《高分子化学与物理实验》课程教学资源（授课教案）实验3 膨胀计法测定聚合物的玻璃化转变温度—教案

一、目的要求1、掌握膨胀计法测定玻璃化温度的原理；2、掌握膨胀计法测定玻璃化温度的方法。二、原理TTg：自由体积开始膨胀，为链段运动提供了空间保障，链段由冻结状态进入运动状态，随着温度的升高，聚合物的体积膨胀除了分子占有的体积膨胀之外，还有自由体积的膨胀，体积随温度的膨胀率比玻璃化温度以下的大。(8xeur)/aT,TTrC图5-5非晶聚合物的比体积-温度关系1一快速冷却；2-慢速冷却三、主要试剂和仪器1、主要试剂颗粒状PS，乙二醇。2、主要仪器膨胀计、线性升温装置。四、实验步骤1、将膨胀计洗净烘干。在膨胀计样品管中加入聚苯乙烯颗粒，装入量约为样品管体积的4/5。然后将乙二醇慢慢加入样品管内，并用玻璃棒轻轻搅动以赶走气泡，管中的液面略高于磨口的下端。2、在膨胀计毛细管柱下端的磨口塞上涂少量真空油脂。将毛细管插入样品管，使乙二醇升入毛细管柱的下部（不高于刻度10小格），注意勿使毛细管中存在气泡。3、将膨胀计的样品管浸入油浴，垂直夹牢4、升温，控制升温速率1℃/min。30℃开始记录液面高度，每升高5℃读一次，55-80温度每升高2℃读一次，直到90℃为止。5、取下膨胀计及油浴，清理。6、以膨胀计液柱高度对温度作图，确定聚苯乙烯的玻璃化转变温度。五、注意事项1、要注意选取合适的测量温度范围。因为除了玻璃化转变外，还可能有其它转变，这时都有体积的变化，当然，Tg是最主要的转变，一般说，这个转变的体积变化也较大些。2、测量时，常把试样在封闭体系中加热或冷却，体积的变化通过填充液体的液面升降而读出。因此，要求这种液体不能和聚合物发生反应，也不能使聚合物溶解和溶胀。六、思考题1、作为聚合物热膨胀介质应具备哪些条件？2、聚合物玻璃化转变温度受到哪些因素的影响？3、若膨胀计样品管内装入的聚合物量太少，对测试结果有何影响？

一、目的要求 1、掌握膨胀计法测定玻璃化温度的原理； 2、掌握膨胀计法测定玻璃化温度的方法。 二、原理 TTg ：自由体积开始膨胀，为链段运动提供了空间保障，链段由冻结状态进入运动状态，随着温度 的升高，聚合物的体积膨胀除了分子占有的体积膨胀之外，还有自由体积的膨胀，体积随温度的膨 胀率比玻璃化温度以下的大。 三、主要试剂和仪器 1、主要试剂 颗粒状PS，乙二醇。 2、主要仪器 膨胀计、线性升温装置。 四、实验步骤 1、将膨胀计洗净烘干。在膨胀计样品管中加入聚苯乙烯颗粒，装入量约为样品管体积的4/5。然后 将乙二醇慢慢加入样品管内，并用玻璃棒轻轻搅动以赶走气泡，管中的液面略高于磨口的下端。 2、在膨胀计毛细管柱下端的磨口塞上涂少量真空油脂。将毛细管插入样品管，使乙二醇升入毛细管 柱的下部（不高于刻度10小格），注意勿使毛细管中存在气泡。 3、将膨胀计的样品管浸入油浴，垂直夹牢。 4、升温，控制升温速率1℃/min。30℃开始记录液面高度，每升高5℃读一次，55-80温度每升高 2℃读一次，直到90℃为止。 5、取下膨胀计及油浴，清理。 6、以膨胀计液柱高度对温度作图，确定聚苯乙烯的玻璃化转变温度。 五、注意事项 1、要注意选取合适的测量温度范围。因为除了玻璃化转变外，还可能有其它转变，这时都有体积的 变化，当然，Tg是最主要的转变，一般说，这个转变的体积变化也较大些。 2、测量时，常把试样在封闭体系中加热或冷却，体积的变化通过填充液体的液面升降而读出。因 此，要求这种液体不能和聚合物发生反应，也不能使聚合物溶解和溶胀。 六、思考题 1、作为聚合物热膨胀介质应具备哪些条件? 2、聚合物玻璃化转变温度受到哪些因素的影响? 3、若膨胀计样品管内装入的聚合物量太少，对测试结果有何影响?