实验4醋酸乙烯酯的乳液聚合 一、目的要求 学程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聚合中各个组分的作用 3、 参照实验现象对乳液聚合各个过程的特点进行对比、认证。 二、基本原理 在乳液聚合 ,有两种粒子成核过程，即胶束成核和均相成核。酸乙烯脂是水溶性 大的单体，28℃时在水中的溶解度为2.5%，因此它主要以均相成核形成乳胶粒。所谓均相 成核即水相聚合生成的短链自山基在水相中沉淀出来，沉淀粒子从水相和单体液滴吸附乳化 剂分子而稳定，接者又扩散入单体，形成乳胶粒的过程。 醋酸乙烯饰乳液聚合最常用的乳化剂是非离子型乳化剂聚乙烯醇聚乙烯醇主要起保护 胶体作用，防止粒子相互合并 山于其不带电荷 对环境和介质的P阳值 敏感，但是形成 的乳胶粒较大，而阴离子型乳化剂，如烷基黄酸钠RSO.Na(R-CCs)或烷基苯磺酸钠RPhSO.N (R=C,-C),山于乳胶粒外负电荷的相互排斥作用，使乳液具有较大的稳定性，形成的乳胶 粒子小，乳液粘度大。本实验将非离子型乳化剂和离子型乳化剂按一定比例混合使用，以提 高乳化效果和乳液的稳定性。非离子型乳化剂使用聚乙烯醇和0-10，主要起保护胶体作用： 而离子型乳化剂选用引二烷基磺酸钠，可减小粒径，提高乳液的稳定性 醋酸乙烯胶乳广泛应用于建材纺织涂料等领域 主要作为枯合剂使用，既要具有较 的粘接性，而且要求粘度低，固含量高，乳液稳定。聚合反应采用过硫酸盐为引发剂，按自 山基聚合的反应历程进行聚合，主要的聚合反应式如下： 0人 SO4 +CH:=CH RCH,CH·+CHCH→→CH,CH OCOCH:OCOCH OCOCH OCOCH 2-CH,CH·→ 一CH,CH,+一一CH=CH OCOCH: OCOCH: 为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入。本实验分两步加料反应。第一步加入 少许的单体、引发剂和乳化剂进行预聚合，可生成颗粒很小的乳胶粒子。第二步，继续滴加 单体和引发剂，在一定的搅拌条件下使其在原来形成的乳胶粒子上继续长大。山此得到的乳 胶粒子，不仪粒度较大，而且粒度分布均匀。这样保证了胶乳在高固含量的情况下，仍具 较低的粘度。 三、主要试剂和仪器 1、主婴试剂 试剂 规格 用量 单名 醋酸乙烯階 聚合级 64.2ml 乳化剂 聚乙烯醇 工业级(1788号) 1.0g 【二烷基磺酸钠 AR 1.0g
0p.10 工业级(20%水溶液) 5ml 引发 过硫酸铵 AR(20%水溶液) 5ml 邻苯二甲酸二丁酯 5ml 去离子水 90ml 1、主要仪器 四口瓶250ml一只、冷凝器一只、温度计一支、搅拌器一套、滴液漏斗100ml 只、加热水浴一套 图2.3究液聚合装置 1、四口瓶2、球型冷凝管3、温度计 4、漏斗 5、搅拌马达及搅拌器 四、实验步骤 1、实验装置如图，四口瓶中装好搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计。根据配方 准确量取各种试剂。首先加入5.0g聚乙烯醇和90m去离子水。开动搅拌，加热水浴，使温 度升80℃，将聚乙烯醇光全溶解 2、降温至68.70℃，依次加入1g二烷基磺酸钠，5ml的0P-10、2.5ml引发剂和21.4ml 醋酸乙烯。反应30min后，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mmin,滴加时注意控制反应温度不变。 3、单体滴加完后，继续反应0.5h,再加入5.0ml邻苯二甲酸二丁酯，搅拌20mim 4、将反应体系降企室温，出料 五、实验拓展 1、固含量测定 在已称好的絀箔中加入0.5g左右试样，（精确全0.0001g)放在平面电护上烘烤全恒重。 按下式计算固含量： 形-W。 式中：W。絀箔重；W,干燥前试样重+钳箔重：w2干燥后试样重+甜箔重： 2、转化率的测定
转化率=」 4×100% W G×" W。 式中：W。取样干固含量： S实验中加入的乳化剂、引发剂、增塑剂总重量 W。四口瓶内乳液体系总重量：W。取样湿重量 G实验中醋酸乙烯脂单体加入总重量 六、结果与讨论 1、醋酸乙烯乳液聚合体系与理想的乳液聚合体系有何不同 2、何从聚合物乳液中分离出固体聚合物？ 3、为什么要严格控制单体滴加速度和聚合反应温度？ 七、背景知识 1、醋酸乙烯脂无色液体。性易变。不溶于水。沸点71-73℃。高度易燃，应远离火 种存放。使用时应避免吸入蒸气。 2、醋酸乙烯脂的聚合可采用溶液、乳液、本体等聚合方法。采用何种方法决定于产物 的用途。果作为涂料或粘合剂，多采用乳液聚合方法。聚醋酸乙烯脂胶乳具有水基漆的优 点，即粘度较小，而分子量较大，不用易燃的有机溶剂。作为粘合剂时（俗称白胶），无论 木材纸张织物均可使用。如果要进一步醇解制备聚乙烯醇，则采用溶液聚合，这就是维尼纶 合成纤维工业所采用的方法。 3、醋酸乙烯脂的均聚物，玻璃化温度约为28℃，低温下发脆，为此，常采用外加增塑 剂的方法改进使用性能，也可采用与具有柔性的单体共聚的方法，与丙烯酸脂共聚