聚醋酸乙烯乳液的合成

1、聚醋酸乙烯乳液的合成 1主要性質(zhì)和用途 （polyvinyl acetate，簡(jiǎn)稱pvac）乳液別號(hào)白乳膠，化學(xué)式為 本品為乳白色黏稠深厚液體。具有優(yōu)良的粘接能力，可在5一40的溫度范圍內(nèi)用法。具有良好的成膜性，且無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)腐蝕性。但耐水性差。 本品主要用于木材、紙張、紡織等材料的粘接以及摻入水泥中提高強(qiáng)度，也用作乳膠涂料的原料。 2合成原理 很簡(jiǎn)單聚合，也很簡(jiǎn)單與其他單體共聚?？梢杂帽倔w聚合、溶液聚合、懸浮聚合或乳液聚合等辦法聚合成各種不同的聚合體，用于各個(gè)方面。 單體的聚合反應(yīng)是自由基型加聚反應(yīng)，屬連鎖聚合反應(yīng)，囫圇過程包括鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止三個(gè)基元反應(yīng)。 鏈引發(fā)就是不斷產(chǎn)生單體自

2、由基的過程。常用的引發(fā)劑如過氧化合物和偶氮化合物，它們?cè)谝欢囟认履芊纸馍沙跫?jí)自由基，它與單體加成產(chǎn)生單體自由基，其反應(yīng)式為 鏈增長(zhǎng)反應(yīng)就是極為活潑的單體自由基不斷快速地與單體分子加成，生成大分子自由基。鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的活化能低，故速度極快。其反應(yīng)式為 鏈終止反應(yīng)是兩個(gè)自由基相遇，活潑的單電子相結(jié)合而使鏈終止。終止反應(yīng)有兩種萬(wàn)式： 偶合終止 歧化終止 通常本體聚合、溶液聚合和懸浮聚合都用和為引發(fā)劑，而乳化聚合則都用水溶性的引發(fā)劑過硫酸鹽和過等。懸浮聚合和乳液聚合都是在水介質(zhì)中聚合成的簇?fù)眢w，但兩者之間有顯然的區(qū)分。 懸浮聚合普通用來(lái)生產(chǎn)相對(duì)分子質(zhì)量較高的，用少量為簇?fù)韯?，用等能溶解于單體的引發(fā)劑

3、，聚合反應(yīng)是在簇?fù)淼膯误w的液滴中舉行的，普通制得顆粒為0.2一1.0 mm的聚合物珠體，所以也稱為珠狀聚合。 乳液聚合是借助于乳化劑的作用把單體簇?fù)碓诮橘|(zhì)中舉行聚合，用水溶性引發(fā)劑。乳化劑以陰離子型和非離子型表面活性劑為主，陰離子型表面活性劑有sds, las等，用量為單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5一2%；制得的乳液黏度較低，與鹽混合時(shí)穩(wěn)定性差。非離子型乳化劑如的各種烷基醚或縮醛，用量較多，普通為單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1一5%，制得的乳液黏度大，與鹽類、顏料等協(xié)作穩(wěn)定性好。乳液聚合也可以在庇護(hù)膠體的作用下舉行，普通以作庇護(hù)膠體。庇護(hù)膠體還有提高乳液穩(wěn)定性和調(diào)整乳液黏度的作用。 二、主要儀器和藥品 四口燒瓶（250

4、 ml)、球形冷凝管、滴液漏斗（60 ml),溫度計(jì)（0一100 )、量筒（10 ml,100 ml)、玻璃棒、燒杯（200 ml)、電熱套、電動(dòng)攪拌機(jī)等。 、1799、op- 10,、。 三、試驗(yàn)內(nèi)容 1.乳液的配方 名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 名稱 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 單體 46 5 2.5 蒸餾水 45.76 乳化劑op一10 0.5 0.09 碳酸氫鈉 0.15 2制備工藝 將與蒸餾水加入四口燒瓶中加熱至90 ,攪拌1h左右溶解徹低。加乳化劑攪拌溶解勻稱。之后加入單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20與質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%，加熱升溫。當(dāng)溫度升至60一65時(shí)停止加熱，通常在66時(shí)開頭共沸回流，待溫度升至80一83且回流削減時(shí)，開頭以每

5、小時(shí)加入總量20左右的速度延續(xù)加入單體，控制在3一4h將單體加完?？刂品磻?yīng)溫度在78一82，每小時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)的15一20%。加完單體后加入余下的過硫酸鉀，因放熱體系溫度升至90一95，保溫30 min。冷至50以下加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10的碳酸氫鈉水溶液，調(diào)節(jié)ph=6，再加入，攪拌30 min，冷卻即為成品。 3殘余單體含量測(cè)定 在250 ml碘量瓶中稱取3一10 g乳液（精確至0.000 2 g)，加入60一80 ml蒸餾水，搖動(dòng)使樣品徹低溶解，再精確加入10 ml碘-酒精溶液，在20-30條件下放置20 - 30 min，用0.1 mol·l-1硫代溶液滴定未反應(yīng)的碘，乳液由棕色變?yōu)闇\

6、黃色，充分搖動(dòng)，滴定至白色即為盡頭，同時(shí)做空白試驗(yàn)。為使盡頭顯然，在滴定前可加入10 ml體積分?jǐn)?shù)90酒精溶液。計(jì)算 式中，w醋酸乙烯單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； c硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量濃度，mol·l-1; v空 , v樣空白和樣品消耗硫代硫酸鈉溶液的體積，ml; g稱樣量，g。 四、注重事項(xiàng) 在每次加入時(shí)用水溶解成質(zhì)量分?jǐn)?shù)10的水溶液。 單體必需是新精餾過的，因醛類和酸類有顯著的阻聚作用，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量不易增大，使聚合反應(yīng)復(fù)雜化。 乳液聚合中都用水溶性引發(fā)劑，如過硫酸鹽和，本試驗(yàn)用。 是聚醋酸乙烯乳液聚合的最常用的乳化劑，能降低單體和水的表面張力，提高單體在水中的溶解度。 在按上述配方

7、操作時(shí)，開頭反應(yīng)時(shí)加入過硫酸鹽作引發(fā)劑，因?yàn)榫酆戏磻?yīng)過程中回流和延續(xù)緩慢加入單體，溫度可在一段時(shí)光內(nèi)無(wú)需加熱或冷卻即可保持在80左右。反應(yīng)繼續(xù)舉行，需補(bǔ)加少量，以維持反應(yīng)溫度不下降。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，就能在不同的設(shè)備條件下試探出最相宜的加單體的速度、回流大小、每小時(shí)補(bǔ)加過硫酸鉀的數(shù)量等操作控制條件，使反應(yīng)溫度穩(wěn)定在78一82之間，使聚合反應(yīng)能平穩(wěn)地舉行。所以在實(shí)際操作過程中需要很好地控制熱量平衡。操作時(shí)假如反應(yīng)強(qiáng)烈，溫度升高很快，則應(yīng)少加或不加過硫酸鉀，并適當(dāng)加快單體加入速度。如溫度偏低，則就要稍多加些，并適當(dāng)減慢單體的加入速度。反應(yīng)時(shí)假如回流很小，可以加快的加入速度，反之就要適當(dāng)減慢加入單體的速度，甚至臨時(shí)停止片刻，待回流正常后再繼續(xù)加入單體。 單體加完后加入較大量的引發(fā)劑，使溫度升至90 - 95，并保溫30 min，目的是要盡可能地削減最后未反應(yīng)的剩余單體量，這對(duì)乳液的穩(wěn)定性和乳膠的質(zhì)量是有利的。由于游離單體在存放中會(huì)水解而產(chǎn)生和，使乳液的ph值降低，影響乳液和乳膠的穩(wěn)定性。實(shí)行在9x104pa真空下抽1一2h的辦法，能使殘余單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)削減至1以下。 將乳化劑水溶液先和單體一起攪拌乳化，再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合雖也可以，但在誘導(dǎo)期過后反應(yīng)非常激烈，要做成質(zhì)量好的乳液