醋酸乙烯酯的乳液聚合

醋酸乙烯酯的乳液聚合
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 了解乳液聚合的配方及乳液中各组份的作用。
二、反应原理
聚醋酸乙烯乳胶广泛应用于建材，纺织，涂料等领域，主要作为胶粘 剂使用.。这种用途要求其具有较好的粘接性，且粘度低，固体含量高， 乳液稳定。用一般乳液聚合的一次加料方法很难做到。通常采用种子聚 合方法，即分两步加料反应。第一步加入少许（如约1/3,1/5,1/10） 的单体、引发剂和乳化剂进行予聚合反应，可生成颗粒很小的乳胶粒子， 即种子。第二步，继续滴加单体或乳化剂单体、引发剂，在一定的搅拌 条件下使其在原来形成的种子上继续长大，由此得到乳胶粒子，不仅粒 度较大，而且粒度分布均匀。这样方能保证在固体含量较高的情况下， 仍有较低的粘度。根据种子聚合技术，近年来具有核壳结构的高分子复 合乳液有了较大发展。利用不同性能的单体制备出核、壳结构不同的聚 合物，可赋予该聚合物较好的力学性质。例如：研究较多的苯乙烯-丙烯 酸酯复合乳液，醋酸乙烯-丙烯酸酯复合乳液，都有很优异的性能。
实验报告要求
（1）实验目的及实验原理 （2）聚合反应历程 （3）实验装置及聚合配方 （4）实验标准步骤 （5）每15分钟记录一次温度及乳液变化现象 （6）计算固含量和转化率 （7）回答问题
a. 醋酸乙烯乳液聚合体系与理想乳液聚合体系有何不同？ b. 如何从聚合物中分离出固体聚合物？ c. 为什么要严格控制单体滴加速度和聚合反应温度？
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90ml
3. 实验步骤
按实验装置装好仪器，根据配方的量准确称取。首先加入5.0g 聚乙烯醇和90.0ml无离子水，开动搅拌，将温度升到80℃至聚乙 烯醇完全溶解，此时降温至68-70℃，依次加入1g十二烷基磺酸钠， 5mlOP-10，2.5ml引发剂和21.4ml醋酸乙烯，反应30分钟，然后再 加入另一半引发剂，并开始滴加剩余单体42.8ml，滴加速度控制在 30-40滴/分。滴加时注意控制反应温度不变。滴加完后，仍在此温 度继续反应30分钟，再加入5.0ml邻苯二甲酸二丁酯，搅拌20分钟， 降温20-30℃即可出料。
聚合反应中可单独先用非离子乳化剂，如聚乙烯醇，OP-7，OP-10. 聚乙烯醇主要起保护胶体作用，防上粒子相互并合，由于其不带电荷，对 环境或介质的PH值变化不敏感，但是形成的乳胶颗粒大。单独选用阴离 子型乳化剂，如烷 基磺酸钠或烷基苯磺酸钠时，由于乳胶粒外电茶的相互 排斥，使乳液具有较大的稳定性，但形成的乳胶粒子小，乳液粘度大。将 非离子型乳化剂和离子型乳化剂按一定比例混合使用时，常常会聚得较好 的乳化效果，会使形成的乳胶粒直径比单独使用阴离子型乳化剂时的乳胶 料直径大，这样就大大降低了乳胶粒表面上的电荷密度，使得带负电的离 子自由基更容易进入到乳胶粒中，因而提高 了引发效率。另外，还会使两 种乳化剂分子交替地吸附于乳胶粒的表面上，相当于在离子型乳化剂分子 之间又锲入了非离子型乳化剂分子，这样就降低了在同一乳胶粒子上离子 之间的静电斥力，增强了乳化剂分子在乳胶粒上吸附的牢度，加之非离子 型乳化剂在乳胶粒子的保护作用，更使乳胶粒的稳定性得到提高。
三、实验
1. 实验装置
2. 实验配方
药品名称 醋酸乙烯 聚乙烯醇 十二烷基磺酸钠
OP-10 聚乙二醇辛基苯基醚 过硫酸铵 邻苯二甲酸二丁酯 水
规格
加入量
聚合级
64.2ml
牌号 1799
5.0g
化学纯
1.0g
工业级，浓度20%水 溶液
分析纯，20%水溶液
5.0ml 5.0ml
化学纯，
5.0ml
去离子水
4. 数据处理：
（1） 固含量的测定 在己称好的铝箔中加入0.5克左右试样（精确至0.0001克）放在平面 电炉上烘烤至恒重，按下式计算固含量：
固含量(%)=(W2-W0) /(W1-W0) 式中 W0 铝箔重
W1 干燥前试样重+铝箔重 W2 干燥后试样重+铝箔重
（2）转化率的测定
转化率(%)=(Wc-SWb/Wa)/(GWb/Wa) 式中：Wc 取样干固重量 S 实验中加入的乳化剂、引发剂、增塑剂总重量 Wa 四口瓶内乳液体系总重量 Wb 取样重量（干燥前） G 实验中醋酸乙烯单体加入总重量
醋酸乙烯的均聚物，低温下发脆，玻璃化温度高。为此，常采用外 加增塑剂的方法改性，也可采用与具有柔性的单体共聚的方法，如与丙 烯酸酯等共聚是有前途的发展方向。
根据乳液聚合原理，现将本实验的要点表述如下： 在乳液聚合反应中，有两种粒子成核过程，即胶束成核和均
相成核。醋酸乙烯是水溶性较大的单体，28°C时在水中的溶解 度为2.5%，因此，它主要以均相在核形成乳胶粒；所谓均相成 核即聚合生成的短链自由基在水相中沉淀出来，沉淀粒子从水相 和单体液滴上吸附了乳化剂分子而稳定，接着又扩散入单体，形 成粒子。