乳液聚合习题及答案

乳液聚合习题

1 什么是乳液聚合乳液聚合的特点

是在用水或其他液体作介质的乳液中， 按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒， 并 在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。

优点： 1 反应热

易排出 2 具有高的反应速率和高的分子量 3 水作介质，安全、价廉、环保

缺点 1 需经一系列后处理工序，才能得到聚合物 2 具有多变性 3 设备利用率低。 2 什么是增溶现象乳化作用及搀合作用分别是什么 在水中溶解度很小的某些油类和烃类， 加入少量乳化剂后，其溶解度显著增大的现象，称作增溶现象。

3 什么是临界胶束浓度 （ CMC ）临界胶束浓度 : 乳化剂能形成胶束的最低浓度或表面活性剂分 子形成胶束时的最低浓度叫临界胶束浓度 （简称 CMC ），CMC 越小，越易形成胶束，乳化能力 越强。

4 解释乳液聚合体系的物理模型分散阶段 （加引发剂前） 、阶段Ⅰ（乳胶粒生成阶段） 、阶段 Ⅱ（乳胶粒长大阶段） 、阶段Ⅲ（聚合完成阶段）

5 乳液聚中，分散阶段单体和乳化剂的去向乳化剂（三种形式）

：单分子（水相） 、胶束、被

吸附在单体珠滴表面

单体（三个去向） ：单体珠滴、单分子（水相） 、被增溶在胶束中 6 乳液聚合的阶段Ⅰ， 乳胶粒形成阶段， 乳化剂的去向乳化剂 （四个去处 / 形式）：单分子（水 相）、胶束、被吸附在单体珠滴表面、吸附在乳胶粒表面上

而随转化率的增加而大大地加速。这种现象凝胶效应。

阶段 3 后期，当转化率增至某一值时，转化速率突然降低至零，这种现象叫作玻璃化效应。 因为在阶段 111 乳胶粒中聚合物浓度随转化率增大而增大， 单体一聚合物体系的玻璃化温度 Tg 也随之提高。当转化率增大到某一定值时，就使得玻璃化温度刚好等于反应温度。此时 在乳胶粒中，不仅活性分子链被固结，而且单体也被固结。使链增长速率常数

Kp 急剧地降

低至零，故使链增长速率也急剧地降低至零。 9 Smith-Ewart 关于阶段Ⅰ动力学理论的假定 五个假定： ⑴阶段Ⅰ开始时，向体系中投入的乳化剂全部形成胶束，忽略 在单体珠滴表面上吸附的以及在水中溶解的乳化剂； ⑵进入阶段Ⅰ以后，乳化剂完全在胶束和乳胶粒之间进行分配 ⑶不管在胶束中还是在乳胶粒上，单位质量同种乳化剂的覆盖 面积相等；

⑷在阶段Ⅰ，乳胶粒中聚合物与单体的比例不变； ⑸在阶段Ⅰ，每一个乳胶粒中聚合反应速率相等。 10 Smith-Ewart 关于阶段Ⅰ动力学理论的两种极端情况乳胶粒数上线方程：假定所有的自 由基全部被胶束捕获而不进入乳胶粒， 即所生成的自由基全部应用于形成新的乳胶粒。 这样

单体（三个去向） ：单体珠滴、单分子（水相） 7 乳液聚合三个阶段的特征 8 什么是凝胶效应玻璃化效应产生原因友增多。 单体浓度越来越低， 反应速率本来应该下降， 、被增溶在胶束和乳胶粒

在阶段 3 随着转化率的提高反应区乳胶粒中 但是

恰恰相反， 在反反应速率不仅不下降，反

自由基生成速率将刚好等于新生成乳胶粒速率

第二种极端情况时假定： 不管粒子大小如何， 单位表面积上单位时间内捕获自由基的能力都 是一样的。 11 Smith-Ewart 关于阶段Ⅰ反应速率的理论

12 Gardon 对阶段Ⅰ动力学理论研究的假定

13 自由基吸收速率和乳胶粒的表面积的关系每个粒子由水相吸收自由基的速率正比于其表 面积

14 胶束成核的微分方程活乳胶粒的体积增长速率 K 物理意义：表明一个活乳胶粒的体积增长速率。 15 阶段Ⅰ的持续时间及最终乳胶粒数

16 阶段Ⅰ时间与转化率关系

17 Gardon 关于阶段Ⅰ动力学理论相关内容有哪些

18 经典理论中，对含 I 个自由基的乳胶粒数的递推方程

21 阶段Ⅱ动力学理论研究中， Gardon 认为φ m

为常数的条件

19 乳液聚合的阶段Ⅱ， Smith-Ewart 关于含 I 个自由基的乳胶粒疏的平衡式

20 Smith-Ewart 在阶段Ⅱ动力学研究中提出的三种极限情况

平均一个乳胶粒中的自由基数远小于

1（远大于 1），自由基数等于

Φm 值维持常数的先决条件：1 在乳液系统中必须有足够量的单体存在，以使水相达饱和溶解，使颗粒相达溶胀平衡；2 单体由水相→乳胶粒中的扩散速度应当比在乳胶粒中由于聚合反应而消耗单体的速度快得多。

22阶段Ⅲ中存在的两种现象、两种效应是什么

1乳胶粒的体积也将随转化率的增大收缩。

2乳胶粒的体积先随转化率增大而有所增大；再随转化率的增大而收缩。

1、Trommsdorff 效应，又叫凝胶效应：

2、2 玻璃化效应

23什么是核壳乳胶粒结构

24乳化剂的分为哪几类阴离子型、阳离子型、非离子型和两性乳化剂

25在乳液聚合方法中，乳化剂所起的作用是什么

一降低表面张力二降低界面张力三乳化作用（单体珠滴）四分散作用五增溶作用六导致按胶束机理生成乳胶粒七发泡作用

乳化剂的基本特征参数1 临界胶束浓度CMC

2胶束的形状、大小及荷电分率

3增溶度

4HLB 值

5浊点

6三相点

7转相点

8一个乳胶粒分子在乳胶粒少年上的覆盖面积as

26什么是乳化作用和分散作用

27什么是临界胶束浓度有哪几种测定方法原理如何常用四种方法：电导法、表面张力法、染料法和光散射28界面张力与表面张力是如何降低的

29用覆盖面积法选择乳化剂，试分别就离子型和非粒离子型加以解释。

离子型乳化剂，as↓；非离子乳化剂，as ↑

30在乳液聚合体系中，影响CMC的因素有哪些1 乳化剂分子结构的影响

⑴疏水基越大，则CMC值越小。⑵ 烃基上带有不饱和键时，CMC值增大。⑶ 在烃链上带有极性基团时，乳化剂的CMC值显著增大⑷ 烃链上的氢原子被氟原子取代后，其CMC值将大大降低。⑸ 亲水基团越靠近烃链的中部其CMC值越大。⑹ 亲水基团对CMC值的影响符合以下规律。① 离子型乳化剂的亲水基团种类对CMC值影响较小。② 两性型乳化剂与具有相同疏水基团的离子型乳化剂的CMC 值相近。③ 离子型乳化剂远比非离子型乳化剂的CMC 值大。④ 对于亲水基团为聚氧化乙烯的非离子型乳化剂来说，亲水基团的链长对CMC值并没有太大的影响。2 电解质的影响

31什么是集聚数电荷分率聚集数：是指平均每个胶束中的乳化剂离子或分子数。聚集数越大则胶束越大。荷电分率：是指胶束的有效电荷在胶束上乳化剂离子的带电总和中所占的分数。

32影响胶束形状、大小的因素有哪些2 影响胶束大小的另一个因素是电解质浓度，当电解质浓度大时，其聚集数及荷电分率亦大。

33为什么乳化剂疏水基团烃链上的氢原子全部被氟原子取代后，临界胶束浓度反而下降

34为什么说亲水基团的位子越靠近烃链中部，其CMC值越大

35增溶度的概念及其测定方法

36表面活性、表面活性物质、表面活性剂、乳化剂