乳液聚合3.2

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乳液聚合过程加入消泡剂的原因_解释说明

乳液聚合过程加入消泡剂的原因解释说明1. 引言1.1 概述乳液聚合作为一种重要的聚合方法，在各个领域都有广泛的应用。

然而，在乳液聚合过程中，气泡的产生常常会对反应体系造成不良影响，如降低反应效率、影响产物的质量等。

为了解决这一问题，许多研究者选择在乳液聚合过程中加入消泡剂。

1.2 文章结构本文将围绕着乳液聚合过程加入消泡剂的原因展开探讨。

首先，我们将简要介绍乳液聚合的定义和原理，以及其在各个领域中的应用重要性和所面临的挑战和问题。

接下来，我们将详细阐述消泡剂的作用原理，包括其定义、分类以及在乳液聚合过程中的作用机制和应用案例。

然后，我们将深入分析加入消泡剂的原因，并评估其带来的效果。

最后，我们将在结论部分总结乳液聚合过程加入消泡剂的原因及其重要性。

1.3 目的本文旨在探讨为何在乳液聚合过程中需要加入消泡剂，并解释其作用原理和效果。

通过对相关文献的综合分析和整理，我们将详细说明加入消泡剂能够减少气泡对反应体系的影响，提高反应体系的稳定性和均匀性。

此外，我们还将分析影响消泡剂选择和使用效果的因素。

通过阐述这些内容，本文旨在为乳液聚合过程中消泡剂的选择和使用提供指导，并促进该领域的进一步研究和发展。

2. 乳液聚合过程简介2.1 乳液聚合的定义和原理乳液聚合是指通过将一个或多个水溶性单体以及一定数量的乳化剂在水相中形成的稳定乳液中进行聚合反应，从而得到持续悬浮在水中的微小颗粒。

在这个过程中，水溶性单体通过与活性基团进行连续反应，在包含连续相和离散相（即分散相）的体系中形成高分子聚合物颗粒。

乳液聚合通过控制反应条件、选择适当的乳化剂以及调控温度、pH值等参数来控制聚合速率和微观结构。

其中，良好的分散度和粒径尺寸分布是成功实现高品质产品所必需的特征。

2.2 乳液聚合的应用领域和重要性乳液聚合技术在各行各业都有广泛应用。

它被广泛用于制备胶黏剂、塑料、纤维素增强材料等高分子材料。

此外，还广泛应用于制备润滑剂、表面活性剂、染料等功能性产品。

乳液聚合稳定剂

乳液聚合稳定剂一、引言乳液聚合稳定剂是一种广泛应用于化妆品行业的功能性添加剂。

它能够稳定乳液的形态，提高产品的品质和使用感受。

本文将对乳液聚合稳定剂的定义、作用机制、分类和应用等方面进行详细探讨，并介绍一些常用的乳液聚合稳定剂。

二、作用机制乳液聚合稳定剂的作用主要体现在以下几个方面：2.1 形成胶束乳液聚合稳定剂能够在水和油相之间形成胶束结构，使水相和油相能够均匀分散并稳定存在。

这种胶束结构是由乳液聚合稳定剂的亲水头基和疏水尾基组成的，亲水头基亲水性强，能与水相相溶，疏水尾基亲油性强，能与油相相溶。

乳液聚合稳定剂通过形成这种胶束结构，使水相和油相分子之间的相互作用力发生改变，使两相不易分离。

2.2 提供电荷乳液聚合稳定剂还能够提供电荷，使乳液带有电荷性质。

这样就能够降低乳液中颗粒的聚集速度，提高稳定性。

乳液中的颗粒在带有电荷的乳液聚合稳定剂的作用下，会带有同性电荷的排斥作用，从而阻碍颗粒的沉降和聚集。

2.3 调节乳液性质乳液聚合稳定剂还能够通过改变乳液的粘度、表面张力、流变性等特性，调节乳液的性质。

例如，乳液聚合稳定剂可以增加乳液的黏稠度，使得乳液更易于搓揉和延展；乳液聚合稳定剂还能够改善乳液的润湿性，使得涂抹时更加顺滑和均匀。

三、分类根据乳液聚合稳定剂的来源和化学结构，可以将其分为以下几类：3.1 蛋白质类乳液聚合稳定剂蛋白质类乳液聚合稳定剂主要来源于天然蛋白质，具有良好的稳定性和安全性。

常见的蛋白质类乳液聚合稳定剂有麦芽蛋白、大豆蛋白等。

3.2 离子聚合物类乳液聚合稳定剂离子聚合物类乳液聚合稳定剂主要是带电的高分子化合物，其电荷性质使其能够有效稳定乳液。

常见的离子聚合物类乳液聚合稳定剂有纤维素、明胶等。

3.3 非离子聚合物类乳液聚合稳定剂非离子聚合物类乳液聚合稳定剂是由非离子界面活性剂构成的，其分子链上无离子基团。

非离子聚合物类乳液聚合稳定剂具有较好的渗透性和吸附性，能够有效稳定乳液。

常见的非离子聚合物类乳液聚合稳定剂有聚乙烯醇、聚硅氧烷等。

反相乳液聚合印花增稠剂工艺

反相乳液聚合印花增稠剂工艺1.引言1.1 概述概述反相乳液聚合印花增稠剂工艺是一种用于纺织印花领域的新技术。

随着纺织行业的不断发展，对印花品质和加工效率的要求越来越高。

传统的印花增稠剂存在一些缺点，如粘度不稳定、增稠效果有限等。

为了克服这些问题，反相乳液聚合印花增稠剂工艺被提出并得到了广泛应用。

该工艺的核心是利用反相乳液聚合技术制备增稠剂，通过控制乳液颗粒的形成和稳定性，实现对印花墨浆的增稠作用。

相比传统的增稠剂，反相乳液聚合印花增稠剂具有以下几个显著特点：首先，该增稠剂的粘度稳定性好。

通过反相乳液聚合的特殊结构，使得增稠剂具有较高的粘度，并且能够在印花过程中保持相对稳定的粘度，不易受外界因素影响。

其次，增稠剂的印花效果优异。

反相乳液聚合工艺能够使增稠剂均匀分散在印花墨浆中，有效提升墨浆的浓度和颜色饱和度，使印花图案更加清晰鲜艳。

第三，该工艺具有较高的加工效率。

与传统的增稠剂相比，反相乳液聚合印花增稠剂制备工艺简单快捷，可以实现批量生产，提高生产效率。

最后，该工艺具有一定的环保性。

反相乳液聚合印花增稠剂不含有害物质，对环境无污染，符合现代可持续发展的要求。

通过反相乳液聚合印花增稠剂工艺，可以有效改善印花品质，提高加工效率，降低生产成本，具有广阔的应用前景。

在未来的纺织印花领域，该工艺有望成为一种重要的技术手段，为纺织行业的发展做出积极贡献。

1.2文章结构文章结构部分内容可以包括以下几点：1.2 文章结构本文按照以下结构组织内容：引言部分：介绍了本文的背景和目的，概述了反相乳液聚合印花增稠剂的特点和制备工艺。

正文部分：主要分为两个小节，分别介绍了反相乳液聚合印花增稠剂的特点和制备工艺。

结论部分：总结了反相乳液聚合印花增稠剂工艺的优势，以及该工艺在印花增稠剂领域中的应用前景。

通过以上结构的安排，读者可以清晰地了解到本文的内容和组织方式。

接下来，我们将逐一介绍每个部分的具体内容。

文章1.3 目的部分的内容:本文旨在探讨反相乳液聚合印花增稠剂工艺的目的和重要性。

乳液聚合合成及生产工艺

乳液聚合班级：高分0942 姓名：冯会科学号：200910211239乳液聚合（emulsion polymerization）是在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。

乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法。

乳液聚合体系至少由单体、引发剂、乳化剂和水四个组分构成，一般水与单体的配比(质量)为70/30～40/60，乳化剂为单体的0.2％～0.5％，引发剂为单体的0.1％～0.3％；工业配方中常另加缓冲剂、分子量调节剂和表面张力调节剂等。

所得产物为胶乳，可直接用以处理织物或作涂料和胶粘剂，也可把胶乳破坏，经洗涤、干燥得粉状或针状聚合物。

乳液聚合的发展自由基聚合反应是聚合物生产中应用最为广泛的方法之一，乳液聚合则是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合，体系主要有单体、水、乳化剂和引发剂四种基本组分构成。

乳液聚合技术萌生于上世纪早期，一般公认最早见于文献的是德国Bayer公司的H.Hofmann的一篇关于异戊二烯单体水乳液的聚合专利。

30年代见于工业生产，40年代Harkins定性地阐明了在水中溶解度很低的单体乳液聚合机理。

后来，Smith和Ewart，建立了定量的理论，提出了乳液聚合的三种情况及乳液聚合过程的三个阶段，即乳胶粒生成阶段(阶段I)、乳胶粒长大阶段(阶段II)及乳液聚合完成阶段(阶段III)，这一理论被视为乳液聚合的经典理论。

此后乳液聚合成为研究热点。

随着乳液聚合理论的发展，乳液聚合技术也在不断的发展和创新。

关于常规乳液聚合目前研究主要集中在:多组分乳液聚合体系的研究、合成高固含量的乳胶、反应型乳化剂的使用等方面。

另外，在传统乳液聚合工艺的基础上，目前国内外已开发出无皂乳液聚合、细乳液聚合、反相乳液聚合、分散聚合和微乳液聚合等新的聚合工艺。

从本质上来说，这些新的聚合技术与乳液聚合有着共同的特征，即都是分隔体系的聚合反应，有着共同的一些优点。

乳液聚合(完整)-2012.11.19

乳液聚合（完整）乳液聚合的基本概念乳液聚合：是指在单体、水、乳化剂形成的乳状液中进行的聚合反应过程。

1.乳液聚合体系：主要有单体、水、乳化剂、引发剂和其它助剂所组成。

在此，其它助剂主要包括：pH缓冲剂、分子量调节剂、电解质、链终止剂、防老剂、抗冻剂和保护胶体。

2.乳液聚合的各组分介绍（1）单体：如苯胺、乙烯基类、丙烯酸酯类、二烯烃类等，要求纯度>99%,不含阻聚剂。

（2）反应介质（水）：尽可能降低反应介质水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+ 等离子含量；用量应超过单体体积，质量一般为单体量的150％-200%。

溶解氧可能起阻聚作用，加入适量还原剂(如连二亚硫酸纳Na2S2O4·2H2O) ，用量为0.04% 左右。

（3）引发剂引发剂，即氧化剂，主要包括水溶性引发剂和油溶性引发剂。

乳液聚合过程中一般使用水溶性引发剂。

a．热分解型引发剂无机或有机过氧化物（过硫酸钾、过硫酸铵等）b．氧化-还原引发剂体系1）有机过氧化物-还原剂体系有机过氧化物：对甲基异丙苯过氧化氢还原剂：亚铁盐如硫酸亚铁、葡萄搪、抗坏血酸等2）无机过硫酸盐-亚硫酸盐体系过硫酸盐：过硫酸钾或过硫酸铵还原剂：亚硫酸氢钠、亚硫酸钠等。

（4）pH缓冲剂：常用的缓冲剂是磷酸二氢钠、碳酸氢钠等。

（5）分子量调节剂：控制产品的分子量，例如丁苯橡胶生产中用正十二烷基硫醇或叔十二烷基硫醇作为链转移剂。

（6）电解质：微量电解质(<10-3 mol/L) 的存在，由于电荷相斥增高了胶乳的稳定性。

（7）链终止剂：在乳液聚合过程结束后加入链终止剂，如亚硝酸钠、多硫化钠等。

（8）防老剂：合成橡胶分子中含有许多双键，与空气氧接触易老化。

胺类防老剂用于深色橡胶制品，酚类用于浅色橡胶制品。

（9）抗冻剂：加入抗冻剂以便将分散介质的冰点降低，防止因气温降低影响乳液稳定性，常用的有乙二醇、甘油、氯化钠、氯化钾等。

（10）保护胶体：为有效地控制乳胶粒的粒径、粒径分布及保持乳液的稳定性，常常需要在乳液聚合反应体系中加入一定量的保护胶体如聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、阿拉伯胶等。

乳液聚合的机理

⑵ 不存在链转移反应，聚合物的平均聚合度用动力学链
长表示，即
Xn =
⑶ 增加乳胶粒的数目可以同时增加聚合速率和聚合物
的相对分子质量。
Rp
k p c(M)
N 10 3 2N A
Xn
kpc(M) 2ρ
•
N
5.5 乳液聚合
四、乳液聚合的特点 ⒈ 乳液聚合的优点 ⑴以水做介质,价廉安全。乳液聚合中,聚合物的相对分子质量可以很高,但体系的粘度却可以很低,故有利于传热、搅拌和管路输送,便于连续操作。 ⑵ 聚合速率大,聚合物相对分子质量高,利用氧化-还原引发剂可以在较低的温度下进行聚合。 ⑶直接利用乳液的场合如乳胶粘合剂、乳液泡沫橡胶和糊用树脂更宜采用乳液聚合。 ⒉乳液聚合的缺点 ⑴需要固体聚合物时,乳液需要经凝聚、过滤、洗涤、干燥等工序,生产成本较悬浮聚合高。 ⑵产品中的乳化剂难以除净,影响聚合物的电性能。作业：⒑⒒⒓⒙
所以自由基的浓度应为乳胶粒数目的一半,如果乳胶粒的数目为N个/mLH2O,则自由基的浓度c(M·)为
5.5 乳液聚合
c(M• ) = N ×103 2NA
（5.1）
因此乳液聚合的速率为
Rp = kpc(M)c(M• )
N ×103 Rp = kpc(M) 2N A
（5.2）
第二阶段中,未成核的胶束消失,不再有新的乳胶粒形成, 乳胶料数目N恒定,单体液滴存在,不断向乳胶粒补充单体,使乳胶粒中单体浓度c(M)恒定。
5.5 乳液聚合
50%
100% 图5.8 乳液聚合的第三阶段——降速期
5.5 乳液聚合
标志有二: ⒈ 转化率从50%增至100%; ⒉单体已无补充的来源,链引发、链增长只能消耗单体-聚合物乳胶粒中的单体。聚合速率随单体-聚合物乳胶粒中单体浓度的下降而下降,最后单体完全转变成聚合物。

乳液聚合方法在材料制备上的应用

乳液聚合⽅法在材料制备上的应⽤聚合⽅法在材料制备上的应⽤及发展材料的合成与制备⾸先是单体通过聚合反应合成聚合物，然后通过相应的加⼯⼯艺制备成所需的材料或产品。

聚合反应常需要通过⼀定的聚合⽅法来实施，根据聚合物的性能指标以及应⽤环境条件等要求，常⽤的聚合⽅法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及固相聚合、熔融聚合、界⾯聚合等等，不同的聚合反⽅法有不同的⼯艺及设备要求，所得的聚合物产物在纯度、分⼦量、物态及性能等⽅⾯也各有差异。

如本体聚合体系中仅有单体和引发剂组成，产物纯净后处理简单，可直接⽤模板模具成型，如有机玻璃的制备；溶液聚合是将单体和引发剂均溶于适当的溶剂中的聚合⽅法，体系得粘度较低，具有传热散热快、反应条件容易控制，可避免局部过热，减少凝胶效应等特点适应于聚合物溶液直接使⽤的场合，如涂料、胶粘剂等；悬浮聚合是单体以⼩液滴状悬浮在⽔中进⾏的聚合⽅法，，其特点是以⽔作为反应介质，为了让⾮⽔溶性的单体能在⽔中很好地分散需要使⽤分散剂，所以悬浮聚合体系⼀般由单体、油溶性引发剂、分散剂以及⽔组成，悬浮聚合的产物⼀般以直径为0.05~2mm的颗粒沉淀出来，后处理简单⽅便⽣产成本低，但产物中常带有少量分散剂残留物；乳液聚合是在乳化剂的作⽤下，单体分散在⽔中形成乳液状态的聚合⽅法，体系由单体、⽔溶性引发剂、乳化剂和⽔组成，由于是以⽔为介质，具有环保安全、乳胶粘度低、便于传热、管道输送和连续⽣产等特点，同时聚合速度快，可在较低的温度下进⾏聚合，且产物分⼦量⾼，所得乳胶可直接⽤于涂料，粘结剂，以及纸张、织物、⽪⾰的处理剂等众多领域，乳液聚合因其⽣产过程中安全、环保等特点深受⼈们的⼴泛重视，下⾯主要以乳液聚合为例就聚合⽅法在材料制备上的应⽤及进展进⾏概述。

⼀、乳液聚合法的特点：1、乳液聚合的优点：以⽔为分散介质价廉安全。

乳液的粘度低，且与聚合物的分⼦量及聚合物的含量⽆关，这有利于搅拌、传热及输送，便于连续⽣产；也特别适宜于制备粘性较⼤的聚合物，如合成橡胶等。

聚丙烯酸酯乳液聚合与改性优化研究

聚丙烯酸酯乳液聚合与改性优化研究摘要：聚丙烯酸乳液聚合的整个流程主要为分散、乳胶粒生成、乳胶粒长大以及聚合等环节。

本文对聚丙烯酸酯乳液聚合过程进行了分析，对聚丙烯酸酯乳液聚合功能性单体改性于复合改性展开了研究，以供参考。

关键词：聚丙烯酸酯乳液聚合；功能性单体改性；复合改性1.聚丙烯酸酯乳液聚合1.1 乳液聚合的过程聚丙烯酸酯乳液聚合的组成主要分为丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂以及水（分散介质）。

乳化剂中含有亲油的非极性基团和亲水的极性基团，使得丙烯酸酯类单体在水中较均匀地分散，形成小胶束，从而在引发剂的作用下进行自由基聚合，完成乳液聚合。

根据时间-转化率的关系，将乳液聚合过程分为四个阶段：分散阶段、乳胶粒生成阶段、乳胶粒长大阶段以及聚合反应完成阶段。

分散阶段也就是预备阶段。

在搅拌过程中，乳化剂使聚合单体分布在乳化剂分子稳定的单体液滴内、胶束内以及有着极少量的部分在水相中。

在聚合单体、乳化剂和水混合均匀时，便达到了单体在单体珠滴、胶束以及水相之间的动态平衡。

在分散阶段后期，加入引发剂并升高温度，引发剂在水相中生成自由基，自由基先和体系中少量氧或单体中的阻聚剂反应，这个过程称为诱导期。

诱导期结束后，自由基引发聚合反应，生成乳胶粒，该过程称为乳胶粒生成阶段，乳胶粒生成的机理包括低聚物成核机理和胶束成核机理。

在乳胶粒长大阶段中，自由基由水相进入乳胶粒，并引发聚合，乳胶粒便不断长大。

理论上，聚合体系中的数目以及乳胶粒内的单体浓度不变，单体珠滴中的单体输送到乳胶粒，直到单体珠滴消失，这时反应只能消耗乳胶粒内的单体，随着单体浓度降低，反应速率不断下降。

但是现实中，由于存在体积效应，在乳胶粒长大阶段后期出现加速现象。

1.2 新型乳液聚合工艺1.2.1 无皂乳液聚合无皂乳液聚合过程中完全不加或只加入微量乳化剂，其无残留乳化剂，产物的耐水性、电学性能、光泽度等较好。

无皂乳液聚合主要是将丙烯酸酯类单体自身的亲水性链段或基团发挥出乳化剂的作用，从而反应稳定进行。

乳液聚合

3.12.4 乳液聚合
3.12.4 乳液聚合
1、乳液聚合的基本配方组分水相：水，乳化剂，引发剂；油相：单体
用量（份） 100 0.5～2
2、乳化剂和乳化作用
0.5～2
20～80
肥皂（硬脂酸钠）和洗衣粉（烷基磺酸钠）是最重要和常用的乳化剂。
◆ 乳化剂在水中的存在形态：乳化剂在水中以分子分散（即完全溶解的部分）和“胶束”两种形式均匀分散在水中。 ◆ 单体在溶有乳化剂的水中的存在形态：
5、乳液聚合动力学
Vp == kp′[M] N / 2 ( 单位:个分子/ ml.s)
Vp == kp [M] N/2N0 (单位:mol/L.s) (3-15)
Xn == kp [M] N /ρ Vp == kp [M] [ I ]2/5 [E]3/5 Xn == kp [M] [ I ]-2/5 [E]3/5 （3-16）（3-17）（3-18）
第3步，当温度达到50℃时将过硫酸钾水溶液缓
慢滴加入三口瓶，乳液聚合即平稳进行 ◆控制氧化剂过硫酸钾滴加速率即可控制聚合反应度
◆ 乳液聚合特点 1.水作介质安全廉价，散热和温度控制容易 2. 在较低温度可达到较高聚合速率和聚合度 3. 即使合成橡胶之类的特高相对分子质量的聚合物，乳液聚合时的黏度都很低， 4.聚合物与乳化剂的彻底分离相当困难，某些性能（如电绝缘性）必然受到一定影响
mol /L
g/L
222 250 278 288 272 349
36 53 71 20 33
20 ~ 70 50 ~ 70 50 ~ 60 35 ~ 60 35 ~ 80 50 ~ 70
0.05
0.0065
0.00044
5.6 1.6 0.13 2.6 2.3 0.4

乳液聚合工艺学_3_乳液聚合原理2

à 一种乳化剂的CMC值低，则在相同浓度下其胶束浓度就大。
à 这与乳化剂在水中的溶解度有关，乳化剂的种类和温度不同则CMC值不同。
胶束的增溶作用
（1）增溶作用的定义：是指在溶剂中完全不溶或者微溶的物质（可以是固体、
液体或者是气体），借助于添加第三种成分——表面活性剂而得到溶解，
dN p = ρ
dt
Np —— 每毫升水中的乳胶粒数，（ml水）-1 t —— 在阶段Ⅰ的任一时间，min dNp —— 乳胶粒生成速率，（ml水）-1 ·min-1 ρ —— 引发剂分解生成自由基的速率，（ml水）-1 ·min-1
若假设引发剂分解速率不变，即ρ为常数，则
N p = ρtΙ−Π (2-4)
∫ Ap (t) =
tθ
0
(t
−τ
) 2 / 3 ⎜⎜⎝⎛
dN p
dτ
⎟⎟⎠⎞dτ
（2-19）
将式（2-19）代入前面的式（2-18）得到：
∫ dN p
dτ
= ρ − ρθ
asS
t
(t
0
−τ
) 2 / 3 ⎜⎜⎝⎛
dN p
dτ
⎟⎟⎠⎞dτ
（2-20）
对式（2-20）进行求解，并把
θ = (36πμ 2 )1/3
代入结果可得到最终乳胶粒数：
Np
=
0.37 ⎜⎜⎝⎛
ρ μ
( ) ⎟⎟⎠⎞ 2 / 5
asS
（2-21）
3/5
该式叫做乳胶粒的下限方程，由该式计算得到的乳胶粒偏低。
可以看到上限方程和下限方程形式相同，系数不同，因此可用下面的通式表示乳胶粒数：
( ) N。 p

乳液聚合

单体珠滴：逐渐消失
36
第二阶段：乳胶粒生长阶段（恒速阶段）
聚合反应速率：乳胶粒数目恒定每个乳胶粒中单体和聚合物的比例是一个常数
活性乳胶粒的数目恒定
（乳胶粒的表面自由能和乳胶粒内部单体和聚合物的混合自由能之间的平衡决定）
反应物浓度不变
0.5活性种/乳胶粒
聚合反应速率为常数，零级反应
37
乳液聚合
1
第一章绪论
2
1.1 什么是乳液聚合？
链式聚合反应的实施方法
实施方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合组成成分单体、引发剂单体、引发剂、溶剂单体、引发剂、分散剂、分散介质应用范围自由基聚合、离子聚合自由基聚合、离子聚合自由基聚合自由基聚合
3
单体、引发剂、乳化剂、分散介质（水）
38
第三阶段：聚合完成阶段（减速阶段）
水相
乳胶粒
乳胶粒内单体浓度下降
聚合反应速率下降
39
凝胶效应（Trommsdorff效应）
阶段III单体浓度↓，聚合物浓度↑ 乳胶粒内部粘度↑ 自由基终止阻力↑ 终止反应速率常数↓↓ 聚合反应速率不但未下降反而升高。
40
玻璃化效应
转化率↑ 乳胶粒中单体浓度↓ 单体对聚合物的增塑效果减弱乳胶粒的玻璃化转变温度Tg↑ 当Tg 升高到等于反应温度时，整个大分子都被固结，单体分子运动受阻致使链增长速率↓↓，甚至趋近于零导致聚合反乳液聚合涉及的基本概念
乳液聚合的物理模型
15
2.1 乳液聚合的基本组成
2.1.1 单体
主要要求：可进行链式加成聚合，且不与水（或其它分散介质）反应
一般为油溶性单体，在水中形成水包油型（甲基）丙烯酸甲酯苯乙烯丙烯腈氯乙烯丁二烯等

苯丙乳液的聚合及其聚合工艺

关于苯丙乳液的聚合1.1 苯丙乳液聚合机理乳液聚合的机理HarKins首先做了定性的描述了。

他认为,当乳化剂溶于水时,若其浓度超过临界胶束浓度时，则乳化剂分子聚焦在一起形成乳化剂胶束。

在乳化剂溶液中加入难溶于水的单体并进行搅拌时，单体大部分分散成液滴，部分单体则增溶于乳化剂胶束中。

当水溶性的引发剂加入后，引发剂在水中生成自由基并扩散到胶束中去，并在那里引发聚合反应。

HarKins将理想乳液聚合机理分为三个阶段：第一阶段: 乳胶粒生成期从诱导期结束到胶束耗尽这一期间为聚合第一阶段。

在此阶段中,由于水相中引发剂分解出的自由基不断的扩散到胶束中,并在那里引发聚合反应,生成单体、聚合物粒子，既乳胶粒，随着反应的不断进行,新乳胶粒不断产生，使聚合反应进行一个加速期。

另一方面，随着放映的进行,乳胶粒的体积渐渐的增大，其表面积也随之增加，这样越来越多的乳化剂分子从水相被吸附到乳剂粒表面上，因而破坏了乳化剂与胶束间的平衡。

胶束中的乳化剂分子不断补充入水相，直到转化率达到一定程度后，水相中的乳化剂浓度下降到临界胶束浓度以下，胶束即告消失。

此时，不再有新的乳胶粒生成，聚合体系中的乳胶粒不再变化，至此反应转入第二阶段。

第二阶段：反应恒速期从胶束消失到单体液滴消失这一期间为第二阶段。

此阶段由于胶束的消失，体系中不再有新的乳胶粒生成，总的乳胶粒数目保持不变。

且随着聚合反应的进行，单体液滴中的单体不断扩散入乳胶粒中，使粒子中的单体浓度不变，所以此阶段聚合速率保持不变，直至单体液滴消失，聚合速率下降，反应转入第三阶段。

第三阶段：降速期从单体液滴消失至聚合反应结束为第三阶段。

此阶段由于单体液滴的消失，不再有单体经水相扩散进入乳胶粒，故乳胶粒中进行的聚合反应只能靠消耗粒子中贮存的单体来维持，使聚合速率不断下降，直至乳胶粒中的单体耗尽，聚合反应也就停止1.2 乳液聚合工艺生产聚合物乳液和乳液聚合物有多种工艺可供选择。

如间歇工艺、半连续工艺、连续工艺补加乳化剂工艺及种子乳液聚合工艺等。

乳液聚合Ⅱ——乳液聚合机理.

➢ 总体来说，体系中一半胶粒内含有一个自由基，另一半无自由基，胶粒内平均自由基数
。
聚合中后期，当胶粒足够大时，也可能容纳几个自由基，同时引发剂增长。乳液聚合的特征就
是链引发、链增长、链终止的基元反应在“被隔离”的胶束或胶粒内进行。这种“被隔离”才水相（均相）成核有相当水溶性的单体进行乳液聚合，以均相成核为主
1. 采用过硫酸盐一类离子型水溶性引发剂，引发单体聚合。引发剂残留硫酸根成为大分子极性基团，整个大分子类类似于聚合物乳化剂，使胶乳稳定。
2. 苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等主单体与少量水溶性极性单体共聚，该法可用来制备高固含量胶乳。根据基团的不同，这类水溶性共单体有下列多种：
（a）非离子强亲水共单体，如羧酸类、丙烯醛、丙烯酰胺等。在共聚过程中，强亲水性共单体进入大分子链后，多富集于粒子表面。对于羧酸类，在碱性条件下，亲水羧基将转变成离子形式[—COO-Na+]，胶粒之间通过静电排斥作用而稳定。而对于非离子状态丙烯酰胺类，则通过空间位阻作用来保持稳定。
溶胀技术来制备。 ➢ 所谓种子乳液聚合是将少量单体按一般乳液聚合法制得种子胶乳（50~100nm或更小），然后将
少量种子胶乳（1%~3%）加入正式乳液聚合配方中。其中单体、水溶性引发剂、水可以按原定比例，但乳化剂要限量加入，仅供不断长大粒子保护和稳定的需要，避免用量过渡、形成新的胶束或新胶粒。种子胶粒被单体所溶胀，吸附水相中自由基而引发聚合，使粒子增大。经过多级溶胀聚合，粒径可达1~2μm，甚至更大）。
2.1 成核机理和聚合场所
单体的水溶性、乳化剂的浓度、引发剂的溶解性能等是影响成核机理的重要因素，有三种成核可能：一．胶束成核难溶于水的单体所进行的经典乳液聚合，以胶束成核为主。 ➢ 经典乳液聚合体系选用水溶性引发剂，在水中分解为初级自由基，引发溶于水中的微量单体，

3.2 (补充)乳液聚合

• 常用的有：脂肪酸钠 RCOONa（R：C11～C17）十二烷基硫酸钠C12H25SO4Na、烷基磺酸钠RSO3Na（R: C11～C16）、烷基芳基磺酸钠如二丁基萘磺酸钠
9
乳化作用
• 在乳化剂作用下，单体和水转变成难以分层的乳液，这种作用称乳化作用。 1) 乳化剂存在时，体系界面张力降低，有利于使单体分散成细小液滴； 2) 乳化剂分子会吸附在单体液滴表面形成保护层，使乳液稳定； 3) 当乳化剂浓度大于临界胶束浓度(CMC）时，乳化剂分子便形成胶束。部分单体分子可溶解在胶束内，因此乳化剂起了增溶作用。
体积变化微小
乳胶粒内单体浓度下降
单体液滴
液滴数不变 1010~1012 液滴直径>1000nm
液滴数1010~1012，最后消失直径缩为0
无液滴
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24
乳液聚合破乳或稳定
• 阴离子乳化剂在碱性溶液中较为稳定， • 若遇酸、金属盐、硬水等会形成不溶于水的酸或金属皂，使乳化剂失效。 • 利用该性质，可用酸或盐来破乳。
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表5-5 乳液聚合过程中颗粒和速度变化
第一阶段速率变化胶束增速期成核期胶束数渐减， 1017~1018→0 增溶胶束6~10nm 乳胶粒乳胶粒形成期乳胶粒数 0→1013~1015 乳胶粒数恒定 1013~1015 乳胶粒长大 10~200nm 乳胶粒内单体浓度一定乳胶粒数恒定颗粒数变化/个•cm-3 0 0 第二阶段恒速期第三阶段降速期

根据极性基团的性质，乳化剂可分为阴离子型、阳离子型及非离子型。
5
乳化剂的组成：
• 亲水基团: －COONa、－SO4Na、－SO3Na、－N(CH3)3Cl、－OH 等； • 亲油基团：C12－C18的直链烷基、C12－C18的烷基与苯基、萘基相联的疏水基团。乳化剂的分类 • 脂肪酸钠RCOONa (R=C11—C17) [如硬脂酸钠 C17H35COONa] ；亲水基亲油基 • 烷基硫酸钠ROSO3Na 如[C12H25OSO3Na]； • 烷基磺酸钠RSO3Na (R=C12—C18)； • 烷芳基磺酸钠

乳液聚合

较小 MMA 1.5 VC 1.0 较大 VAc 2.5 MA 5.6 AN 7-8 水溶 AA AAm
在乳液聚合Ⅰ、 Ⅱ阶段乳胶粒中 M体积分数Фm 单体 Фm
氯乙烯
甲基丙烯酸丁酯苯乙烯
0.30
0.60 0.604
丙烯酸丁酯
甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯酯
0.65
0.73 0.8145
丙烯酸甲酯
形成胶束增长聚并
增长基本粒子聚并稳定乳胶粒最终产物
◆ 齐聚物链长↑→CMC ↓ ◆ M/P中P分子量↑→表面电荷密度 ↓
稳定性↓
临界成核链长ncr：St 7
MMA 82 3.1.1.3 母体颗粒凝结成核母体颗粒通过均相成核而形成母体颗粒的聚结生成最终颗粒聚合速度由以下三部分组成 1)母体颗粒的形成速率 2)母体颗粒的聚结 3)颗粒内的增长反应实为上两成核理论的综合 VAc 1320
乳液聚合
1 乳液聚合概况
2 乳液聚合原理 3 乳液聚合新进展 4 乳液的稳定性参考书 ◆ 乳液聚合 ◆ 合成树脂乳液胡金生等奥田平化学工业出版社 1987 1989
◆ 聚合物乳液合成原理、性能及应用
曹同玉胡金生
化学工业出版社
1997
乳液聚合和胶乳的工业应用、学科背景、化工问题. 乳液聚合的机理特征, 成核机理: 胶束成核, 水相成核, 微液滴成核. 经典乳液聚合动力学及其偏离, 速率方程, 分子量方程.
水溶性单体 M2↑→ 组成M2↑→ 粒子稳定↑→ 颗粒数↑→ Rp↑
◆ 羧酸单体的中和度
加入碱和羧酸单体的摩尔比
中和度 → 油水相分配比
颗粒形成胶乳稳定性 SDS
水相中离解程度 → 羧酸在P中含量

乳液聚合

第一章聚合物类整理剂的制备_一些单体如(取代)环氧乙烷、氧杂环丁烷衍生物、四氢呋喃、有机环硅氧烷等常用离子型溶液聚合工艺制备聚合物，所得产物在纺织印染行业有广泛的应用。

得到的聚合产物分散于水介质中以后，采取去除溶剂的方法得到可直接应用的产品。

聚氨酯作为传统的纺织整理助剂，其制备反应原理虽然不是离子型聚合反应，但在制备水性聚氨酯时也通常先进行溶液聚合，聚合反应完成后将产物在水中分散、除溶剂后得到成品。

第二节乳液聚合乳液聚合(Emulsion Polymerization)是指单体在乳化剂的作用下分散在水介质中形成液／液分散体系，即乳状液，在水溶性引发剂的作用下体系中的单体发生聚合反应，形成固态高聚物且分散于水中的固／液分散体系，称为乳胶(或胶乳)。

聚合物胶乳中固态高聚物微粒直径在1“m以下，静置时不会沉降，是一种非常稳定的聚合物乳液。

乳液聚合的优点在于成本低、聚合反应速率高，乳液状产品比较适合于纺织品的多种深加工。

更重要的是该工艺环境污染程度较低，更能适应当前绿色工业的需求。

因此，人们在乳液聚合法制备整理助剂方面进行了大量研究，并取得了良好的进展。

乳液聚合工艺得到大力发展的同时，不同的乳液体系大量涌现，使整理剂乳液不断朝着高效和稳定的方向发展。

一、乳液聚合的原理1．胶束的本质及增溶作用十二个碳原子以上的羧酸盐、铵盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐等物质属于表面活性物质，可以作为乳液聚合的乳化剂。

当向水介质中加入乳化剂时，形成乳化剂溶液。

由于每一个乳化剂分子上同时含有两个基团，一个为亲水的极性基团，另一个为亲油的非极性基团。

当乳化剂分子分散到水中时，分子结构中的亲水基受到水的亲和力，而亲油基受到水的排斥力，以致倾向于使较多的乳化剂聚集在空气一水界陈国强，王祥荣，李战雄等编著.纺织品整理加工用化学品.中国纺织出版社,2009.04.6≮鲍鲺虽鳓里；鄹窖璺曼…鬈angzhipinzhengliiiagongyonghuaxuepin面上。

苯乙烯的乳液聚合实验报告

苯乙烯的乳液聚合实验报告1. 实验背景嘿，朋友们，今天咱们来聊聊苯乙烯的乳液聚合实验。

这可是个既有趣又实用的实验，毕竟苯乙烯可是一种重要的工业原料，咱们常见的塑料大多离不开它。

那么，什么是乳液聚合呢？简单来说，就是把单体（像苯乙烯）放进水中，然后通过某种方法让它们聚合成大块的聚合物，形成胶状物质。

听起来是不是很神奇？实际上，这个过程就像是一场聚会，单体们在水中欢聚一堂，互相吸引，最后成了大团队。

2. 实验材料与设备在开始之前，咱们先来看看都需要什么材料。

首先，当然少不了苯乙烯啦！还有一些乳化剂，比如说十二烷基苯磺酸钠，这家伙可是一位出色的“聚会主持人”，帮我们把单体们聚在一起。

此外，咱们还需要引发剂，比如过硫酸铵，没它可不行。

还有水，当然，水是所有聚会的必备品呀！设备方面，咱们需要一个反应釜、搅拌器、冷却系统和一些常见的实验器具。

准备工作做好，咱们就可以开工了！3. 实验步骤3.1 准备工作首先，把苯乙烯、乳化剂和水混合在一起，倒进反应釜里。

搅拌的时候，尽量保持速度均匀，别让它们闲着，大家都要热热闹闹的。

接着，慢慢加热到反应温度，通常在60到70摄氏度之间。

此时，单体们开始逐渐“熟悉”起来，产生了“化学反应”。

要是你能看到它们的表情，肯定是那种“我来了，我看到了，我聚合了”的状态。

3.2 引发聚合反应等温度合适后，就可以加入引发剂了。

这个时候可别着急，慢慢加入，让反应更稳定。

引发剂一进去，聚合反应就像点燃了一把火，瞬间热闹非凡！单体们开始疯狂聚合，形成聚合物。

这个过程可能会有点泡沫，但没关系，大家开心就好。

注意观察反应的变化，看看聚合物是如何形成的，真是如同魔法一般。

4. 实验结果与分析4.1 观察现象经过一段时间的聚合反应，咱们可以观察到反应釜里的变化。

聚合物开始逐渐形成，颜色变得浓郁，粘稠度也在增加。

这时就像一个小小的奇迹，单体们变成了聚合物，真是“脱胎换骨”的感觉！要是你有机会用手去触摸一下，哎呀，那个滑滑的感觉，简直不要太爽！4.2 结果分析最后，咱们要对实验结果进行分析。

乳液聚合法

乳液聚合法
乳液聚合（Emulsion Polymerization）是一种特殊的聚合反应，也称
乳液自由基聚合或自由基乳液聚合。

它是以液相中自由基发生体外聚合反应，而不在固相中发生的一种聚合方式。

乳液聚合有三个基本步骤：反应配制、反应体系的形成和反应本身。

乳液聚合的反应配制包括准备重叠反应产物的原料，例如，自由基起始剂，聚合物起始剂，凝胶和表面活性剂等。

然后，在反应体系的组装中，将以上原料加入到反应器中，并对反应器中的温度和湿度进行调节。

要进行乳液聚合反应，需要加入一定量的聚合物起始剂以此启动以自由基为起始剂的反应，这种反应具有一定的节制，其反应速度与温度和湿度有关。

经过一系列的过程和反应，聚合物粒子被制造出来，例如聚氨酯、乳胶和酯树脂等。

乳液聚合的最终产物具有乳胶样的外观和结构，有相当的粘附性、硬度等特性，大多数乳液聚合产物没有明显的熔融点，因此，乳液聚合也被称为没有熔融点的聚合。

乳液聚合已经成为制造实际应用于日常生活物品中的高分子材料的重要工艺之一，这些物品包括乳胶、水性油漆、乳胶塑料、水性清漆、聚脂等。

由于乳液聚合产物具有优越的物理和化学性能，因此也可以用于金属表面处理，如电镀、电泳、终点抛光等，也可以用于作为涂料的预处理，以使涂料更好的粘结等。

乳液聚合分类

乳液定向聚合
定向聚合：又称立体有择聚合、立体选择聚合，立体对称聚合或有规立构聚合，单体形成立体规整性聚合物的聚合过程。可细分为配位聚合、离子型定向聚合和自由基型定向聚合等。定向催化剂有齐格勒催化剂、纳塔催化剂和离子型催化剂等。能进行定向聚合单体有α-烯烃，二烯烃和烯类单体等，所得的聚合物称作定向聚合物。

乳液互穿聚合物网络的合成技术
互穿聚合物网络：简称IPN是两种共混的聚合物分子链相互贯通并以化学键的方式各自交联而形成的网络结构。一般，其至少含有两种聚合物，并且至少一种聚合物是网状的，这种网状结构可由一种聚合物在另一种聚合物直接存在下进行聚合、交联或既聚合又交联而值得。

反应性聚合物微凝胶
根据其分子结构，可以把聚合物分为四大类，即1 线性大分子支链大分子聚合物微凝胶大网络聚合物聚合物微凝胶：其分子结构介于支链大分子和大网络聚合物之间一个微凝胶颗粒即为一个大分子，这个大分子被限定在一定区域内，进行分子内交联而形成网状结构，在微凝胶颗粒之间，没有任何化学键相连接。（AM、AA、MAA等)
分散介质（可选择任何不与水互溶的有机惰性液体）乳化剂（根据HLB值选择，一班选择 HLB=3~6)
引发剂（可以是油溶性的如偶氮类或有机过氧化物也可以是水溶性的如过硫酸盐）

乳液聚合分类
Emulsion Polymerization
乳液聚合分类
乳液聚合分类 1 2 3 4 5 6 7 反相乳液聚合无皂乳液聚合微乳液聚合分散聚合核壳乳液聚合乳液定向聚合辐射乳液聚合

1 反相乳液聚合
常规的乳液聚合：是使油溶性单体借助水包油（O/W)型乳化剂的作用乳化分散于水中，有水溶性或油溶性引发剂引发聚合，得到聚合物微粒分散于水中的O/W型乳状液。反相乳液聚合：采用水溶性单体，借助油包水型（W/O)乳化剂乳化分散于油中，由水溶性或油溶性引发剂引发聚合，得到水溶胀的聚合物粒子在油中的W/O型胶体分散体。

乳液聚合的三个阶段的标志和特征

乳液聚合的三个阶段的标志和特征
乳液聚合是一种常见的聚合方法，它是通过将水相和油相混合，加入乳化剂，形成乳液，然后在一定条件下进行聚合反应。

乳液聚合过程可以分为三个阶段，分别是乳化阶段、聚合阶段和稳定阶段。

乳化阶段是乳液聚合的第一个阶段，其特征是乳化剂的作用。

乳化剂可以使水相和油相混合均匀，形成乳液。

在这个阶段，乳化剂的作用是降低表面张力，使水相和油相相互分散。

此时，乳液中的颗粒大小比较大，分布不均匀，颗粒之间的距离较远。

聚合阶段是乳液聚合的第二个阶段，其特征是聚合反应的进行。

在这个阶段，聚合物的形成是通过单体分子之间的化学反应实现的。

此时，乳液中的颗粒开始逐渐增大，颗粒之间的距离逐渐缩小，形成了一些较大的聚合物颗粒。

稳定阶段是乳液聚合的第三个阶段，其特征是乳液的稳定性。

在这个阶段，聚合物颗粒的大小和分布已经趋于稳定，乳液中的颗粒之间的距离也比较均匀。

此时，乳液的稳定性较好，可以长时间保存。

乳液聚合是一种重要的聚合方法，其过程可以分为乳化阶段、聚合阶段和稳定阶段。

在不同的阶段，乳液的特征和标志也不同，这些特征和标志对于控制聚合反应的过程和结果具有重要的意义。

因此，在进行乳液聚合时，需要根据不同的阶段采取不同的措施，以保证聚合反应的顺利进行。