一种用于模拟分子的模型的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于模拟分子的模型的制备方法，包括模拟分子中的原子的磁性球模型和连接于原子之间的键棍模型，通过注塑交联的方法制备聚甲基丙烯酸甲酯的键棍模型，并通过注塑交联的方法制备了包含有磁粉的聚甲基丙烯酸甲酯的磁性球模型，成型的磁性球模型作为原子模型与键棍模型共同组建为分子模型，磁性球模型和键棍模型的制备过程中还加入色母粒进行染色；键棍模型包括旋转棒和设置于旋转棒两端的连接棒，旋转键棍模型的旋转环，旋转环带动旋转棒转动，便于模拟分子的磁性球模型和键棍模型的重新组装及拆卸。本发明专利技术对原子模型表面的键位个数及键位位置没有限制，减少原有的球棍模型生产过程所需的模具数量精度。

A method for the preparation of models for simulating molecules

The invention provides a method for preparing a model for simulating a molecule, including a magnetic sphere model simulating an atom in a molecule and a bond rod model connecting atoms, a bond rod model of polymethyl methacrylate (PMMA) is prepared by injection-crosslinking method, and a polymethyl methacrylate containing magnetic powder is prepared by injection-crosslinking method. The magnetic sphere model of methyl acrylate is composed of atom model and bond stick model as molecular model. The magnetic sphere model and bond stick model are also dyed by adding color masterbatch in the process of preparation. The rotating ring, which drives the rotating rod to rotate, facilitates the reassembly and disassembly of the molecular magnetic sphere model and the bond rod model. The invention has no restriction on the number and position of the key positions on the surface of the atomic model, and reduces the precision of the number of moulds needed in the production process of the original bat model.

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟分子的模型的制备方法
本专利技术属于教学用具领域，具体涉及一种用于模拟分子的模型的制备方法。
技术介绍
教学用具是指使学生能直观、形象地理解教学内容所使用的各类器具以及教师授课时使用的用具的总称，教具能够提高学生的学习兴趣，丰富学生的感性认识，帮助学生形成明确的概念，发展学生的观察能力和思维能力。球棍模型（球棒模型）是一种空间填充模型，用来表现化学分子的三维空间分布，将球棍模型（球棒模型）用实物表现出来，是初中及高中化学教学的一种常见教学演示方式。这种实物表现的球棍模型（球棒模型）用棍状的模型代表两原子之间的共价键，棍状模型还连接以球状模型表示的原子。现有的用实物表现的球棍模型是在制作出来的球形原子模型上预留若干键孔，并在孔洞中插入罐装的键棍模型，键棍模型的两端分别设置于两个球形原子模型上的键孔内；这类键棍模型在组建分子的模型时，需要选取具有合适数量、适当位置键孔的球形原子模型，由于键孔的位置是预留在原子模型上，而分子的模型中又可能包含拥有不同键位数量及不同键位位置的多种原子类型及分子键形式。现有的实物表现的球棍模型是设计出多种键孔数量及位置不同的原子模型，而一套实物球棍模型通常包括数量有限的不同类型的原子模型，当需要装配同种类型原子较多的分子模型时，往往需要多套球棍模型来共同装配，而未用到的类型的原子模型则会闲置。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用于模拟分子的模型的制备方法，通过模拟分子中的原子的磁性球模型和连接于原子之间的键棍模型，对原子模型表面的键位个数及键位位置没有限制，减少原有的球棍模型生产过程所需的模具数量及精度，提高生产效率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于模拟分子的模型的制备方法，包括模拟分子中的原子的磁性球模型和连接于原子之间的键棍模型，其特征在于：具体步骤为：步骤一、分别将偶联剂和磁粉在机械搅拌下分散于水和乙醇溶液中，向分散有磁粉的乙醇溶液中滴加偶联剂的水解溶液，加热至60~70℃并搅拌2h，离心，用无水乙醇清洗并干燥，得到偶联剂包覆的磁粉；步骤二、向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯，在60℃下加热回流，直至聚甲基丙烯酸甲酯完全溶解至甲基丙烯酸甲酯中，得到聚甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯的混合熔体；步骤三、取部分步骤二中的混合熔体加入0.05~0.1%的引发剂搅拌，取出的混合熔体在双螺杆挤出机中与第一色母粒混合并挤出，再经由注射装置注入至第一注塑模具中，第一注塑模具为键棍模型的棍状注塑模具，第一注塑模具加热至50~60℃下低温聚合，聚合时间为6~9h，将注塑模具继续升温至100~110℃，保温2h进行老化处理，冷却后脱模，得到键棍模型；步骤四、向步骤二中剩余的混合熔体中加入步骤一得到的偶联剂包覆的磁粉，搅拌5~9h后得混合均匀的磁粉混合物，再将混合均匀的磁粉混合物转移至双螺杆挤出机中；步骤五、第二色母粒从步骤四中的双螺杆挤出机的加料口添加，并与磁粉混合物混合，第二色母粒和磁粉混合物还经由螺杆挤出机挤出后造粒；步骤六、将步骤五所得颗粒在55~65℃下搅拌，待颗粒变为流体时加入0.05~0.1%的引发剂，75~85℃温度下继续搅拌0.5~1h后冷却至室温，得到分散有磁粉的预聚合体；步骤七、将步骤六得到的预聚合体经由注塑机的螺杆挤出并注入至第二注塑模具，第二注塑模具为球形注塑模具，第二注塑模具加热至50~60℃下低温聚合，聚合时间为6~9h，将注塑模具继续升温至100~110℃，保温2h进行老化处理；步骤八、注塑模具自然冷却至室温，将注塑模具打开，脱模得到原子的磁性球模型。进一步的，步骤一中磁粉乙醇溶液的质量浓度为15g/L，磁粉在乙醇溶液中进行超声分散，偶联剂水溶液的质量浓度为0.3g/mL，且磁粉与偶联剂的质量比为1~10。进一步的，所述磁粉为Nd2Fe14B磁粉，所述偶联剂为硅烷偶联剂。进一步的，步骤二中甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.5~2，步骤四中甲基丙烯酸甲酯与磁粉的质量比为1~5。进一步的，所述第一色母粒为白色母粒，所述第二色母粒还包括多种色母粒，步骤五中加入双螺杆挤出机的第二色母粒为多种色母粒中的一种或多种。进一步的，所述搅拌为非磁力搅拌。进一步的，所述键棍模型还连接两个铁块。进一步的，所述键棍模型包括旋转棒和设置于旋转棒两端的连接棒，所述旋转棒包括所述螺纹柱和套设于螺纹柱上的旋转环，所述旋转环设置于所述螺纹柱的中部，旋转环两侧螺纹柱上的螺纹方向相反，螺纹柱的两端还分别连接有铁块，所述螺纹柱还旋转环两侧的螺纹连接于所述连接棒；所述连接棒上设有可供铁块通过的内通道，两个连接棒的一端设有与螺纹柱的外螺纹相匹配的内螺纹，两个连接棒还分别通过内螺纹连接于旋转环的两侧，连接棒的另一端远离旋转环所在方向，连接棒的另一端还连接吸盘；所述吸盘包括吸盘壳体和吸盘槽，所述吸盘壳体为透明的圆锥壳体，吸盘壳体的顶部还设有供铁块放置的吸盘槽，所述吸盘槽与所述吸盘壳体之间还设有一个或多个通孔。进一步的，所述连接棒的侧壁还设有透气孔。进一步的，螺纹柱的两端还分别设有螺纹孔，铁块的外壁设有与螺纹孔向匹配的外螺纹，所述铁孔螺纹连接于所述螺纹柱。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的一种用于模拟分子的模型的制备方法，通过注塑交联的方法制备了包含有磁粉的聚甲基丙烯酸甲酯的磁性球模型，易于着色，制备方法简单，且磁粉的表面包覆有偶联剂，使粉料状的磁粉在聚甲基丙烯酸甲酯能更好的分散；2.本专利技术的一种用于模拟分子的模型的制备方法，原子模型为能够着色的磁性球模型，键棍模型上带有铁块和吸盘，并通过铁块与磁性球的磁吸引力连接于磁性球模型代表的原子模型上，连接方便，吸盘能够在一定程度上加固键棍模型在原子模型上的附着力，防止键棍模型在磁性球表面的滑动；拆卸时旋转键棍模型的旋转环，铁块离开磁性球模型表面，空气经由连接棒的透气孔和吸盘上的通孔进入吸盘壳体内，便于键棍模型从磁性球模型的表面拆除。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中，图中各标号为：1、旋转棒；101、螺纹柱；102、旋转环；2、连接棒；3、铁块；4、螺纹孔；5、内通道；6、吸盘壳体；7、吸盘槽；8、通孔；9、透气孔。具体实施方式为了本领域的技术人员能够更好地理解本专利技术所提供的技术方案，下面结合具体实施例进项阐述。本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟悉本技艺之人士可以据以完成，然本案之实施例并非可由下列而被限制其实施形态。一种用于模拟分子的模型的制备方法，通过注塑交联的方法制备了包含有磁粉的聚甲基丙烯酸甲酯的磁性球模型，以磁性球模型作为原子模型，同样以注塑交联的方法制备聚甲基丙烯酸甲酯的键棍模型，通过键棍模型表示的共价键和磁性球模型表示的原子来共同构建由原子和原子之间的分子键构成的化学分子，化学分子的主要代表为C骨架的有机分子。实施例1分子的模型采用甲基丙烯酸甲酯注塑交联的方法制备，键棍模型的制备方法为：向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯，在60℃下加热回流，所用甲基丙烯酸甲酯单体已进行过预处理，除去阻聚剂，至聚甲基丙烯酸甲酯完全溶解至甲基丙烯酸甲酯中，得到聚甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯的混合熔体；取上述混合熔体加入0.05%的引发剂在常温下搅拌，取出的混合熔体在双螺杆挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟分子的模型的制备方法，包括模拟分子中的原子的磁性球模型和连接于原子之间的键棍模型，其特征在于：具体步骤为：步骤一、分别将偶联剂和磁粉在机械搅拌下分散于水和乙醇溶液中，向分散有磁粉的乙醇溶液中滴加偶联剂的水解溶液，加热至60~70℃并搅拌2h，离心，用无水乙醇清洗并干燥，得到偶联剂包覆的磁粉；步骤二、向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯，在60℃下加热回流，直至聚甲基丙烯酸甲酯完全溶解至甲基丙烯酸甲酯中，得到聚甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯的混合熔体；步骤三、取部分步骤二中的混合熔体加入0.05~0.1%的引发剂搅拌，取出的混合熔体在双螺杆挤出机中与第一色母粒混合并挤出，再经由注射装置注入至第一注塑模具中，第一注塑模具为键棍模型的棍状注塑模具，第一注塑模具加热至50~60℃下低温聚合，聚合时间为6~9h，将注塑模具继续升温至100~110℃，保温2h进行老化处理，冷却后脱模，得到键棍模型；步骤四、向步骤二中剩余的混合熔体中加入步骤一得到的偶联剂包覆的磁粉，搅拌5~9h后得混合均匀的磁粉混合物，再将混合均匀的磁粉混合物转移至双螺杆挤出机中；步骤五、第二色母粒从步骤四中的双螺杆挤出机的加料口添加，并与磁粉混合物混合，第二色母粒和磁粉混合物还经由螺杆挤出机挤出后造粒；步骤六、将步骤五所得颗粒在55~65℃下搅拌，待颗粒变为流体时加入0.05~0.1%的引发剂，75~85℃温度下继续搅拌0.5~1h后冷却至室温，得到分散有磁粉的预聚合体；步骤七、将步骤六得到的预聚合体经由注塑机的螺杆挤出并注入至第二注塑模具，第二注塑模具为球形注塑模具，第二注塑模具加热至50~60℃下低温聚合，聚合时间为6~9h，将注塑模具继续升温至100~110℃，保温2h进行老化处理；步骤八、注塑模具自然冷却至室温，将注塑模具打开，脱模得到原子的磁性球模型。...

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟分子的模型的制备方法，包括模拟分子中的原子的磁性球模型和连接于原子之间的键棍模型，其特征在于：具体步骤为：步骤一、分别将偶联剂和磁粉在机械搅拌下分散于水和乙醇溶液中，向分散有磁粉的乙醇溶液中滴加偶联剂的水解溶液，加热至60~70℃并搅拌2h，离心，用无水乙醇清洗并干燥，得到偶联剂包覆的磁粉；步骤二、向反应釜中加入甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸甲酯，在60℃下加热回流，直至聚甲基丙烯酸甲酯完全溶解至甲基丙烯酸甲酯中，得到聚甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯的混合熔体；步骤三、取部分步骤二中的混合熔体加入0.05~0.1%的引发剂搅拌，取出的混合熔体在双螺杆挤出机中与第一色母粒混合并挤出，再经由注射装置注入至第一注塑模具中，第一注塑模具为键棍模型的棍状注塑模具，第一注塑模具加热至50~60℃下低温聚合，聚合时间为6~9h，将注塑模具继续升温至100~110℃，保温2h进行老化处理，冷却后脱模，得到键棍模型；步骤四、向步骤二中剩余的混合熔体中加入步骤一得到的偶联剂包覆的磁粉，搅拌5~9h后得混合均匀的磁粉混合物，再将混合均匀的磁粉混合物转移至双螺杆挤出机中；步骤五、第二色母粒从步骤四中的双螺杆挤出机的加料口添加，并与磁粉混合物混合，第二色母粒和磁粉混合物还经由螺杆挤出机挤出后造粒；步骤六、将步骤五所得颗粒在55~65℃下搅拌，待颗粒变为流体时加入0.05~0.1%的引发剂，75~85℃温度下继续搅拌0.5~1h后冷却至室温，得到分散有磁粉的预聚合体；步骤七、将步骤六得到的预聚合体经由注塑机的螺杆挤出并注入至第二注塑模具，第二注塑模具为球形注塑模具，第二注塑模具加热至50~60℃下低温聚合，聚合时间为6~9h，将注塑模具继续升温至100~110℃，保温2h进行老化处理；步骤八、注塑模具自然冷却至室温，将注塑模具打开，脱模得到原子的磁性球模型。2.根据权利要求1所述的一种用于模拟分子的模型的制备方法，其特征在于：步骤一中磁粉乙醇溶液的质量浓度为15g/L，磁粉在乙醇溶液中进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭耀普，
申请(专利权)人：郭耀普，
类型：发明
国别省市：河南,41