聚醋酸乙烯酯制备页PPT文档
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聚醋酸乙烯酯的制备 一组
1.醋酸乙烯酯的性质
外观与性状 分子式 结构式 沸点/℃ 熔点/℃ 相对密度 折光率n20/D 着火点/℃ 闪点 蒸汽压 相对分子质量 粘度（20℃）Pa•S 蒸发潜热KJ/mol 聚合热KJ/mol 燃烧热KJ/mol 在水中溶解度（20℃）％ 水在醋酸乙烯酯的溶解度（20℃）％ 自燃点℃ 爆炸极限 体积％ 毒性（LD50，鼠） 溶解性
4.实验室制法
4.1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。 本实验用非离子型乳化剂聚乙烯醇和阴离子型乳化剂十二烷基苯磺酸钠，按一定 比例混合使用，提高乳化效果和乳液稳定性。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，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。
本实验聚合反应采用过硫酸铵为引发剂，按自由基聚合的反应历 程进行聚合，主要聚合反应式如下：
4.2仪器和试剂
仪器： 机械搅拌器一套，球形冷凝管一个，250ml四口烧瓶一个、100ml滴液漏斗一个， 电热套一套，温度计（0℃—100℃）一支，250ml烧杯一个，固定夹若干。100ml 小烧杯3个，10mL,100mL量筒各一个。 试剂： 醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、过硫酸胺、蒸馏水、OP—10、邻苯二 甲酸二丁酯
无色液体，具有甜的醚味 C4H6O2 CH3COOCHCH2 72 -100.2 0.9342 1.3958 -5—（-8） -8℃ 13.3KPa/21.5℃ 86.09 0.000432 32.7 89.2 0.00207 2.5 0.1 427 2.6—13.4 0.3g/Kg 溶于醇,醇,丙酮,苯,氯仿
2.聚醋酸乙烯酯：polyvinylacete:PVA:PVAC 性质：又称聚乙酸乙烯酯，醋酸乙烯树脂 （vinylacetatc resin）或乙酸乙烯树脂，由 醋 酸 乙 烯 聚合而得的无定形聚合物。属热塑性树脂。分子量2万 —20万随聚合方法不同可制得无色胶乳或无色透明珠状固 体。固体相对密度1.19；折射率1.47；玻璃化转变温度 28℃—40℃拉伸强度34Mpa；介电常数（103HZ）1.15；吸 水性2%～5%。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。 遇 浓 碱 和 浓 酸 分解。由 醋 酸 乙 烯 以自 由基引 发剂引发，可用乳液、悬浮、本体和溶液聚合法生产。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。
3.醋酸乙烯酯的应用 醋酸乙烯是是一种重要的有机化工原料，主要用途是合 成聚醋酸乙烯，继而醇解得到聚乙烯醇（PVA）聚醋酸乙 烯(PVAc)乳液和树脂主要用于胶粘剂、涂料、纸张涂层、 纺织品加工、树脂胶等领域。聚乙烯醇是生产维纶纤维的 主要原料，可用于胶黏剂、纺织浆料、纸张涂料、内墙涂 料、精细化工和高吸水树脂等领域。 除自聚外， 醋酸乙烯还能与其它单体进行二元或三元 共聚， 生产很多具有特殊性能的高分子合成材料，如乙 烯B醋酸乙烯共聚物（EVA和VAE）、氯乙烯—醋酸乙烯共 聚物等，广泛用于发泡鞋材、功能性棚膜、包装膜、热熔 胶、电线电缆、玩具等生产领域。随着科学技术的进步， 新的醋酸乙烯应用领域还在不断拓展。
沸 点 范 围 / ℃ 71.8—73
（101.3KPa）
酸度％
＜0.02
醛含量％
＜0.05
沸腾后残渣％
＜0.05
水分％
＜0.15
4.2.2实验装置如图所示
Байду номын сангаас
4.2.3步骤： ①称取0.05g引发剂过硫酸铵溶于5ml水中备用 ②称取5gPVA放入四口瓶中，加95ml蒸馏水，浸泡15分 使之溶胀（溶胀后加热可加快溶解），然后开动搅拌，加 热到90℃，待PVA溶解后，停止加热 ③降温到65℃—68℃（严格控制温度，温度降低，反应 速度减小，会造成单体积累，温度稍有升高又易喷料）加 入配好引发剂，然后将50g单体由滴液漏斗在30—40分加 入。滴加过程中温度控制在68℃，单体滴加完后，体系维 持该温度约30分钟，然后逐步升温至80℃（升温过快仍会 喷料，如喷料，停止加热）直至无回流也出现为止，这时 加入5ml邻苯二甲酸二丁酯，并取下回流冷凝管和滴液漏 斗，该减压蒸馏装置，在搅拌下用水泵抽20分
4.2.1实验用量如下表：
名称
用量
醋酸乙烯酯 聚乙烯醇
50g（53.5ml） 5g
十二烷基磺酸钠
1g
作用
保护胶体，防止凝聚 减小粒径，提高乳液 稳定性
OP--10 过硫酸胺 蒸馏水 邻苯二甲酸二丁酯
5ml 0.05g 95ml 5ml
保护胶体，防止凝聚 引发单体
增塑剂
醋酸乙烯酯规格
相对密度
0.9335—0.9345
5.影响因素
1、乳化剂 对于不同浓度的VAC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。一般来讲，适宜的引发剂量为单体总量 的0.1%一0.8%(质量分数)。
1.醋酸乙烯酯的性质
外观与性状 分子式 结构式 沸点/℃ 熔点/℃ 相对密度 折光率n20/D 着火点/℃ 闪点 蒸汽压 相对分子质量 粘度（20℃）Pa•S 蒸发潜热KJ/mol 聚合热KJ/mol 燃烧热KJ/mol 在水中溶解度（20℃）％ 水在醋酸乙烯酯的溶解度（20℃）％ 自燃点℃ 爆炸极限 体积％ 毒性（LD50，鼠） 溶解性
4.实验室制法
4.1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。 本实验用非离子型乳化剂聚乙烯醇和阴离子型乳化剂十二烷基苯磺酸钠，按一定 比例混合使用，提高乳化效果和乳液稳定性。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，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。
本实验聚合反应采用过硫酸铵为引发剂，按自由基聚合的反应历 程进行聚合，主要聚合反应式如下：
4.2仪器和试剂
仪器： 机械搅拌器一套，球形冷凝管一个，250ml四口烧瓶一个、100ml滴液漏斗一个， 电热套一套，温度计（0℃—100℃）一支，250ml烧杯一个，固定夹若干。100ml 小烧杯3个，10mL,100mL量筒各一个。 试剂： 醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、过硫酸胺、蒸馏水、OP—10、邻苯二 甲酸二丁酯
无色液体，具有甜的醚味 C4H6O2 CH3COOCHCH2 72 -100.2 0.9342 1.3958 -5—（-8） -8℃ 13.3KPa/21.5℃ 86.09 0.000432 32.7 89.2 0.00207 2.5 0.1 427 2.6—13.4 0.3g/Kg 溶于醇,醇,丙酮,苯,氯仿
2.聚醋酸乙烯酯：polyvinylacete:PVA:PVAC 性质：又称聚乙酸乙烯酯，醋酸乙烯树脂 （vinylacetatc resin）或乙酸乙烯树脂，由 醋 酸 乙 烯 聚合而得的无定形聚合物。属热塑性树脂。分子量2万 —20万随聚合方法不同可制得无色胶乳或无色透明珠状固 体。固体相对密度1.19；折射率1.47；玻璃化转变温度 28℃—40℃拉伸强度34Mpa；介电常数（103HZ）1.15；吸 水性2%～5%。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。 遇 浓 碱 和 浓 酸 分解。由 醋 酸 乙 烯 以自 由基引 发剂引发，可用乳液、悬浮、本体和溶液聚合法生产。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。
3.醋酸乙烯酯的应用 醋酸乙烯是是一种重要的有机化工原料，主要用途是合 成聚醋酸乙烯，继而醇解得到聚乙烯醇（PVA）聚醋酸乙 烯(PVAc)乳液和树脂主要用于胶粘剂、涂料、纸张涂层、 纺织品加工、树脂胶等领域。聚乙烯醇是生产维纶纤维的 主要原料，可用于胶黏剂、纺织浆料、纸张涂料、内墙涂 料、精细化工和高吸水树脂等领域。 除自聚外， 醋酸乙烯还能与其它单体进行二元或三元 共聚， 生产很多具有特殊性能的高分子合成材料，如乙 烯B醋酸乙烯共聚物（EVA和VAE）、氯乙烯—醋酸乙烯共 聚物等，广泛用于发泡鞋材、功能性棚膜、包装膜、热熔 胶、电线电缆、玩具等生产领域。随着科学技术的进步， 新的醋酸乙烯应用领域还在不断拓展。
沸 点 范 围 / ℃ 71.8—73
（101.3KPa）
酸度％
＜0.02
醛含量％
＜0.05
沸腾后残渣％
＜0.05
水分％
＜0.15
4.2.2实验装置如图所示
Байду номын сангаас
4.2.3步骤： ①称取0.05g引发剂过硫酸铵溶于5ml水中备用 ②称取5gPVA放入四口瓶中，加95ml蒸馏水，浸泡15分 使之溶胀（溶胀后加热可加快溶解），然后开动搅拌，加 热到90℃，待PVA溶解后，停止加热 ③降温到65℃—68℃（严格控制温度，温度降低，反应 速度减小，会造成单体积累，温度稍有升高又易喷料）加 入配好引发剂，然后将50g单体由滴液漏斗在30—40分加 入。滴加过程中温度控制在68℃，单体滴加完后，体系维 持该温度约30分钟，然后逐步升温至80℃（升温过快仍会 喷料，如喷料，停止加热）直至无回流也出现为止，这时 加入5ml邻苯二甲酸二丁酯，并取下回流冷凝管和滴液漏 斗，该减压蒸馏装置，在搅拌下用水泵抽20分
4.2.1实验用量如下表：
名称
用量
醋酸乙烯酯 聚乙烯醇
50g（53.5ml） 5g
十二烷基磺酸钠
1g
作用
保护胶体，防止凝聚 减小粒径，提高乳液 稳定性
OP--10 过硫酸胺 蒸馏水 邻苯二甲酸二丁酯
5ml 0.05g 95ml 5ml
保护胶体，防止凝聚 引发单体
增塑剂
醋酸乙烯酯规格
相对密度
0.9335—0.9345
5.影响因素
1、乳化剂 对于不同浓度的VAC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。一般来讲，适宜的引发剂量为单体总量 的0.1%一0.8%(质量分数)。