【光引發(fā)溶液聚合實驗儀器】
功能/作用介紹：
本自制實驗教學儀器設備涉及《高分子化學》、《高分子實驗教程》課程中關于“光引發(fā)溶液聚合”方面的教學內(nèi)容。
在教學過程中教師發(fā)現(xiàn)：“光引發(fā)溶液聚合”相關知識對于學生來說比較抽象、難以理解，學生對該方面的知識掌握不牢靠，更不能將所學知識用于實踐探索。結合實際教學需求，并以科學理論知識作為指導依據(jù)，遵從教學與實踐相統(tǒng)一的原則，本團隊人員設計制作了“光引發(fā)溶液聚合實驗儀器”。
團隊人員根據(jù)光聚合動力學原理提供一種光引發(fā)溶液聚合的實驗裝置，通過初級活性自由基有效濃度定量調(diào)控光聚合過程。在光聚合過程的鏈式反應中，只有鏈引發(fā)階段需要吸收光能，且光引發(fā)劑分解和產(chǎn)生初級活性自由基的數(shù)量只與聚合體系吸收到的光子的能量和數(shù)量有關，學生在具體的操作過程中，可通過窄波紫外燈源的選擇、反應容器的旋轉設計、燈源的移動設計及實際測量數(shù)字轉化相互配合調(diào)節(jié)聚合體系光引發(fā)劑接受特定波長的光子、特定的光子數(shù)量從而控制引發(fā)劑分解和初級活性自由基的有效濃度，以此實現(xiàn)對光引發(fā)溶液聚合過程的調(diào)控，學生通過親自動手操作，真正將所學知識用于實踐運用，加強了知識的掌握力度。
實驗設備包括：紫外光源與光源控制系統(tǒng)、旋轉式反應裝置和輔助控制系統(tǒng);其中紫外光源與光源控制系統(tǒng)包括若干個窄波紫外燈源，光強傳感器，紫外燈源電源開關，光源與反應裝置的距離調(diào)節(jié)裝置，狹縫透射調(diào)節(jié)裝置，入射光與透射光強度采集與顯示裝置;旋轉式反應裝置包括電動機，轉盤，反應容器，轉盤轉速的大小和轉動時間的設定與數(shù)據(jù)采集裝置;輔助控制系統(tǒng)包括儀器供電系統(tǒng)，送風機，排風機，若干溫度探頭，溫度探頭采集與顯示裝置。
本實驗設備貼近教學實際，在西南石油大學化學化工學院應化專業(yè)《高分子化學》第三章第四節(jié)“自由基聚合機理”、第五節(jié)“引發(fā)劑”、第七節(jié)“聚合速率”、第十一節(jié)“阻聚和緩聚”、第十二節(jié)“自由基壽命和鏈增長、鏈終止速率常數(shù)的測定”;以及《高分子實驗教程》 第七章綜合、設計、創(chuàng)新型實驗之實驗五十六“紫外線引發(fā)法合成聚丙烯?！钡日鹿?jié)中進行了教學應用，取得了很好的教學效果。在上述課程教學過程中，學生通過現(xiàn)場觀摩、親自動手操作、課后總結，對學生掌握光引發(fā)溶液聚合方面的專業(yè)知識，引導學生構思、設計、開展創(chuàng)新型實驗大有裨益，有效地避免了枯燥、空洞的教學模式。
總之，本實驗設備為實現(xiàn)聚合體系微分單元能夠以預先設定的周期接收到具有特定波長范圍和特定數(shù)量的光子，對光源的選擇、光源的溫度控制、光強的調(diào)控方式、反應容器的旋轉調(diào)控方式以及狹縫輻照方式進行了創(chuàng)新性的綜合設計。本實驗設備根據(jù)光聚合動力學原理設計了聚合反應容器的每個微分單元接收到的光子的波長范圍、數(shù)量及周期可連續(xù)調(diào)控的溶液聚合實驗儀器和實驗方法，從而可有效調(diào)節(jié)聚合體系微分單元中初級活性自由基的生成速率，以此實現(xiàn)對光引發(fā)溶液聚合過程的調(diào)控，為將理論知識用于實踐教學提供了新的教學手段。
作品名稱：光引發(fā)溶液聚合實驗儀器
完成單位：西南石油大學化學化工學院化學驅油劑合成研究室
