白机理过氧碳酸钠具有较高的活性氧含量，并在冷水中有很好的溶解性能，过氧碳酸钠在水中分解，产生 H2O2和 Na2CO3，故其水溶液的性质与相应组成的双氧水和碳酸钠的水溶液的性质相同。在碱性溶液中过氧化氢发生以下的化学反应，其反应式如下：H2O2H +HOO-2HOO-O 2+2OH -由以上两式可知，生成的过羟基离

44、子 HOO-具有漂白作用，但同时过羟基离子易受重金属离子的影响而加速分解，减少过氧化氢的有效漂白。在碱性介质中有利于过羟基离子的形成，且 pH 值对漂白作用影响很大，通常认为 pH 过高过低都不利于低浆漂白，pH 在 1011 较适宜。碳酸钠在水中呈碱性，故过氧碳酸钠溶液在 1%3%浓度时其 pH 值在 10.511，这有利于纸浆的漂白。过氧此外，过氧碳酸钠在中性和酸性条件下遇到更强的氧化剂(如高锰酸钾)，又能表现黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 21 -出还原性。二、制备实验2.1 仪器和试剂仪器：型恒温磁力搅拌器; 单相自吸泵试剂：Na 2CO3 (AR )；双氧水(30%)

45、 ；H 2O2的稳定剂BC-1为异丙醇：三乙醇胺= 71 (体积比) ；BC-2 型稳定剂为N a 2SiO3：M gCl 2 = 31 (摩尔比)。2. 2 实验方法及工艺路线将一定量的原料和稳定剂加入反应器, 控制反应温度为15 20, 搅拌反应一段时间, 反应完后，停止搅拌，静止结晶, 过滤, 恒温干燥, 得到产品。2.3 实验条件a稳定剂的筛选常温结晶法的关键是选择合适的稳定剂, 稳定剂的作用, 既可以提高过氧化氢的利用率, 又可以防止产品的分解。采用不同稳定剂进行实验。b无水碳酸钠和过氧化氢配比对生成过碳酸钠的影响过碳酸钠生产过程中影响成本的重要因素是过氧化氢的利用率, 原料配比是影

46、响过氧化氢利用率的重要方面。因此, 考察了原料配比对活性氧含量和收率的影响。c加水量对产品活性氧含量及收率的影响实验中加水量对反应也有一定的影响, 改变加水量进行实验, 结果表明, 加水量过多, 可使产品中的Na 2CO3吸水, 形成较多个结晶水(Na 2CO3 mH2O) 使产品收率提高, 但活性氧的含量降低。d双氧水稳定剂BC-1的用量对生成过碳酸钠的影响双氧水稳定剂BC-1添加量也是影响产品质量的关键因素。加入不同量稳定剂BC-1进行实验e双氧水加入时间对生成过碳酸钠的影响双氧水加入时间对产品活性氧含量和收率的影响较大。由于反应为放热反应, 双氧水加入太快,H2O2 与Na2CO3快速反

47、应, 放出大量的热, 温度骤然上升, 造成H2O2分解和挥发而损失, 致使产品活性氧含量和收率降低。若加料时间过长,H2O2也会部分损失,f反应温度对产品活性氧含量和收率的影响反应时间对产品活性氧含量和收率的影响反应时间对产品活性氧含量和收率有一定影响。实验结果表明, 反应时间太短, 反应不完全。三、产品分析3.1热分析进行稳定性测试仪器：北京光学仪器厂生产的PCT-1A型差热仪，川仪四厂生产的Type3066 Pen recorder台式记录仪；大、小镊子各一个；铝钳锅2个；试剂：参比物为分析纯的A1 2O3，一般在900的高温灼烧过。黄山学院化学化工学院应用化学专业专业实验讲义- 22 -

48、测定过碳酸钠的热重、差热谱图，并根据所得到的差热谱图分析样品在加热过程中所发生的化学变化。3.2含氧量分析高锰酸钾滴定法测定过碳酸钠中活性氧含量。实验十一：马来酸酐接枝天然竹纤维天然竹纤维的力学性能非常优越，其抗张强度也比其他天然材料高（除了麻） ，更适合于作为复合材料增强相。另外竹子自身具有抗菌、抑菌、抗紫外、透气性好等特性，且竹子生长迅速、成材快、产量高，是一种丰富的、生长周期短、环保功能强的可再生资源，特别是我国竹类资源极其丰富，对竹材的研究开发可以缓解由于木材的过度利用而带来的生态失调问题。由于天然植物纤维的亲水性和极性，致使纤维和非极性的塑料基料间的相容性和界面粘结性较差，一直是 WPC 亟待解决的热点问题。通过化学改性改进界面相容性和疏水性是提高木质组分与树脂的界面粘结性的常用方法。本实验通过马来酸酐（Maleic anhydride，简称 MAH）与竹纤维表面的羟基进行酯化反应，对竹纤维进行接枝改性，从而提高竹纤维界面复合性能。该改性实验的完成，为获得高性能的竹纤维增强材