醋酸乙烯酯的分散聚合
醋酸乙烯酯的乳液聚合
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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实验报告
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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。
实验四醋酸乙烯酯的乳液聚合(精)
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四、实验步骤
1. 称取聚乙烯醇5.0g和90ml蒸馏水,置于三口瓶中,开动搅拌, 升温至80℃,将聚乙烯醇全部溶解。
2. 降温至68~70℃,依次加入新鲜蒸馏的醋酸乙烯酯21.4ml、
十二烷基磺酸钠1g、5ml OP-10(20wt%)、20%过硫酸铵溶 液2.5ml,反应30min后,加入另一半引发剂,并开始滴加剩余
二、实验原理
乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下,分散在介质中 加入水溶性引发剂,在机械搅拌或振荡情况下进行非均相 聚合的反应过程。乳液聚合体系主要包括单体、反应介质
(水)、乳化剂、引发剂。乳液聚合的机理不同于一般的自
由基聚合,可以同时提高聚合速度和分子量。而在本体、 溶液和悬浮聚合中,使聚合速率提高的一些因素,往往使
分子量降低。
成核机理:均相成核和胶束成核
高 分 子 化 学 实 验
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二、实验原理
聚醋酸乙烯胶乳,可用于漆、涂料和胶粘剂。该胶乳 做为漆具有水基漆的特点:粘度小,不用有机溶剂;做为 涂料,对于纸张、织物、地板及墙壁等均可涂用;做为胶 粘剂,无论木材、纸张及织物,凡是多孔性表面均可使用。 醋酸乙烯酯的乳液聚合采用水溶性的过硫酸盐为引发 剂,为使反应平稳进行,单体和引发剂均需分批加入。本 实验采用PVA和OP-10两种乳化剂混合使用,乳化效果和 稳定性比单独使用一种好。
单体42.8ml。滴加速度控制在30-40滴/min,滴加时注意控制反
应温度不变。 3. 单体滴加完后,继续反应0.5h,再加入5.0ml邻苯二甲酸二丁 酯,搅拌20min。 4. 将反应体系降至室温,出料。
醋酸乙烯酯的乳液聚合的实验方案
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醋酸乙烯酯的乳液聚合的实验方案(一)实验目的:掌握实验室醋酸乙烯酯乳液聚合反应实验;掌握乳液聚合及其特点;(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,在搅拌和乳化作用下,分散成乳液状进行的聚合反应。
(三)实验步骤:加入20ml醋酸乙烯酯和2.5ml过硫酸铵水溶液,开动搅拌,用油浴加热至65℃,加入第一批引发剂1ml,待完全溶解后用滴液漏斗滴加醋酸乙烯脂,调节滴加速度先慢后快慢慢升温至 70℃,在 70 ± 1℃反应;1h 后加入第二批引发剂1ml:再过1h后加入第三批引发剂1ml,在2h内将5ml单体加完。
在70~72℃保温10min,缓慢升温到75℃,保持 10min,再缓慢升温至78℃,保持10min,再缓慢升温至80℃,保持10min。
停止反应:撤掉油浴,自然冷却到50℃,停止搅拌,出料。
(四)实验设备:机械搅拌器一套,电热套一个,球形冷凝管一个,250ml 四口烧瓶一个,100ml滴液漏斗一个,100℃温度计一支,250ml烧杯一个,10mL、100mL量筒各一个,固定夹若干,广泛pH试纸。
(五)实验药品:醋酸乙烯酯(70ml、主单体)、聚乙烯醇水溶液(6g、保护胶体)、去离子水(90ml、分散介质)、过硫酸铵(1g、引发剂)、OP-10(16滴、乳化剂)、碳酸氢钠(3g、PH调节剂)、邻苯二甲酸二丁酯(10g、增塑剂)(六)配制10%的聚乙烯醇水溶液:称取约6~8g聚醋酸乙烯酯反应树脂置于三角瓶中,加入适量甲醇,放在适量电磁搅拌器上充分搅拌,直至聚醋酸乙烯酯完全溶解,移入250ml容量瓶中加入20ml甲醇,吸入稀释至刻度线。
(七)投料反应:将0.1g引发剂溶于3ml蒸馏水中并将其平均分成三份。
(八)测量含固量:观察乳液外观,称取约4 g乳液,放入烘箱在 90℃干燥,称取残留的固体质量,计算固含量。
醋酸乙烯酯乳液聚合实验报告
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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报告
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一、实验目的1. 了解醋酸乙烯酯乳液聚合的基本原理和过程。
2. 掌握乳液聚合实验操作步骤,熟悉实验设备的使用。
3. 分析影响乳液聚合的因素,提高实验操作技能。
二、实验原理醋酸乙烯酯乳液聚合是以水为分散介质,在乳化剂的作用下,单体在引发剂的作用下发生聚合反应,生成聚醋酸乙烯酯乳液。
该反应属于自由基聚合反应,反应过程中,单体分子在引发剂的作用下产生自由基,自由基与单体分子发生链增长反应,最终形成聚合物。
三、实验材料1. 醋酸乙烯酯单体2. 过硫酸铵引发剂3. 十二烷基硫酸钠乳化剂4. 去离子水5. 聚乙烯醇6. 实验仪器:反应釜、搅拌器、温度计、pH计、移液管、容量瓶等四、实验步骤1. 准备实验材料:称取一定量的醋酸乙烯酯单体、过硫酸铵引发剂、十二烷基硫酸钠乳化剂、去离子水、聚乙烯醇,分别置于反应釜中。
2. 调整pH值:使用pH计测定反应体系pH值,调节至实验要求范围。
3. 加入引发剂:将过硫酸铵引发剂缓慢加入反应体系中,搅拌均匀。
4. 搅拌反应:开启搅拌器,将反应体系搅拌均匀,保持恒速搅拌。
5. 加热反应:将反应体系加热至实验要求温度,保持恒温。
6. 反应时间:根据实验要求,控制反应时间。
7. 冷却反应:反应结束后,关闭加热装置,自然冷却至室温。
8. 测定乳液粘度:使用粘度计测定乳液粘度。
9. 收集乳液:将乳液转移到适当的容器中,密封保存。
五、实验结果与分析1. 乳液粘度:根据实验数据,分析不同实验条件对乳液粘度的影响。
2. 聚合反应速率:通过测定不同时间下的乳液粘度,计算聚合反应速率。
3. 影响因素分析:分析乳化剂、引发剂、温度、pH值等因素对乳液聚合的影响。
六、实验总结1. 醋酸乙烯酯乳液聚合实验操作简单,易于掌握。
2. 乳化剂、引发剂、温度、pH值等因素对乳液聚合具有显著影响。
3. 通过实验,加深了对乳液聚合原理和操作步骤的理解。
4. 实验过程中应注意搅拌速度、加热温度、反应时间等因素,以确保实验结果的准确性。
醋酸乙烯酯的乳液聚合
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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。
醋酸乙烯酯溶液聚合及官能团反应聚乙烯醇缩丁醛的制备
![醋酸乙烯酯溶液聚合及官能团反应聚乙烯醇缩丁醛的制备](https://img.taocdn.com/s3/m/779b5a86dbef5ef7ba0d4a7302768e9951e76e2c.png)
醋酸乙烯酯溶液聚合及官能团反应聚乙烯醇缩丁醛的制备一、目的要求1.掌握溶液聚合的基本原理和实验技术2.了解聚合物中官能团反应的知识。
二、原理从醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛,共三部分。
1.醋酸乙烯酯(V AC )溶液聚合。
在本实验采用均相溶液聚合方法,在溶液聚合中选择适当的溶剂是聚合过程的关键之一,在选择溶剂时除了考虑溶剂对单体和引发剂有良好的溶解性外,还必须考虑其链转移常数。
因为直接影响聚合物的分子量和分子量分布。
能溶解V AC 的溶剂很多,如甲醇、苯、甲苯、丙酮、二氯乙烷、醋酸乙酯、无水乙醇等。
本实验的最终产物是为了合成聚乙烯醇(PV A ),所以采用甲醇为溶剂是有利的,因为甲醇的链转移常数比较小,制成的醋酸乙烯酯—甲醇溶液不需要进行分离,可直接进行醇解。
聚合反应式:nCH 2CHO C CH 3OAIBNCH 2CH O C CH 3On2.聚醋酸乙烯酯的醇解反应—大分子官能团反应聚醋酸乙烯酯(PV AC )的醇解属大分子功能团反应。
PV AC 可以在酸(如硫酸、盐酸和高氯酸等)的作用下,进行水解生成聚乙烯醇,一般称为酸法水解,也可以在碱的作用下进行水解生成PV A ,一般称为碱法水解,这一过程通常叫做醇解或皂化,而碱法醇解又分为湿法(高碱)和干法(低碱)两种。
所谓湿法醇解就是原料PV AC 甲醇溶液中含有 1 ~ 2 % 的水,催化剂碱也配成水溶液。
湿法醇解的特点是反应速度快,但副反应多,生成的醋酸钠多。
所谓干法醇解就是PV AC 甲醇溶液中不含水,碱也溶于甲醇中,碱的 mol 比也低(只有湿法醇解的十分之一)。
干法醇解的优点是克服了湿法醇解的缺点,但它的醇解速度慢。
本实验采用干法醇解反应主要是酯交换反应。
酯交换反应式:CH2CH O C CH 3OnnCH 3OHNaOHCH 2CH OHnnCH 3C OCH 3O如果是湿法醇解或体系中存在水,则同时发生皂化反应。
皂化反应式:CH2CH O C CH 3OnCH 2CH OHnNaOHCH 3OHCH 3COONa副反应:CH 3COOCH 3 + NaOH → CH 3OH + CH 3COONa 3.聚乙烯醇缩丁醛:CH2CH OHCH 2CHOHCH 3CH 2CH 2CHOHCOOHH2OCH 2CH CH 2CHOOO H 2CH 2CH 3三、药品和仪器 1.药品:1.醋酸乙烯酯的溶液聚合在250 mL 烧杯中加入70 g (75.3 mL )V AC 30 g (38 mL )甲醇和0.210 gAIBN ,用玻璃棒搅拌,待AIBN 完全溶解后将此溶液倒入装有搅拌器、冷凝管和温度计的三颈瓶中。
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验
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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。
醋酸乙烯酯的乳液聚合
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醋酸乙烯酯的乳液聚合醋酸乙烯酯(VAc)是一种常用的合成树脂,广泛应用于涂料、胶粘剂、建筑材料、纺织品加工等领域。
乳液聚合是制备VAc的一种有效方法,其相比于传统的溶液聚合具有更高的效率和环保性能。
乳液聚合的基本原理是将水溶性单体和表面活性剂混合,通过机械搅动和能量输入,将单体分散在水相中形成胶体颗粒,然后在引发剂的催化下进行聚合反应,最终形成乳液聚合物。
相比于溶液聚合,乳液聚合具有分子分散均匀、反应热量低、环保性高、生产效率高等优点,已经成为合成树脂制备的主要方法之一。
在VAc的乳液聚合过程中,使用的表面活性剂常为辛基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基聚氧乙烯硫酸酯(SLES)和十二烷基苯乙烯磺酸钠(LAS)等,其中SDBS是最常用的表面活性剂之一。
表面活性剂对于乳液聚合的影响主要是通过它的表面活性调节水和单体的相互作用力,进而控制着乳液形成的胶体颗粒的粒径、分散度和稳定性等性质。
因此,选择适当的表面活性剂及其配比是乳液聚合成功的前提条件。
在引发剂方面,常用的有过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾等,这些引发剂可通过引发自由基链反应,催化单体之间的聚合反应,从而形成聚合物。
引发剂类型和用量的选择关系到反应速率、聚合物的分子量大小以及分子分布的宽窄程度等性质,因此需要在实验中进行优化。
除了表面活性剂和引发剂,还需考虑其他辅助剂和工艺参数对于VAc乳液聚合的影响。
例如,添加聚氧乙烯硬脂酸酯(POE-DA)等稳定剂能够提高聚合物的稳定性,调节乳液颗粒的粒径大小;调节搅拌速度、搅拌时间、聚合温度等工艺参数则能够控制聚合反应的速率和聚合物的性能。
VAc乳液聚合的优点包括制备效率高、环保性好、反应过程简单,能够合成颗粒分散均匀、分子分布窄的VAc聚合物,并且可实现大规模工业化生产。
这一方法的成功应用为VAc合成提供了重要的技术手段,同时也促进了合成树脂相关领域的发展。
醋酸乙烯酯乳液聚合 实验报告
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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。
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。
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。
3、粘度测试:以NDJ-7型旋转式粘度计测试乳液粘度。选用*1号转子,测试温度25℃。
六、结果记录及数据分析
0.50%
1%
1.50%
2%
1小组
2.6
4.9
7.3
9.72
2小组
2.42
7.25
9.65
聚醋酸乙烯实验报告
![聚醋酸乙烯实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/7d6dc6988ad63186bceb19e8b8f67c1cfbd6ee57.png)
一、实验目的1. 掌握聚醋酸乙烯乳液聚合的基本原理和实验方法。
2. 熟悉乳液聚合过程中各个步骤的操作要点。
3. 分析实验结果,了解聚醋酸乙烯乳液聚合的影响因素。
二、实验原理聚醋酸乙烯乳液聚合是一种以水为分散介质,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。
实验中,醋酸乙烯酯在过硫酸铵引发剂的作用下,按照自由基反应机理进行聚合。
三、实验材料1. 醋酸乙烯酯(VAc):分析纯2. 过硫酸铵(NH4)2S2O8:分析纯3. 水合肼(N2H4·H2O):分析纯4. 硫酸(H2SO4):分析纯5. 氢氧化钠(NaOH):分析纯6. 搅拌器、反应釜、回流管、温度计、pH计、移液管、容量瓶等四、实验步骤1. 准备实验材料:称取一定量的醋酸乙烯酯、过硫酸铵、水合肼,配制一定浓度的引发剂溶液。
2. 配制乳液:将一定量的醋酸乙烯酯、乳化剂、去离子水加入反应釜中,搅拌均匀。
3. 加入引发剂:将配制好的引发剂溶液滴加到反应釜中,保持温度在70-90℃之间,观察聚合反应过程。
4. 调节pH值:根据实验要求,用硫酸或氢氧化钠调节乳液的pH值。
5. 实验结束:当反应体系温度降至室温时,实验结束。
五、实验结果与分析1. 聚合反应过程中,醋酸乙烯酯在引发剂的作用下发生聚合反应,生成聚醋酸乙烯乳液。
2. 实验过程中,通过调节温度、pH值、引发剂浓度等因素,可以影响聚醋酸乙烯乳液的性能。
3. 温度对聚合反应速率和聚合物分子量有显著影响。
实验结果表明,在70-90℃的温度范围内,聚合反应速率随温度升高而增加,但温度过高会导致聚合物分子量降低。
4. pH值对聚合反应速率和聚合物分子量也有一定影响。
实验结果表明,pH值在2-6之间,聚合反应速率随pH值升高而增加,但pH值过高会导致聚合物分子量降低。
5. 引发剂浓度对聚合反应速率和聚合物分子量有显著影响。
实验结果表明,引发剂浓度越高,聚合反应速率越快,但引发剂浓度过高会导致聚合物分子量降低。
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验现象
![醋酸乙烯酯的乳液聚合实验现象](https://img.taocdn.com/s3/m/adae145b59fafab069dc5022aaea998fcc2240b4.png)
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验现象一、实验介绍醋酸乙烯酯的乳液聚合实验是一种常见的实验,它可以用于探究乳液聚合的原理和过程。
在实验中,我们将醋酸乙烯酯、十二烷基硫酸钠、水和过硫酸铵混合后,通过搅拌和加热等操作使其发生聚合反应,最终得到白色均匀的聚合物乳液。
二、实验原理1. 乳液聚合乳液聚合是指将单体分散在水相中,通过引发剂诱导其在水相中发生自由基聚合反应而形成高分子物质的过程。
在这个过程中,单体首先被分散在水相中,并与表面活性剂形成胶束结构。
然后添加引发剂并加热搅拌,引发剂会分解产生自由基,在胶束表面形成活性物种。
这些活性物种会使单体发生自由基聚合反应,从而形成高分子物质。
2. 醋酸乙烯酯的特点醋酸乙烯酯是一种无色透明的液体,具有较好的挥发性和溶解性。
它可以通过乳液聚合的方式制备成均匀的聚合物乳液,这种乳液具有良好的稳定性和可加工性。
3. 十二烷基硫酸钠的作用十二烷基硫酸钠是一种阴离子表面活性剂,它可以使醋酸乙烯酯分散在水相中,并形成胶束结构。
同时,它还可以调节胶束大小和分布,从而影响乳液聚合反应的速率和效果。
4. 过硫酸铵的作用过硫酸铵是一种引发剂,它可以分解产生自由基,并在胶束表面形成活性物种。
这些活性物种会使单体发生自由基聚合反应,从而形成高分子物质。
三、实验步骤1. 准备材料:醋酸乙烯酯、十二烷基硫酸钠、水、过硫酸铵。
2. 在容量瓶中加入适量水,并加入十二烷基硫酸钠,搅拌至溶解。
3. 将醋酸乙烯酯加入容量瓶中,搅拌均匀。
4. 在另一个容量瓶中加入适量水,并加入过硫酸铵,搅拌均匀。
5. 将第4步中的溶液缓慢滴加到第3步中的溶液中,同时不断搅拌。
6. 加热搅拌,使反应温度保持在60℃左右。
反应过程中会出现白色乳液,继续加热搅拌直到乳液变得均匀。
7. 关闭加热器并停止搅拌。
让乳液自然冷却至室温。
8. 观察乳液的性质和外观,并进行相应的测试和分析。
四、实验结果1. 实验现象在实验过程中,我们可以观察到以下现象:(1)开始时,溶液呈现混浊状态,颜色为白色或微黄色。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/d1c08606dcccda38376baf1ffc4ffe473268fd1b.png)
醋酸乙烯酯的乳液聚合实验报告一、实验目的1、了解乳液聚合的基本原理和特点。
2、掌握醋酸乙烯酯乳液聚合的实验操作方法。
3、学习通过实验测定乳液的性能和相关参数。
二、实验原理乳液聚合是在乳化剂的作用下,单体在水介质中分散成乳液状态进行的聚合反应。
醋酸乙烯酯(VAc)在引发剂的作用下,发生自由基聚合反应。
乳化剂的作用是使单体在水相中形成稳定的乳液。
常用的乳化剂有阴离子型和非离子型,本实验中使用的是阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)。
引发剂一般选择水溶性的过硫酸盐,如过硫酸铵。
引发剂受热分解产生自由基,引发单体聚合。
乳液聚合的反应场所主要在乳胶粒内,乳胶粒的形成和增长过程是乳液聚合的关键。
三、实验药品和仪器1、药品醋酸乙烯酯(VAc)十二烷基硫酸钠(SDS)过硫酸铵碳酸氢钠去离子水2、仪器四口烧瓶搅拌器回流冷凝管恒温水浴锅温度计滴液漏斗四、实验步骤1、安装实验装置在四口烧瓶上分别安装搅拌器、回流冷凝管、温度计和滴液漏斗。
2、配制乳化剂溶液在烧杯中称取一定量的十二烷基硫酸钠(SDS),加入去离子水,搅拌使其溶解,配制成乳化剂溶液。
3、配制引发剂溶液称取适量的过硫酸铵,用去离子水配制成引发剂溶液。
4、加料将乳化剂溶液加入四口烧瓶中,再加入部分去离子水,搅拌并升温至 70℃左右。
5、滴加单体通过滴液漏斗缓慢滴加醋酸乙烯酯单体,控制滴加速度,保持反应温度在 70 75℃之间。
6、引发聚合单体滴加约1/3 后,开始滴加引发剂溶液,继续滴加单体和引发剂,使反应持续进行。
7、保温反应单体滴加完毕后,升温至 80 85℃,保温反应一段时间,使反应充分进行。
8、调节 pH 值反应结束后,加入碳酸氢钠溶液,调节乳液的 pH 值至 5 6。
9、冷却出料冷却至室温,得到白色的醋酸乙烯酯乳液。
五、实验现象与结果1、实验现象滴加单体过程中,体系逐渐变得粘稠。
反应过程中,有回流现象出现。
2、结果得到白色均匀的乳液。
六、乳液性能测试1、固含量测定称取一定质量的乳液,放入烘箱中烘干至恒重,计算固含量。
醋酸乙烯酯的分散聚合
![醋酸乙烯酯的分散聚合](https://img.taocdn.com/s3/m/6d27a8c2b7360b4c2f3f64aa.png)
醋酸乙烯酯的分散聚合学时8学时目的1. 了解分散聚合的基本概念和特点。
2. 掌握聚醋酸乙烯酯乳胶的制备方法。
实验原理分散聚合是烯类单体除悬浮聚合和乳液聚合之外的又一种非均相自由基聚合。
分散聚合可看成是介于悬浮聚合和乳液聚合之间的聚合,其特点如下:1)可以水或非水溶剂为介质。
在以水为介质时,单体必须是不溶于水或基本不溶于水的。
2)单体在水中的分散是靠剧烈搅拌实现的,加于体系中的保护胶体起着防止分散相凝聚的作用。
3)常用的保护胶为聚乙烯醇和甲基丙烯酸盐的共聚物。
4)适量的乳化剂起着提高产物稳定性的作用。
分散聚合与悬浮聚合的不同之处如下:1)在分散聚合中保护胶体的用量较大,因此,单体液滴分散得很细,所得的聚合物粒径为0.5—10μm,比悬浮聚合所得的聚合物颗粒小得多,但比乳液聚合制得的乳胶颗粒大。
2)由于保护胶体的用量较大,所形成的分散体系相当稳定,外观类似于高分子乳胶。
3)以水为介质的分散聚合需用水溶性引发剂。
从形式上看,分散聚合与乳液聚合有很多相似之处。
但也有明显的区别。
例如,分散聚合不用典型的乳化剂而是用保护胶体来稳定聚合体系的;聚合所得的颗粒比乳液聚合的大;等等。
醋酸乙烯酯在水中以聚乙烯醇为保护胶体的聚合是典型的分散聚合。
醋酸乙烯酯是水溶性较大的单体,室温下在水中的溶解度约为2.5%,而且容易水解。
水解产物醋酸会严重干扰聚合的正常进行。
因此,醋酸乙烯酯的分散聚合比一般的乳液聚合有着更为复杂的影响因素。
研究认为,醋酸乙烯酯的分散聚合不是发生在胶束中的,而是溶于水中的单体首先聚合,当达到一定分子量时,聚合物从水中析出沉淀在保护胶体上形成乳胶颗粒的。
为了提高聚合体系及产品的稳定性,在醋酸乙烯酯分散聚合时也加入适量的乳化剂,但乳化剂在聚合中的作用是辅助性的,不是主要的。
仪器与药品:仪器药品醋酸乙烯酯150g,聚合级;聚乙烯醇25g ,1788,工业纯;过硫酸铵0.5g,化学纯;OP-10乳化剂2g,工业级;碳酸氢钠0.5g,化学纯;邻苯二甲酸二丁酯20g,工业级。
实验三:醋酸乙烯酯的溶液聚合
![实验三:醋酸乙烯酯的溶液聚合](https://img.taocdn.com/s3/m/6bdaba596c85ec3a86c2c53a.png)
五、实验步骤及流程
1)、在装有搅拌器、回流冷凝管和温度汁的反应瓶中加入醋酸乙烯酯20g(即21.5ml)
2)、再将另一小烧杯内预先准备好的偶氮二异丁腈溶液(0.05g溶于5mI甲醇中)倒入反应瓶,
3)、升温,控制反应瓶内温度61—63℃,注意观察体系内粘度的变化
4)、3h后停止反应,将瓶内的物料倒入表面皿中,放入50℃真空烘箱中干燥.得无色透明树脂,称重。
本实验以甲醇为溶剂进行醋酸乙烯酯的溶液聚合。根据反应条件的不同,如温度、引发剂量、溶剂等的不同可得到分子量从2000到几万的聚醋酸乙烯酯。聚合时,溶剂回流带走反应热,温度平稳。但由于溶剂引进,大分子自由基和溶剂易发生链转移反应使分子量降低。
聚醋酸乙烯酯适于制造维尼纶纤维,分子量的控制是关键。由于醋酸乙烯酯自由基活性较高,轻易发生链转移,反应大部分在醋酸基的甲基处反应,形成链或交链产物。除此之外,还向单体、溶剂等发生链转移反应。所以在选择溶剂时,必须考虑对单体、聚合物、分子量的影响,而选取适当的溶剂。
温度对聚合反应也是一个重要的因素。随温度的升高,反应速度加快,分子量降低,同时引起链转移反应速度增加,所以必须选择适当的反应温度。
本实验以偶氮二异丁腈为引发剂,甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合,属于自由基聚合反应。
三、实验仪器与药品
仪器:100mL三角瓶量移液管洗耳球回流冷凝管
药品:醋酸乙烯酯(重蒸)甲醇偶氮二异丁腈
在升温前,应将引发剂充分振荡,均匀分散在单体中。
六、实验现象
在61-65℃的情况下加热一段时间后出现气泡,随着时间的增加,瓶中出现大量的白色泡泡,烧瓶中的溶液慢慢变成乳白色的透明物质,并且慢慢变的粘稠,在加热1个小时左右的时候,溶液变粘稠,倒入冷水就出现不溶于水的稠状物。
实验04醋酸乙烯酯溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解[技巧]
![实验04醋酸乙烯酯溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解[技巧]](https://img.taocdn.com/s3/m/ea937c01876fb84ae45c3b3567ec102de2bddfac.png)
实验五醋酸乙烯酯的溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解聚乙烯醇是制备维纶的原材料。
由于乙烯醇很不稳定,极易异构化成乙醛。
所以聚乙烯醇通常都是通过醋酸乙烯溶液聚合以及聚醋酸乙烯酯的醇解这两个步骤来制得的。
本实验是以偶氮二异丁腈为引发剂;甲醇为溶剂的醋酸乙烯酯的溶液聚合。
这是个自由基聚合反应。
一、实验目的1、通过实验掌握醋酸乙烯酯溶液聚合的方法以及聚醋酸乙烯酯醇解的方法。
2、进一步掌握溶液聚合原理及高分子侧基反应原理。
3、掌握醇解度测定方法。
二、实验原理本实验采用溶液聚合的自由基聚合原理。
选用甲醇作溶剂是由于聚醋酸乙烯酯(PV Ac)能溶于甲醇,而且聚合反应中活性链对甲醇的链转移常数较小。
且在醇解制取聚乙烯醇(PV A)时,加入催化剂后在甲醇中即可直接进行醇解。
醋酸乙烯(V Ac)在聚合过程中,容易发生向聚合物链的链转移反应。
聚合物浓度越大,支化越容易发生。
聚合物活性自由基链除了向聚醋酸乙烯酯(PV Ac)主链上的α、β氢处链转移,形成水解不掉的支链,还会向乙酰基上活泼氢原子转移,在乙酰基上形成支链。
这部分支链容易水解脱掉,导致聚合度降低。
在聚合反应的同时,可能存在副反应:(2)在单体浓度为85%时聚合得聚醋酸乙烯酯(PVAc),醇解后聚合度下降38.15%。
单体浓度为67%时醇解后只降低了6.89%。
因此,要降低溶液中单体浓度。
但单体浓度过低,会影响产物的最终聚合度。
表1 60℃甲醇中不同单体浓度溶液聚合得到PVAc和PVA的聚合度单体浓度/% 聚合时间/h 转化率/% PVAc聚合度PVA聚合度聚合度降低/%85 16 96.2 1903 1177 38.1567 17 96.6 668 622 6.89聚醋酸乙烯酯(PVAc)的醇解可以在酸性或碱性的催化下进行,用酸性醇解时,由于痕量级的酸很难从PVA中除去,而残留的酸可加速PVA的脱水作用,使产物变黄或不溶于水,所以一般均采用碱性醇解法。
另外,甲醇中的水对醇解会产生阻碍作用。
醋酸乙烯酯乳液聚合
![醋酸乙烯酯乳液聚合](https://img.taocdn.com/s3/m/c5db036858fafab069dc02ce.png)
实验三醋酸乙烯乳液聚合一、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、掌握聚醋酸乙烯酯胶乳的制备方法及用途。
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。
乳液聚合的反应机理不同于一般的自由基聚合,其聚合速率及聚合度式可表示如下:式中N为乳胶粒数,N A是阿佛加德罗常数。
由此可见,聚合速率与引发速率无关,而取决于乳胶粒数。
乳胶粒数的多少与乳化剂浓度有关。
增加乳化剂浓度,即增加乳胶粒数,可以同时提高聚合速度和分子量。
而在本体、溶液和悬浮聚合中,使聚合速率提高的一些因素,往往使分子量降低。
所以乳液聚合具有聚合速率快、分子量高的优点。
乳液聚合在工业生产中的应用也非常广泛。
醋酸乙烯酯(VAc)的乳液聚合机理与一般乳液聚合相同。
采用水溶性的过硫酸盐为引发剂,为使反应平稳进行,单体和引发剂均需分批加入。
聚合中常用的乳化剂是聚乙烯醇(PVA)。
实验中还常采用两种乳化剂合并使用,其乳化效果和稳定性比单独使用一种好。
本实验采用 PVA-1788和OP-10两种乳化剂。
聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳胶漆具有水基漆的优点,粘度小,分子量较大,不用易燃的有机溶剂。
作为粘合剂时 (俗称白胶) ,木材、织物和纸张均可使用。
乙酸乙烯酯的悬浮聚合
![乙酸乙烯酯的悬浮聚合](https://img.taocdn.com/s3/m/2cb7af0aa8114431b90dd8ce.png)
乙酸乙烯酯的悬浮聚合目录摘要.................................... 错误!未定义书签。
Abstract ................................ 错误!未定义书签。
1.绪论.................................. 错误!未定义书签。
2.乙酸乙烯酯简介........................ 错误!未定义书签。
2.1 乙酸乙烯的物理化学性质........... 错误!未定义书签。
2.2 乙酸乙烯酯的应用................. 错误!未定义书签。
3. 乙酸乙烯的生产技术及研究............. 错误!未定义书签。
3.1 乙酸乙烯酯的聚合机理............. 错误!未定义书签。
3.2 生产工艺过程..................... 错误!未定义书签。
3.3 生产中需要注意的对反应产生影响的因素:错误!未定义书签。
3.4 设计的主要内容和方案............. 错误!未定义书签。
3.4.1 产品原料配方................ 错误!未定义书签。
3.4.2 生产工艺流程图.............. 错误!未定义书签。
3.4.3 聚合釜的设计............... 错误!未定义书签。
3.4.4 聚合釜搅拌器的设计.......... 错误!未定义书签。
3.4.5 附体附件的选型.............. 错误!未定义书签。
4 物料衡算.............................. 错误!未定义书签。
4.1 物料衡算的任务 (8)4.2 衡算的依据....................... 错误!未定义书签。
4.3 收集的数据....................... 错误!未定义书签。
4.4 衡算基准......................... 错误!未定义书签。
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醋酸乙烯酯的分散聚合
学时
8学时
目的
1.了解分散聚合的基本概念和特点。
2.掌握聚醋酸乙烯酯乳胶的制备方法。
实验原理
分散聚合是烯类单体除悬浮聚合和乳液聚合之外的又一种非均相自由基聚合。
分散聚合可看成是介于悬浮聚合和乳液聚合之间的聚合,其特点如下:1)可以水或非水溶剂为介质。
在以水为介质时,单体必须是不溶于水或基本不溶于水的。
2)单体在水中的分散是靠剧烈搅拌实现的,加于体系中的保护胶体起着防止分散相凝聚的作用。
3)常用的保护胶为聚乙烯醇和甲基丙烯酸盐的共聚物。
4)适量的乳化剂起着提高产物稳定性的作用。
分散聚合与悬浮聚合的不同之处如下:
1)在分散聚合中保护胶体的用量较大,因此,单体液滴分散得很细,所得的聚合物粒径为0.5—10μm,比悬浮聚合所得的聚合物颗粒小得多,但
比乳液聚合制得的乳胶颗粒大。
2)由于保护胶体的用量较大,所形成的分散体系相当稳定,外观类似于高分子乳胶。
3)以水为介质的分散聚合需用水溶性引发剂。
从形式上看,分散聚合与乳液聚合有很多相似之处。
但也有明显的区别。
例如,分散聚合不用典型的乳化剂而是用保护胶体来稳定聚合体系的;聚合所得的颗粒比乳液聚合的大;等等。
醋酸乙烯酯在水中以聚乙烯醇为保护胶体的聚合是典型的分散聚合。
醋酸乙烯酯是水溶性较大的单体,室温下在水中的溶解度约为2.5%,而且容易水解。
水解产物醋酸会严重干扰聚合的正常进行。
因此,醋酸乙烯酯的分散聚合比一般的乳液聚合有着更为复杂的影响因素。
研究认为,醋酸乙烯酯的分散聚合不是发生在胶束中的,而是溶于水中的单体首先聚合,当达到一定分子量时,聚合物从水中析出沉淀在保护胶体上形成乳胶颗粒的。
为了提高聚合体系及产品的稳定性,在醋酸乙烯酯分散聚合时也加入适量的乳化剂,但乳化剂在聚合中的作用是辅助性的,不是主要的。
仪器与药品:
醋酸乙烯酯150g,聚合级;聚乙烯醇25g ,1788,工业纯;过硫酸铵0.5g,
化学纯;
OP-10乳化剂2g,工业级;碳酸氢钠0.5g,化学纯;邻苯二甲酸二丁酯20g,
工业级。
实验步骤
1)在装有搅拌器、球形冷凝器的三颈瓶中称入聚乙烯醇25g,加入去离子水150g。
三颈瓶上多余的一个口塞上标准磨口塞,开动搅拌,并升
温至90℃,使聚乙烯醇全部溶解(约1h)。
然后降温至75℃。
2)在烧杯中称取OP-10乳化剂2g,用10ml去离子水溶解,加入三颈瓶中。
3)称取过硫酸铵0.5g,置于烧杯中,加入去离子水30g,手工搅拌使溶解。
将此溶液的1/3加入三颈瓶中,其余备用。
4)醋酸乙烯酯25g加入三颈瓶中,体系立即转变为乳白色。
5)70-75℃下保温反应1h,装上滴液漏斗,漏斗中加入醋酸乙烯酯125g,开始滴加单体。
滴加速度为1-2滴/s,全部单体在2h左右滴完。
6)滴加单体过程中,每隔30min加入过硫酸铵溶液4ml。
单体滴加完后,将剩余过硫酸铵溶液全部加入三颈瓶。
7)在30min内温度升至90℃,保温1h。
8)撤去热源,冷却至50℃,加入0.5g碳酸氢钠溶于10ml水的溶液以及20g邻苯二甲酸二丁酯,继续搅拌15min,出料装瓶。
9)测定所得产物的固体含量。
取已知重量的洁净干燥表面皿一块,称取以上制得的聚醋酸乙烯酯乳胶2g左右(W1),送入105℃烘箱中干
燥至恒重,称重得W2。
固体含量按下式计算:
W1-W2
G=——————×100%
W1
注意事项
1.聚乙烯醇通常有1788和1799两种规格(17表示聚合度为1700,88和99分别表示醇解度为88%和99%)。
用作分散聚合保护胶
体时,最好采用1788,所得的产物稳定性较好。
2.聚合过程中,单体滴加速度宜慢不宜快。
一般以冷凝器中略有回流为适宜。
3.醋酸乙烯酯的沸点为70-75℃之间比较合适。
滴加完后的升温速度应缓慢,过快易结块。
思考题
1.比较分散聚合与乳液聚合和悬浮聚合的异同之处。
2.实验中单体以滴加的形式加入。
若改为一次性加入,估计会引起什么后果?
碳酸氢钠和邻苯二甲酸二丁酯在产物中各起什么作用?。