聚醋酸乙烯酯

OP-10
邻苯二甲酸二丁酯 聚乙烯醇 碳酸氢钠(5%)
聚醋酸乙烯酯流程
65-70℃
6g聚乙烯醇 78g无离子水 溶解 过硫酸铵 20g醋酸乙烯酯 溶解
40g醋酸乙烯酯
1gOP-10 65-70℃ 30min
50℃
搅拌 产 物 冷却至 室温 10g邻苯二 甲酸二丁酯 碳酸氢钠
Βιβλιοθήκη Baidu
90-95℃ 至无回流
65-70℃
聚醋酸乙烯酯的实验室制备
• 聚醋酸乙烯酯乳液（PVAc），又称为聚醋 酸乙烯乳液，俗称白乳胶。是一种白色粘 稠液体，具有配置简单使用方便，固化速 度快，初粘力好，较高的粘结强度等优点。 Vac乳液聚合最常用的方法是化学法，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。
聚醋酸乙烯脂
第八组
目录
• • • • • • 聚醋酸乙烯酯的性质 聚醋酸乙烯酯的应用 聚醋酸乙烯酯的实验室制备 聚醋酸乙烯酯的工业制备 影响聚合反应的因素 总结
聚醋酸乙烯酯的化学性质
• 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。加热分解释放刺 激烟雾。加热到250℃以上分解出醋酸。
• 九、加完全部物料后，通过蒸汽将体系稳 定升至90-95 ℃，并在该温度下保温30min • 十、向聚合釜夹套中通入冷水使物料冷却 至50 ℃，通过ph缓冲剂计量槽加入规定量 的碳酸氢钠溶液，通过增塑剂计量槽向釜 内加入规定量的邻苯二甲酸二丁酯，然后 充分搅拌使物料混合均匀。 • 十一、最后出料，通过过滤器过滤后，进 入乳液储槽。
30min 滴加
20g醋酸乙烯酯
过硫酸铵
实验装置
实验步骤
1.安装好实验装置，检查电动搅拌器是否正常工作。 2．将称量好的6克乳化剂聚乙烯醇、1克助乳化剂OP-10、 78克去离子水加入三颈瓶中，开启搅拌器，溶解后加入单 体20克。用5毫升水溶解1克的过硫酸铵，一半溶液加入三 颈瓶中，加热。 3．控制瓶内温度为65℃～70℃。将40g单体醋酸乙烯酯 加入滴液漏斗，匀速地往瓶中滴加，控制在30min加完。 4．将余下一半的过硫酸铵溶液加入三颈瓶中，再将余 下的20g单体醋酸乙烯酯滴加入三颈瓶中。 5．将温度升高至90～95℃，升温速度以不产生泡沫为 宜，在此温度下聚合至无回流液产生为止。 6．冷却降温至50℃，加入5ml水配制的0.25g碳酸氢钠 溶液，再加入10g邻苯二甲酸二丁酯，搅拌冷却至室温。
总结
• 聚乙烯醇的溶解，必须完全； • 在乳液的合成过程中所用水一定用去离子 水或蒸馏水； • 控温一定要严格，否则合成的乳液性能不 稳定； • 聚合过程：滴加速度要均匀，特别是过硫 酸铵的加入；搅拌速度要适当；聚合温度 要控制好，升温不宜过快。
实验试剂及仪器
醋酸乙烯酯、水、过硫酸铵、聚 乙烯醇、OP-10、邻苯二甲酸二丁酯、 碳酸氢钠、醋酸钠； 恒温水浴锅、电动搅拌器、温 度计、250ml三口烧瓶、100ml滴 液漏斗、Y形管、球型冷凝管、吸 管、天平、(100ml、10ml)量筒、 玻璃棒。
乳液配方
试剂
醋酸乙烯酯
水 过硫酸氨
质量
80g 78g 1.0g 1.0g 10g 6.0g 5ml
• 五、把聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇溶解釜通过过滤器用隔膜 泵输送到聚合釜中，并由入孔加入规定量的OP-10，开动 搅拌使其溶解。 • 六、向聚合釜中由单体计量槽加入15份单体醋酸乙烯酯， 并通过引发剂计量槽向其中加入占总量40%的引发剂溶液， 在搅拌下乳化。 • 七、向聚合釜的夹套中通入水蒸气，将釜内物料升温至 60-65 ℃，此时聚合反应开始，釜内温度因聚合反应的放 热而自行升高，可达80-83 ℃，釜顶回流冷凝器中将有回 流出现。 • 八、待回流减少时，开始向釜内通过单体计量槽滴加醋酸 乙烯酯单体，并通过引发剂计量槽滴加过硫酸钾溶液。通 过控制加料速度来控制聚合反应稳定在78-80 ℃之间，所 有单体约在8h内滴加完毕，单体滴加完毕后，加入全部剩 余的过量硫酸钾溶液。
聚醋酸乙烯酯的工业制备
• 在工业生产中聚醋酸乙烯酯乳液最常用的 方法是延迟加料法，因为这种进料工艺能 很好地控制聚合速度和操作弹性，且适应 性强，单体转化率高，乳液性质稳定。聚 醋酸乙烯酯乳液聚合工艺的流程如图所示。
工业流程
• 一、将蒸馏水放入水计量槽计量后放入聚乙烯醇 溶解釜中 • 二、将规定量的聚乙烯醇由入孔投入到聚乙烯醇 溶解釜内。 • 三、向聚乙烯醇溶解釜的夹套中通入水蒸气，使 釜内升温至80℃，搅拌4-6h，配制成聚乙烯醇溶 液。 • 四、把醋酸乙烯酯投入到单体计量槽内，把临苯 二甲酸二丁脂投入到增塑剂计量槽内，把预先配 置好的规定量的10%过硫酸钾溶液和10%碳酸氢 钠溶液分别投入到引发剂计量槽和ph缓冲剂计量 槽内。
• 3、温度 • 温度是对本实验影响比较明显的一个因素，特别 在初始反应阶段，温度高乳液粘度大，反之下降。 这是由于活化反应是吸热反应所以反应温度的提 高，有利于活性基团的形成，接枝率提高，粘度 增高。但为了能控制反应，保证聚合反应热的及 时排除，产物的高分子量和低粘度，反应温度必 须保持在70℃-80℃之间。 • 4、搅拌速度 • 在聚合过程中搅拌主要是是反应物混合均匀，并 导出反应热，如果搅拌速率太慢反应速率将减慢， 热量将无法及时排出，不利于反应得进行，搅拌 速率太快，可能造成溶液飞溅，破乳。所以在本 实验中保持搅拌速度在200r/min左右，反映结束 阶段搅拌速度可以适当减低。
影响聚合的因素
• 1、乳化剂 • 对于不同浓度的V Ac乳液聚合，聚合速率与乳化剂总量有 关。由乳化剂构成的胶束是乳胶粒子的主要来源，乳化剂 用量增大，胶液中的乳胶胶束和乳胶粒子增多，所生成的 乳胶粒子数目增多，增容作用也就越显著，从而能更有效 地从水相中吸收自由基加快聚合速率。 • 2、引发剂 • 对于不同浓度的引发剂，其引发速率是不同的。引发剂用 量越大反应速率越快。这是由于增加了引发剂的用量，在 水相中就会生成更多的自由基，一方面会导致自由基在水 相中的扩散速度加快，，在胶束中引发聚合，单体转化率 增大并生成更多的大分子链，从而加大了乳胶粒子的体积， 另一方面会导致水相中成核速率增大，这两方面都会使聚 合速率增大。
聚醋酸乙烯酯的物理性质
• 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。溶于芳烃、 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。
聚醋酸乙烯酯的应用
• 1、作胶姆糖基料，中国规定可用于乳化香精和胶姆糖，最大使用量 为60g/kg； • 2、用于制造玩具绒及无纺布； • 3、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，也用于制备涂料、粘合剂等； • 4、主要用作涂料、胶黏剂、纸张、口香糖基料和织物整理剂，也可 用作聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛的原料； • 5、胶姆糖的基本胶基；果实被膜剂，可防止水分蒸发，起保鲜作用； • 6、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； • 7、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，涂料、粘合剂、泡泡糖等。
聚醋酸乙烯酯制备原理
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 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。本合成实验采用非离子型 乳化剂聚乙烯醇和OP-10混合使用以提高乳化效 果和乳液稳定性。