乳液聚合法制备聚醋酸乙烯酯制备电子教案
实验四：醋酸乙烯酯的乳液聚合讲解
《高分子化学实验》指导河西学院化学化工学院金淑萍博士教授2010.03.01目录实验一单体、引发剂的纯化 (3)实验二甲基丙酸烯甲酯的本体聚合——有机玻璃的制备 (3)实验三悬浮聚合——甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合 (5)实验四醋酸乙烯酯的乳液聚合——白乳胶的制备 (7)实验五聚乙烯醇缩甲醛胶水的制备 (9)实验六酚醛树脂的合成 (11)附录一高分子化学实验须知 (13)附录二高分子实验室安全制度 (13)附录三常用仪器操作规定 (14)实验一 单体、引发剂的纯化一、 目的要求：了解单体、引发剂的纯化目的，学会并掌握甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯及常用引发剂的纯化方法。
二、实验原理：略 三、实验内容：1. BPO 重结晶：将10g BPO 在室温下溶于20mL CHCl 3，过滤除去不溶性杂质，滤液滴入等体积的甲醇中结晶，过滤，晶体用冷甲醇洗涤，室温下真空干燥．贮于冰箱中待用。
2. AIBN 重结晶：称取5g 化学纯的AIBN ，迅速加入沸腾的200 mL 乙醇/蒸馏水（体积比7/3）的混合溶液中，搅拌使其溶解，热过滤除去不溶性杂质，自然冷却结晶，过滤，晶体用冷蒸馏水洗涤，室温下真空干燥。
贮存于冰箱中待用。
3. 减压蒸馏MMA （沸点101o C ）。
在500ml 分液漏斗中加250ml 甲基丙烯酸甲酯，用50ml 5％的NaOH 水溶液洗涤至无色。
然后用去离子水（每次50-80ml ）洗至中性，分尽水层后加入单体量5％的无水硫酸钠，充分摇动，放置干燥24h 以上，再加入对苯二酚减压蒸馏搜集50 o C （16.5KPa ）的馏分，得到的纯品放置棕色瓶中冷藏储存。
4. 减压蒸馏醋酸乙烯酯（沸点72）。
在500ml 分液漏斗中加250ml 醋酸乙烯酯，用50mL 饱和亚硫酸氢钠洗涤，再用50mL 饱和碳酸氢钠洗涤，然后用去离子水洗至中性，再无水硫酸钠干燥，静置过夜。
然后加入对苯二酚常压蒸馏收集71.8-72.5 o C 的馏分。
实验讲义十八 乳液聚合——聚醋酸乙烯酯乳胶的合成
实验十八乳液聚合——聚醋酸乙烯酯乳胶的合成概述聚醋酸乙烯酯乳液( Polyvinyl acetate, 简称PV Ac)最重要的应用是作为胶粘剂，它除了具有粘接强度大、耐久性好、粘结层坚韧、使用温度范围宽、制造成本低廉外，还具有其他胶粘剂不可比拟的无毒、无腐蚀和优良的环保性能，在胶粘剂中所占的比例也越来越大。
被广泛用于木材加工、家具组装和建筑装潢等领域。
PV Ac乳液也存在一些缺点，主要是耐水性差，在湿热条件下其粘接强度会有很大程度下降，其成膜的抗蠕变性差。
因此，为了更好满足市场的要求，扩大其应用范围，许多研究者对PV Ac乳液进行改性。
主要集中在共混、共聚、保护胶体、乳化体系和引发体系等方面。
一、实验目的1．掌握乳液聚合的实验方法和乳液聚合的特点。
2．掌握实验室制备聚醋酸乙烯酯乳液的方法。
3．了解乳液聚合的配方及乳液聚合中各组分的作用。
二、实验原理乳液聚合是指单体在溶解有乳化剂的分散介质中被分散为增溶胶束，在水溶性引发剂作用下进行的聚合反应。
乳化剂是高分子乳液聚合的重要成份，乳化剂的选择十分重要。
作为表面活性剂，可有利于降低单体与水的表面张力，增加单体在水中的溶解度，形成胶束和乳液单体液滴。
常用乳化剂除聚乙烯醇外，还有乳化剂OP (聚氧乙烯辛酚醚) 和聚氧乙烯蓖麻油等。
通常使用复合型乳化剂。
乳化剂用量通常为0.3%～0.5%。
临界胶束浓度CM C、亲水亲油平衡值HLB和三相平衡温度是乳化剂最重要的三个性能指标。
将能够形成胶束的最低乳化剂的浓度称为“临界胶束浓度”。
亲水亲油平衡值HLB的大小反应乳化剂的亲水、亲油性倾向的相对大小；三相平衡温度则是乳化剂在水中能够以分子分散、胶束和凝胶（即未完全溶解的乳化剂）三种状态稳定存在的最低温度。
高于此温度时凝胶完全溶解胶束，体系中只存在分子分散和胶束两种分散状态的乳化剂，此时的乳液就相当稳定；低于此温度时凝胶析出，胶束浓度大大降低从而失去乳化作用，因此必须选择三相平衡点低于聚合反应温度的乳化剂才能够保证乳液聚合反应顺利进行。
醋酸乙烯酯的乳液聚合
醋酸乙烯酯的乳液聚合（白乳胶的制备）一、实验目的1、掌握实验室制备聚醋酸乙烯酯乳液的方法。
2、了解乳液聚合的基本原理、配方及乳液聚合中各个组分的作用。
二、实验原理乳液聚合是指单体在分散介质中由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合。
体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成。
乳液聚合可以同时提高反应速率和分子量，目前已成为生产高聚物的重要方法之一。
乳化剂在乳液聚合中起着重要作用，常见的乳化剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。
醋酸乙烯酯乳液聚合最常用的乳化剂是非离子型乳化剂聚乙烯醇。
聚乙烯醇主要起保护胶体作用，防止粒子相互合并。
由于其不带电荷，对环境和介质的pH值不敏感，但是形成的乳胶粒较大。
而阴离子型乳化剂，如烷基磺酸钠RSO3Na（R=C12~C13）或烷基苯磺酸钠RPhSO3Na(R=C7~C14)，由于乳胶粒外负电荷的相互排斥作用，使乳液具有较大的稳定性，形成的乳胶粒子较小，乳液黏度大。
本实验将非离子型乳化剂和离子型乳化剂按一定比例混合使用，以提高乳化效果和乳液的稳定性。
聚合反应采用过硫酸盐为引发剂，按自由基聚合反应历程进行聚合。
为了聚合反应进行得较为平稳，单体和引发剂均需分批加入。
本实验分两步加料反应：第一步加入少许的单体、引发剂和乳化剂进行预聚合，可生成颗粒很小的乳胶粒子；第二步继续滴加单体和引发剂，在一定的搅拌条件下使其在原来形成的乳胶粒子上继续长大。
由此得到的乳胶粒子，不仅粒度较大，而且粒度分布均匀。
这样保证了乳胶在高固含量的情况下，仍具有较低的黏度。
三、仪器、器材1、仪器：水浴锅、电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、四口瓶、滴液漏斗、烧杯、表面皿。
2、试剂：聚乙烯醇、OP-10（20%水溶液）、醋酸乙烯酯、20%过硫酸铵溶液、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯。
四、实验步骤(图1-1打印给你们！)1、实验装置如图1-1所示，四口瓶中装好搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计。
首先加入5.0g聚乙烯醇和90mL去离子水。
醋酸乙烯酯的乳液聚合(共11张PPT)
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醋酸乙烯酯的乳液聚合
第一页，共11页。
一、实验目的
1.掌握实验室制备聚醋酸乙烯酯乳液的方法 2 了解乳液聚合的配方及乳液中各组份的作用。
第二页，共11页。
二、反应原理
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验报告
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验报告任务一:醋酸乙烯酯的乳液聚合实验科目:合成化学实验项目:醋酸乙烯酯的乳液聚合实验类别:日用化工反应类型:乳液聚合每组人数:8-9 实验人数:43实验者姓名:杨麒民实验学时数: 4实验室编号:3 实验室名称:精细化工实验室一、实验目的:1.学习乳液聚合方法，制备聚醋酸乙烯酯乳液。
2.了解乳液聚合机理及乳液聚合中各个组分的作用。
3.了解乳液聚合方法在制备涂料和乳胶漆方面的应用。
4养成严格遵守操作规范的职业意识。
5.培养从事化工生产必须的职业素养。
二、产品特性及用途:1、产品特性据醋酸乙烯酯简称PVA，分子式为C4H6O2，经聚合生成的无定形聚合物，外观透明、溶于苯、丙酮和三氯甲烷等溶剂。
聚醋酸乙烯酯胶漆具有水基漆的优点，即粘度小，而分子量较大，不易燃的有机溶剂。
作为粘合剂时，无论木材、纸张、和织物均可使用。
2、产品用途作胶姆糖基料，我国规定可用于乳化香精和胶姆糖，最大使用量为60g/kg。
用作聚乙烯醇、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、醋酸乙烯-乙烯共聚物的原料，广泛应用于于制备涂料、粘合剂等。
热塑性树脂,在酸或碱性溶剂中水解成聚乙烯醇，制备聚乙烯醇的主要原料。
当分子中含有光敏化剂时对光敏感，在紫外光或电子束作用下发生分解反应，具有正性感光树脂特性。
聚乙酸乙烯酯能溶于多种有机溶剂，能与多种带双键的单体共聚，从而引入各种官能团，具有不同性能。
常作为黏合剂使用。
二、实验原理:乳液聚合是以水为分散介质，单体在乳化剂的作用下分散，并使用水溶性的引发剂引发单体聚合的方法，所生成的聚合物以微细的粒子状反散在水中的乳液。
乳液聚合通常在装备回流管的搅拌反应釜中进行:加入乳化剂、引发剂水溶液和单体后，一边进行搅拌，一边加热便可制得乳液。
乳液聚合温度一般控制在 70-90?之间，pH值在2-6之间。
乙酸乙烯酯单体在过硫酸铵引发剂的作用下，按照自由基反应历程进行反应，反应式如下:链引发:NH4OOSOOSS2OONH4ONH4OOSOOOO2OSONHCH4HCH22OSOCHNHC4OOCOCH3OOCOCH3链增长OH2OSOCCHNH4CHHC2OCOCHOOCOCH33HHH22H2HCCHCCCCnOCOCHOCOCHOCOCH333链终止OCOCH3HCCCCHHH22CCHHCCOCOCH3HH22OCOCHOCOCH33HCCCCH2HH2OCOCHOCOCH3 3三、仪器和化学试剂:1、仪器:一套机械搅拌器(恒速、可调速)、一台1000ml恒温水浴锅、一套真空抽滤装置、一只温度计(100?)、量筒(10ml、50 ml、100 ml各一只)、一只三口烧瓶(磨口、250 ml)、一只球形冷凝管(磨口)、2个聚四氟乙烯密封塞(F4)、聚四氟乙烯搅拌棒(F4)、烧杯(50 ml、250 ml分别三个，一个)、分析天平(精度0.1?)、移液管(1 ml、5 ml、10 ml各一支)、固定夹(若干)、一台烘箱(恒温)、1套粘度计(涂-4杯)2、化学试剂:醋酸乙烯酯(70克)、过硫酸铵(1克)、聚乙烯醇(5克)、十二烷基磺酸钠(1克)、OP-10聚乙烯二醇辛基苯基醚(5毫升，16滴)、碳酸氢钠(0.25克)、水(100毫升)、邻苯二甲酸二丁酯(10克)、广泛PH试纸四、实验操作步骤:1、实验装置安装:架好带有冷凝管、温度计、三口瓶的搅拌装置，如图1-1所示:为保证搅拌速度均匀，整套装置安装要规范，尤其是搅拌器。
醋酸乙烯酯乳液聚合实验报告
醋酸乙烯酯乳液聚合实验报告醋酸乙烯酯乳液聚合实验报告引言：醋酸乙烯酯乳液聚合是一种常用的聚合方法，通过在水相中引入乳化剂，使乳化剂包裹住醋酸乙烯酯单体，形成乳液，再通过引入引发剂进行聚合反应，最终得到聚醋酸乙烯酯。
本实验旨在通过实际操作验证醋酸乙烯酯乳液聚合的可行性，并探究不同实验条件对聚合反应的影响。
实验步骤：1. 实验前准备：准备好所需的试剂和仪器设备，如醋酸乙烯酯、乳化剂、引发剂、反应容器、温度控制装置等。
2. 乳化剂的选择：根据实验要求选择合适的乳化剂，常用的有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂等。
本实验选择了一种非离子表面活性剂作为乳化剂。
3. 乳化剂的添加：将乳化剂溶解在水中，并通过搅拌使其均匀分散。
4. 单体的添加：将醋酸乙烯酯逐渐滴加到乳化剂溶液中，同时继续搅拌，直至形成乳液。
5. 引发剂的添加：将引发剂逐渐滴加到乳液中，同时继续搅拌。
6. 温度控制：根据实验要求，控制反应体系的温度，通常选择适宜的温度范围进行聚合反应。
7. 反应时间控制：根据实验要求，控制聚合反应的时间，通常在一定时间范围内进行反应。
8. 反应结束：反应时间到达后，停止搅拌，将聚合产物取出。
实验结果和讨论：通过上述实验步骤，我们成功地进行了醋酸乙烯酯乳液聚合实验，并得到了聚醋酸乙烯酯。
在实验过程中，我们观察到以下现象和结果：1. 乳化剂的作用：乳化剂的添加使醋酸乙烯酯单体在水相中形成了乳液，乳化剂分子在乳液中形成胶束结构，将醋酸乙烯酯单体包裹住，防止其凝聚成大颗粒。
2. 引发剂的作用：引发剂的添加引发了聚合反应，引发剂分解产生自由基，自由基与醋酸乙烯酯单体发生反应，将其连接成链状结构。
3. 温度的影响：实验中我们控制了不同的温度条件进行聚合反应，发现温度升高可以加快聚合反应速率，但过高的温度可能导致副反应的发生。
4. 反应时间的影响：实验中我们控制了不同的反应时间进行聚合反应，发现反应时间的延长可以增加聚合度，但过长的反应时间可能导致产物的分子量过高，不利于后续应用。
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验
11实验三醋酸乙烯酯的乳液聚合一、实验目的:1．了解乳液聚合的基本原理、基本配方以及乳化剂的作用。
2．掌握乳液聚合的实验技术。
二、实验原理:乳液聚合最简单的配方由单体、水、水溶性引发剂、乳化剂四部分组成。
乳液聚合是单体在含有乳化剂和引发剂的水介质中，在搅拌和乳化剂作用下，分散成乳液状进行的聚合反应。
所用的乳化剂通常为阴离子型的表面活性剂，也可采用非离子型表面活性剂或两种同时使用。
表面活性剂分子的一端为极性的亲水基团,另一端为非极性的亲油基团，当它在水相中的浓度大于临界胶束浓度时，既形成聚集体—胶束。
这时胶束成为聚合的场所，链的增长、终止都在胶束中进行。
所以乳液聚合具有独特的机理并有许多显著的优点。
聚合速率快，低温转化率高，产物分子量大，分子量分布窄，而且有效地排除反应热。
乳液聚合产物可直接用作涂料或粘合剂。
乳液聚合是制备高聚物的一种重要方法。
对于乳胶漆、粘合剂、纸张及皮革处理等，可直接采用乳液。
本实验所得的产物又称为“乳白胶”，可直接作为粘合剂使用,用来粘结木材、纸张和织物。
三、实验仪器及试剂:电动搅拌马达、调压变压器、封闭式电炉、水浴锅、小天平(100g)、四口烧瓶(250ml)、球形冷凝管、温度计(100℃)、恒压滴液漏斗、氮气导管、N2气袋、量筒、烧瓶等。
醋酸乙烯酯(C.P.)、聚乙烯醇(C.P.)、OP—10（C.P.）、十二烷基硫酸钠(10％)、过硫酸钾(C.P.)、乙酸钠(C.P.)、碳酸氢钠(C.P.)、邻苯二甲酸二丁酯(C.P.)。
四、实验步骤:1. 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和氮气导管的250ml的四口烧瓶中，加入浓度为5%聚乙烯醇50g，再加入OP-10：1g，10%十二烷基硫酸钠溶液5g，搅拌并升温。
2. 当温度升至72℃时，加入过硫酸钾0.25g，乙酸钠0.20g，并开始滴加13g（约14ml）醋酸乙烯酯，滴加时，水浴温度维持在80℃左右，滴加时间30分钟。
乙酸乙烯酯的乳液聚合实验
一、实验目的:1、学习乳液聚合方法，制备聚醋酸乙烯酯乳液2、了解乳液聚合机理及乳液聚合中各个组分的作用二、实验原理：乳液聚合是以水为分散介质，单体在乳化剂的作用下分散，并使用水溶性的引发剂引发单体聚合的方法，所生成的聚合物以微细的粒子状分散在水中的乳液。
乳化剂的选择对稳定的乳液聚合十分重要，起到降低溶液表面张力，使单体容易分散成小液滴，并在乳胶粒表面形成保护层，防止乳胶粒凝聚。
常见的乳化剂分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种，一般多使用离子型和非离子型配合使用。
市场上的“白乳胶”就是乳液聚合方法制备的聚醋酸乙烯酯乳液。
乳液聚合通常在装备回流冷凝管的搅拌反应釜中进行（如图3-1所示）：加入乳化剂、引发剂水溶液和单体后，一边进行搅拌，一边加热便可制得乳液。
乳液聚合温度一般控制在70～90℃之间，pH值在2～6之间。
由于醋酸乙烯酯聚合反应放热较大，反应温度上升显著，一次投料法要想获得高浓度的稳定乳液比较困难，故一般采用分批加入引发剂或者单体的方法。
醋酸乙烯酯乳液聚合机理与一般乳液聚合机理相似，但是由于醋酸乙烯酯在水中有较高的溶解度，而且容易水解，产生的乙酸会干扰聚合；同时，醋酸乙烯酯自由基十分活泼，链转移反应显著。
因此，除了乳化剂，醋酸乙烯酯乳液生产中一般还加入聚乙烯醇来保护胶体。
醋酸乙烯酯也可以与其他单体共聚合制备性能更优异的聚合物乳液，如与氯乙烯单体共聚合可改善聚氯乙稀的可塑性或改良其溶解性；与丙烯酸共聚合可改善乳液的粘接性能和耐碱性。
三、仪器和试剂机械搅拌器一套，球形冷凝管一个，500ml四口烧瓶一个、100ml滴液漏斗一个，恒温水槽一套，温度计一支，固定夹若干。
醋酸乙烯酯、聚乙烯醇-1788、十二烷基磺酸钠、OP-10、过硫酸胺、碳酸氢钠、去离子水。
醋酸乙烯酯的乳液聚合
醋酸乙烯酯的乳液聚合一、注意事项：1、聚乙烯醇必须完全溶解。
2、滴加速度均匀。
3、升温不能快。
4、醋酸乙烯酯必须蒸馏。
5、醋酸乙烯酯有麻醉性和刺激作用，高浓度蒸气可引起鼻腔发炎，因此在实验时保持通风。
6、在实验室时应先加引发剂，等引发剂溶解后在升温。
二、生产技术（1）原料（一）醋酸乙烯酯（单体）物理性质：无色黏稠液或淡黄色透明玻璃状颗粒，无臭，无味，有韧性和塑性。
软化点约为38℃。
不能与脂肪和水互溶，可与乙醇、醋酸、丙酮、乙酸乙酯互溶。
溶于芳径、酮、醇、酯和三氯甲烷。
黏着力强，耐稀酸、稀碱。
在阳光及125℃温度下稳定。
化学性质：1、稳定性可燃，燃烧(分解)产物有一氧化碳等，与硝酸盐、硝酸、硫酸等发生反应。
遇浓碱和浓酸分解。
由醋酸乙烯以自由基引发剂引发。
可燃;加热分解释放刺激烟雾。
加热到250℃以上分解出醋酸。
2、毒性作为胶姆糖咀嚼料使用，不进人体内，无毒。
且因属不溶于水及油的高分子物质，故无法被人体吸收。
大鼠口服500mg/kg共30天，肝和心肌细胞可发生干酪样变化的报告。
可安全用于食品（二）过硫酸铵（引发剂）物化性质：性状无色单斜晶系结晶或白色结晶性粉末。
相对密度1.982溶解性易溶于水，0℃时溶解度58.2g/100ml水。
（三）聚乙烯醇（乳化剂，保护胶体，增稠剂）特性：白色片状、絮状或粉末状固体，无味。
聚乙烯醇的物理性质受化学结构、醇解度、聚合度的影响。
在聚乙烯醇分子中存在着两种化学结构，即1,3和1,2乙二醇结构，但主要的结构是1,3乙二醇结构，即“头·尾”结构。
聚乙烯醇的聚合度分为超高聚合度（分子量25～30万）、高聚合度（分子量17－22万）、中聚合度（分子量12～15万）和低聚合度〔2．5～3.5万〕。
醇解度一般有78%、88%、98%三种。
部分醇解的醇解度通常为87%～89%，完全醇解的醇解度为98%～100%。
一般来说，聚合度增大，水溶液粘度增大，成膜后的强度和耐溶剂性提高，但水中溶解性、成膜后伸长率下降。
聚醋酸乙烯
6500 6500 6500 (3) 剪切强度
4.2 讨论
4.2.1 聚醋酸乙烯乳液
固体含量是胶粘剂在一定温度下加热后剩余物重量与试样重量的比值，以百 分数表示。烘箱加热温度取 105±1℃，试样量为 1～1.5g，最终结果取两次测量 结果的平均值，详情参阅有关资料及 ASTM D1489 标准。
3.2 粘度的测定
采用旋转粘度剂法测量，适用于粘合剂绝对粘度的测量。操作按粘度计的使 用说明进行，取两次结果的平均值，详细情况可参阅有关资料及 ASTM D1084-63 标准。
2 原始记录
2.1 聚醋酸乙烯乳液的制备
时间 9︰10 前 装仪器
现象或操作
温度计温 度/℃
9︰10
加入去离子水，开始搅拌，加入聚乙烯醇
82
9︰31
无明显变化
90
9︰43
开始降温，设置水浴锅温度为 82℃
10︰02
无明显变化
66
10︰05
加入 OP-10.然后加入 1/10 醋酸乙烯与丙烯酸混合溶液，溶液颜色变淡蓝
色，加过硫酸铵溶液 3.2g，溶液变白，并有泡沫产生，而后，调节水浴锅
温度 75℃
10︰15
开始引发，产生大量气泡，温度上升，加冷水降温
66
10︰18
泡消（即引发结束）溶液变蓝
75
10︰29
淡蓝色逐渐加深，开始滴加单体和引发剂水溶液
75
10︰30 10︰30
大约每 7 分钟左右滴加一滴过硫酸铵引发剂，同时调好滴液管滴加单体的 速度 控制加料时间 4 小时左右，使单体和引发剂同时滴完
聚醋酸乙烯酯的聚合是典型的自由基聚合反应。每一个醋酸乙烯酯都带有 一个双键，在聚合过程中会严格遵循链引发、链增长、链终止的自由基聚合规律， 最终形成高分子聚合物。聚醋酸乙烯乳液的合成是烯类单体在水介质中，由乳化 剂分散成乳液状态进行的聚合，反应体系中主要由单体、水、水溶性引发剂及乳 化剂四种基本组分组成。 在乳液聚合体系中，乳化剂以四种形式存在：以单分子的形式存在，形成真溶液； 以胶束的形式存在于溶液中；被吸附在单体液滴表面，使单体液滴稳定地悬浮在 介质中；吸附在聚合物粒子表面形成乳胶粒，使聚合物乳液体系稳定。乳液聚合 反应发生在增溶胶束和乳胶粒中。由于乳胶粒表面吸附了一层乳化剂分子，使表 面带有同种电荷，静电斥力使得乳胶粒不能发生相互碰撞而聚并，形成一个稳定 的反应体系。无数个彼此孤立的乳胶粒稳定的分散在介质中，在每个胶粒中都能 进行聚合发应。而单体液滴，作为贮存单体的仓库，为保持乳胶粒内单体浓度恒 定，不断向乳胶粒扩散补充单体直至单体液滴消失，乳胶粒内继续引发、增长、 终止，直到单体完全转化，如图 1 所示。 乳液聚合过程大致可以分为下列三阶段，如图 2 所示。 (1) 第一阶段——乳胶粒生成期。从开始引发聚合，直至乳化剂形成的胶束消失， 聚合速率递增。水相中产生的自由基扩散进入胶束内，进行引发、增长，不断形 成乳胶粒，同时水相中单体也可以引发聚合，吸附乳化剂分子形成乳胶粒。随着 引发聚合的继续进行，增溶胶束不断成核，乳胶粒不断增多或增大。单体转化率 达 15％左右，胶束全部消失，不再形成新的乳胶粒，以后引发聚合完全在乳胶 粒内进行。 (2) 第二阶段——恒速期。胶束消失后，聚合进入第二阶段。链引发、增长和终 止反应继续在乳胶粒内进行，液滴仍起着仓库的作用，不断向乳胶粒供应单体， 乳胶粒中单体浓度保持不变，加上乳胶粒数恒定，这一阶段的聚合速率也基本一 定。单体转化率达 50％左右，液滴全部消失，单体全部进入乳胶粒，开始转入 第三阶段。 (3) 第三阶段——降速期。乳胶粒内由单体和聚合物两部分组成，水中的自由基 可以继续扩散到乳胶粒引发或终止，但单体再无补充来源，聚合速率将随乳胶粒 内单体浓度的降低而降低。
醋酸乙烯酯的乳液聚合(最全版)PTT文档
聚合反应中可单独先入用少非许离子（乳如化剂约，1如/3聚,乙1烯/5醇,，1/O1P0-7），O的P-单10体. 、引发剂和乳化剂进行予聚合反应，可生成颗 2在了己解称乳好液的聚铝合箔的中配加粒方入很及克小乳左液右的中试乳各样胶组（份精粒的确子作至用克，。）即放种在平子面。电第炉上二烘步烤，至恒继重续，滴按下加式单计体算固或含乳量化： 剂单体、引发剂，在一定 将非离子型乳化剂和的离搅子拌型乳条化件剂下按一使定其比在例混原合来使用形时成，的常常种会子聚上得较继好续的长乳化大效，果由，会此使得形到成的乳乳胶胶粒粒直子径，比不单独仅使粒用度阴离较子大型，
聚醋酸乙烯乳胶广泛究应较用多于建的材苯，乙纺织烯，-涂丙料烯等酸领域酯，复主要合作乳为液胶粘，剂醋使酸用.乙烯-丙烯酸酯复合乳液，都有很优异的性 首，先5m加lO入P聚-1乙0烯，醇引和发能无剂。离和子醋水酸，乙开烯动，搅反拌应，30将分温钟度，升然到后8再0℃加至入聚另乙一烯半醇引完发全剂溶，解并，开此始时滴降加温剩至余单68体-7，0滴℃加，速依度次控加制入在1g3十0二-4烷0滴基/磺分酸。钠 根据种子聚合技术，近年醋来酸具乙有核烯壳的结构均的聚高物分子，复低合温乳液下有发了脆较大，发玻展。璃化温度高。为此，常采用外加增塑剂的方
根据乳液聚合原理，现将本实验的要点表述如下：
在乳液聚合反应中，有两种粒子成核过程，即胶束成核和均相成核。醋酸乙烯是 水溶性较大的单体，28°C时在水中的溶解度为2.5%，因此，它主要以均相在核形 成乳胶粒；所谓均相成核即聚合生成的短链自由基在水相中沉淀出来，沉淀粒子从水 相和单体液滴上吸附了乳化剂分子而稳定，接着又扩散入单体，形成粒子。
聚合反应中可单独先用非离子乳化剂，如聚乙烯醇，OP-7，OP-10.聚乙烯醇主 要起保护胶体作用，防上粒子相互并合，由于其不带电荷，对环境或介质的PH值变 化不敏感，但是形成的乳胶颗粒大。单独选用阴离子型乳化剂，如烷 基磺酸钠或烷
醋酸乙烯酯乳液聚合
醋酸乙烯酯乳液聚合-白乳胶的制备一、实验目的学习聚醋酸乙烯酯乳胶的合成原理和方法，加深对乳液聚合的理解。
二、实验原理乳液聚合是聚合反应方法之有，它是借助乳化剂（本实验OP-10）的作用和机械搅拌将单体（醋酸乙烯酯）分散在介质（聚乙烯醇水溶液）中形成乳状液。
并在引发剂（过硫酸铵）作用下进行的聚合反应。
本实验的反应产物即为聚醋酸乙烯酯，不必分离即可用作粘合剂。
反应式：nCH 2=CH (CH 2 CH)nOCOCH 3OCOCH 3（引发剂）过硫酸铵三、实验仪器与药品电热套、三颈烧瓶、水浴锅、恒压滴压漏斗、直形冷凝管、电动搅拌器、温度计、锥形瓶、滴管、小烧杯。
四、物理常数名称 分子量 熔点/℃沸点/℃折光率/n20比重 颜色和形态溶解度 醋酸乙烯酯740.8-93.2 72.2 1.3953 0.940 无色易燃液体，有甜的醚香味。
与乙醇混溶，能溶于乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，不溶于水。
易聚合。
五、实验装置图六、实验步骤（1）安装仪器。
（参见上图）（2）加料。
在三颈烧瓶中加入8%聚乙烯醇溶液 30mL 、OP-10 乳化剂 1mL 后，不断搅拌。
水浴加热至 70℃。
（此时或有乳白色出现！）（3）从回流冷凝管上口加入第一批引发剂（10%过硫酸钾）0.4mL 。
然后以每分钟10滴的速度加入醋酸乙烯酯单体，不断搅拌，70℃保温，直至单体加完为止。
（加完单体需用时 1.5h 左右！）（4）引发剂采用间歇滴加方式投料，每隔 0.5h 加 2 滴，以保证聚合反应正常进行。
（5）单体加完后，缓慢升温至80℃，不断搅拌，再保温 0.5h。
再升温至90℃，保温 0.5 h，最后升温至95摄氏度，再保温 20min。
（6）将水泵接通冷凝管上口，抽吸排除未聚合的残留单体，冷却后即可出料。
七、实验注意事项1.整个实验过程，机械搅拌不能停顿，否则聚醋酸乙烯酯会凝结成块团析出。
2.选用聚乙烯醇十分重要，如果聚乙烯醇水解度过高，则乳液体系不稳定，聚醋酸乙烯酯易结块析出。
实验3醋酸乙烯酯的乳液聚合
聚醋酸乙烯酯的乳液合成一、实验目的1.了解乳液聚合的特点、配方及各组分所起作用。
2.学习聚醋酸乙烯酯乳胶的合成原理和方法，加深对乳液聚合的理解。
3.熟悉聚醋酸乙烯酯乳胶的主要用途。
二、实验原理单体在水相介质中，由乳化剂分散成乳液状态，加入水溶性引发剂在搅拌或者震荡下进行的聚合，称乳液聚合。
其主要成份是单体、水、引发剂和乳化剂，引发剂常采用水溶性引发剂。
乳化剂是乳液聚合的重要组份，它可以使互不相溶的油－水两相，转变为相当稳定难以分层的乳浊液。
乳化剂分子一般由亲水的极性基团和疏水的非极性基团构成，根据极性基团的性质可以将乳化剂分为阳离子型、阴离子型、两性和非离子型四类。
当乳化剂分子在水相中达到一定浓度，即到达临界胶束浓度（ CMC ）值后，体系开始出现胶束。
胶束是乳液聚合的主要场所，发生聚合后的胶束称作为乳胶粒。
随着反应的进行，乳胶粒数不断增加，胶束消失，乳胶粒数恒定，由单体液滴提供单体在乳胶粒内进行反应。
此时，由于乳胶粒内单体浓度恒定，聚合速率恒定。
到单体液滴消失后，随乳胶粒内单体浓度的减少而速率下降。
乳液聚合的优点：(1)以水为分散介质，粘度低，传热快；(2)聚合速率快，分子量高，可以在低温聚合；(3)在直接使用乳液的场合较方便，如乳胶漆，胶粘剂，织物处理剂等。
乳液聚合的缺点：（1）需要固体产物时，后处理复杂（如破乳、洗涤、脱水、干燥等）（2）有残留乳化剂，对产品的性能有影响图1 乳液聚合阶段示意图表1 四种聚合方法的特点聚合方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方单体单体单体单体引发剂引发剂引发剂水溶性引发剂溶剂水水分散剂乳化剂聚合场所水体内溶液内单体液滴内胶束和乳胶粒内聚合机理遵循自由基聚合的一般规律，提高速率的因素通常使分子量降低能够同时提高聚合速率和分子量生产特征散热难，自加速显著，设备简单，易制板材散热易，反应平稳，产物可直接使用散热易，产物须后处理，增加工序散热易，产物呈固态时要后处理，也可以直接使用产品特征纯度高，分子量分布宽纯度，分子量较低比较纯，但有分散剂含少量乳化剂主要操作间歇，连续连续间歇连续聚醋酸乙烯酯乳液（PVAc），又称为聚醋酸乙烯乳液，俗称白乳胶。
乳液聚合法合成高相对分子质量聚醋酸乙烯酯的研究
时， 随着聚合温度的升高 ， 所得聚合物的相对分 子质量降低 。
２２ 单体 浓 度对 分子 量的影 响 ．
的混合物过滤 ， 然后用大量的 ５ ￣６ ℃清水反复 ０ ０
冲洗 、 过滤 ， 直至 产物 中乳 化剂洗 净 为止 。将 以上 所 得 聚合 物用 丙 酮 溶 解 ，然 后倒 入 水 中沉淀 析 出 ， 后 置于 ５ ℃的烘 箱 里干燥 直 至恒 量 。聚合 最 ０
李 蕾 程 原 张巧玲 王 平
ｆ 中北大学化工与环境学院 山西太原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
摘
要 采用过硫酸铵 ／ 亚硫酸氢钠氧化还原体系低温引发醋酸乙烯酯乳液聚合 ， 合成 出分子量为 １ ７ｉ１６ ． 、 、 ０ ０
分子量分布为 ２ ５ ． 的聚醋酸乙烯酯 。讨论 了聚合温度 、 ７ 单体用量 、 十二烷基硫 酸钠（ ｓ ｓ ） 、 Ｄ 用量 过硫酸铵用量 、
温度／ ＇ Ｃ 图 １ 粘 均 相 对 分子 质 量 ～聚 合 温 度
图 １为 聚合 物 黏 均分 子量 与 聚合 温 度 的关 系 ，从 中可 以看 出 ，当温度 从 ３ ℃增 加 到 ４ ℃ ０ ５
搅拌速率恒定。一定时间后 ， 向四 口 中加入少 瓶 量阻聚剂 对苯二酚使反应停止 ，倒 出反应混合
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胶 体 与 聚 合 物
１２ ．
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第２ ５卷
Ｏ８ ・
一
Ｏ８ ・ ０６ ．
０６ ．
Ｏ． ４ Ｏ・ ２ ０
至 Ｏ
．
４
Ｏ２ ・ ０
Ｏ
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４
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实验四：醋酸乙烯酯的乳液聚合讲解
《高分子化学实验》指导河西学院化学化工学院金淑萍博士教授2010.03.01目录实验一单体、引发剂的纯化 (3)实验二甲基丙酸烯甲酯的本体聚合——有机玻璃的制备 (3)实验三悬浮聚合——甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合 (5)实验四醋酸乙烯酯的乳液聚合——白乳胶的制备 (7)实验五聚乙烯醇缩甲醛胶水的制备 (9)实验六酚醛树脂的合成 (11)附录一高分子化学实验须知 (13)附录二高分子实验室安全制度 (13)附录三常用仪器操作规定 (14)实验一 单体、引发剂的纯化一、 目的要求：了解单体、引发剂的纯化目的，学会并掌握甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯及常用引发剂的纯化方法。
二、实验原理：略 三、实验内容：1. BPO 重结晶：将10g BPO 在室温下溶于20mL CHCl 3，过滤除去不溶性杂质，滤液滴入等体积的甲醇中结晶，过滤，晶体用冷甲醇洗涤，室温下真空干燥．贮于冰箱中待用。
2. AIBN 重结晶：称取5g 化学纯的AIBN ，迅速加入沸腾的200 mL 乙醇/蒸馏水（体积比7/3）的混合溶液中，搅拌使其溶解，热过滤除去不溶性杂质，自然冷却结晶，过滤，晶体用冷蒸馏水洗涤，室温下真空干燥。
贮存于冰箱中待用。
3. 减压蒸馏MMA （沸点101o C ）。
在500ml 分液漏斗中加250ml 甲基丙烯酸甲酯，用50ml 5％的NaOH 水溶液洗涤至无色。
然后用去离子水（每次50-80ml ）洗至中性，分尽水层后加入单体量5％的无水硫酸钠，充分摇动，放置干燥24h 以上，再加入对苯二酚减压蒸馏搜集50 o C （16.5KPa ）的馏分，得到的纯品放置棕色瓶中冷藏储存。
4. 减压蒸馏醋酸乙烯酯（沸点72）。
在500ml 分液漏斗中加250ml 醋酸乙烯酯，用50mL 饱和亚硫酸氢钠洗涤，再用50mL 饱和碳酸氢钠洗涤，然后用去离子水洗至中性，再无水硫酸钠干燥，静置过夜。
然后加入对苯二酚常压蒸馏收集71.8-72.5 o C 的馏分。
乳液聚合法制备聚醋酸乙烯酯制备
浓度的增大பைடு நூலகம்降低。而当乳化剂浓度
达到CMC值后，随着乳化剂浓度的增
长，其表面张力和界面张力变化相对
很小。此时，溶液的其他性质，如电
导率、粘度、渗透压等性质随乳化剂
浓度增长的变化规律在CMC值两边
也有显著不同。
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十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质变化
第十五页，编辑于星期日：十六点 四十五分。
聚
盐水、硫酸
釜
合
乳化剂
回收丁二烯
无离子水
凝聚
氧-还引发剂
分子量调节剂
聚
合
釜
丁二烯罐
干
燥
终止剂
器
转调
化节
率器
闪蒸
5 C
O
7~10h
C% 60%
31
31
闪蒸
泄
料
罐
防老剂
苯
乙
烯
脱
气
塔
倾析槽
包
装
混合罐
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汇报发言——白乳胶制备方案
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第三十二页，编辑于星期日：十六点 四十五分。
对苯二酚等。
☆对苯二酚：烯类单体常用阻聚剂，无需去除。
运输：铝、铁及钢制槽车。
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第三十四页，编辑于星期日：十六点 四十五分。
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第三十五页，编辑于星期日：十六点 四十五分。
分散介质
☆使用最多的分散介质为水，用量通常为总反应组分重量的60-80%。
实验室一般采用的是蒸馏水，工业上用的是具有一定质量的井水、
项目3——白乳胶的制备
乙酸乙烯酯的乳液聚合