【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件-第十一章參

乳液聚合性質(zhì)及有關(guān)參數(shù)的測(cè)定【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參111.1乳液類(lèi)型的測(cè)定11.1.1O/W及W/O型乳液的確定染料溶解法相稀釋法電導(dǎo)法熒光法O/WorW/O？乳膠粒表面正電or負(fù)電?11.1乳液類(lèi)型的測(cè)定11.1.1O/W及W/O型乳液的2乳膠粒電性的測(cè)定——電泳法將待測(cè)乳液稀釋至固含量大約為10%微型電泳池：池子兩端各裝一個(gè)微型鉑電極，小電池與兩電極相通后，在顯微鏡在觀(guān)察乳膠粒的運(yùn)動(dòng)。若向負(fù)極移動(dòng)則為乳膠粒帶正電的乳液；若向正極移動(dòng)則為乳膠粒帶負(fù)電的乳液較大的電泳池：通電后可以肉眼觀(guān)察到帶電的乳膠粒集中在一個(gè)電極周?chē)??？梢约尤肴玖媳阌谟^(guān)察，但要注意染料本身所產(chǎn)生的帶電離子會(huì)使乳膠粒聚集而發(fā)生凝聚。11.1乳液類(lèi)型的測(cè)定乳膠粒電性的測(cè)定——電泳法11.1乳液類(lèi)型的測(cè)定3將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀(guān)察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，不分層，無(wú)沉淀，無(wú)可見(jiàn)凝膠塊，則穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。對(duì)于苯丙、乙丙、純丙等大多數(shù)聚合物乳液來(lái)說(shuō)，因?yàn)槿槟z粒很細(xì)，所以多半呈半透明狀，并泛藍(lán)光。其透明度越高，藍(lán)光越足，則穩(wěn)定性越大，乳液質(zhì)量越高。按照GB/T11175-2002和JISK6828：1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，把聚合物乳液用玻璃棒刮涂在玻璃片上，進(jìn)行目測(cè)。若乳液膜均勻細(xì)膩，無(wú)可見(jiàn)粗粒子，無(wú)異物，則合格。11.2乳液外觀(guān)檢驗(yàn)將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀(guān)察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，4將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤(pán)中，蓋上鋁蓋，稱(chēng)重，然后將其置于設(shè)有通風(fēng)裝置的烘箱中，在115oC下干燥20min后，稱(chēng)重，即可計(jì)算得固體含量。軟聚丙烯酯類(lèi)，較高溫度（120oC）增塑聚合物乳液（增塑劑揮發(fā)），較低溫度（105oC）和較長(zhǎng)干燥時(shí)間（如2h）需用已知固含量的乳液作空白試驗(yàn)，校正鋁盤(pán)面積、干燥溫度及增塑劑揮發(fā)性等因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響按照GB/T11175-2002和JISK6828:1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測(cè)定聚合物乳液固含量的條件為在105oC±2oC下烘干60min±5min快速測(cè)定聚合物乳液固含量的方法：把盛有乳液的鋁盤(pán)置于250W紅外干燥器中，只需幾分鐘就能自動(dòng)顯示測(cè)定結(jié)果。11.3乳液固含量的測(cè)定將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤(pán)中，蓋上鋁蓋，5黏度是聚合物乳液的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與其黏度密切相關(guān)乳液黏度越大，其穩(wěn)定性越高乳液聚合及其后的輸送、貯存和應(yīng)用；施工——足夠的黏度作涂料時(shí)，若黏度太高，其流平性不好，涂膜光澤度差；而黏度太低，涂料易流掛，同時(shí)涂料會(huì)向基質(zhì)毛細(xì)孔道內(nèi)滲透。一方面會(huì)使基質(zhì)變硬，另一方面會(huì)造成聚合物流失，成膜物質(zhì)減少，影響產(chǎn)品性能黏度和流體性質(zhì)的關(guān)系：低黏度——牛頓流體，黏度隨剪切率變化不大；黏度較大——屈服-假塑性流體，越過(guò)屈服點(diǎn)后，黏度隨剪切率而下降黏度很大——觸變性流體，黏度隨剪切時(shí)間而變化高固含量——脹塑性流體，黏度隨剪切率增大而升高聚合物乳液大多屬于非牛頓流體，用于測(cè)定乳液黏度的儀器應(yīng)能在0~10000S-1的寬剪切率范圍內(nèi)測(cè)定剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化關(guān)系。有冷卻裝備，恒濕恒溫房間。準(zhǔn)確度不高的場(chǎng)合：旋轉(zhuǎn)圓筒黏度計(jì)、毛細(xì)管黏度計(jì)、落球黏度計(jì)、氣泡上升黏度計(jì)、涂4#杯等設(shè)備近似測(cè)定11.4乳液黏度的測(cè)定黏度是聚合物乳液的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與6(1)機(jī)械穩(wěn)定性待測(cè)聚合物乳液過(guò)100目的標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)濾高速攪拌（漿端速度6096m/min,10min）所生成的沉淀通過(guò)100目標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)濾，干燥，稱(chēng)重干態(tài)濾出物在聚合物乳液初始固含量中所占的分?jǐn)?shù)即為乳液的機(jī)械穩(wěn)定性，分?jǐn)?shù)越大，穩(wěn)定性越差(2)凍融穩(wěn)定性10g聚合物乳液試樣置于15ml的塑料瓶中(-20±1)oC的冰箱中冷凍16h，30oC下熔化16h經(jīng)歷上述過(guò)程一次若不破乳，稠度不變，凍融指數(shù)加1凍融指數(shù)越大，凍融穩(wěn)定性越高；若凍融指數(shù)為零，則該乳液不抗凍，必須在5oC以上貯存和運(yùn)輸(3)高溫穩(wěn)定性50g試樣裝入測(cè)試瓶中，在60oC下保持5天，觀(guān)察記錄狀態(tài)變化沒(méi)有發(fā)生變化的乳液說(shuō)明其高溫穩(wěn)定性好；發(fā)生沉淀或出現(xiàn)凝膠的乳液，其高溫穩(wěn)定性差11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定(1)機(jī)械穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定7(4)pH穩(wěn)定性?xún)芍粶y(cè)試管中個(gè)裝入5g待測(cè)乳液試樣，分別加入1mL（1mol/L）鹽酸和1mL（1mol/L）KOH搖勻，測(cè)定兩試管中物料的pH值，并觀(guān)察乳液是否穩(wěn)定在室溫下放置24h，再觀(guān)察乳液是否穩(wěn)定若無(wú)明顯變化，則所測(cè)乳液pH穩(wěn)定性好鈣離子穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性——表征其承受電解質(zhì)能力在20mL的刻度試管中加入16mL聚合物乳液試樣再加入4mL0.5%的CaCl2溶液，搖勻，靜置48h若不出現(xiàn)凝膠且無(wú)分層現(xiàn)象，則鈣離子穩(wěn)定性合格；若有分層現(xiàn)象，量取下層（或上層）清液高度，清液高度越大，鈣離子穩(wěn)定性越差稀釋穩(wěn)定性將乳液稀釋到固體含量為3%把30mL稀釋后的乳液倒入試管中，液柱高20cm，放置72h測(cè)量上部清液和沉淀部分的體積即可知其稀釋穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定(4)pH穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定8在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的顆粒，并不能融為一體。在高于某一特定的溫度時(shí)，水分揮發(fā)以后，各乳膠粒中的聚合物會(huì)互相滲透，互相擴(kuò)散，熔結(jié)為一體而形成連續(xù)透明的薄膜。能夠成膜的溫度下限值叫最低成膜溫度（MFT）。聚合物乳液的一個(gè)重要性能指標(biāo)，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，確定應(yīng)用條件和施工工藝。在最低成膜溫度測(cè)定儀上測(cè)定。該儀器的主體為一塊溫度梯度板，在板上由冷端到熱端均勻地分布。若將待測(cè)聚合物乳液楊平均勻地涂在梯度板上，待水分揮發(fā)后，將在某一位置處出現(xiàn)一條分界線(xiàn)，在該線(xiàn)高溫一側(cè)形成透明而連續(xù)的薄膜，而在低溫一側(cè)則呈開(kāi)裂、粉化或白堊狀，這條分界線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的溫度即為最低成膜溫度MFT。11.6乳液最低成膜溫度的測(cè)定在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的9乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。乳液聚合物的性能、聚合物乳液的許多重要性質(zhì)以及在乳液聚合反應(yīng)過(guò)程中的聚合反應(yīng)速率等與之密切相關(guān)能否準(zhǔn)確而快速地測(cè)定，不僅關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)乳液聚合反應(yīng)過(guò)程的合理控制，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，而且關(guān)系到聚合物乳液的推廣應(yīng)用常用方法有六種：①光散射法②消光法③肥皂滴定法④離心法⑤電子顯微鏡法⑥水動(dòng)力色譜法。其中①②③能測(cè)乳膠粒的平均直徑；④⑤⑥除了可以得到乳膠粒平均直徑外，還可得到乳膠粒的尺寸分布。11.7乳膠粒尺寸及尺寸分布的測(cè)定乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。11.7乳膠粒1011.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會(huì)向各個(gè)方向散射，在與主光束成θ角的方向上的散射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比稱(chēng)為相對(duì)光強(qiáng)，用Iθ表示，用光散射儀來(lái)測(cè)定。Iθ是散射角θ及參數(shù)α與m的函數(shù)。11.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會(huì)向各個(gè)方11動(dòng)態(tài)光散射動(dòng)態(tài)光散射DynamicLightScattering(DLS)，測(cè)量光強(qiáng)的波動(dòng)隨時(shí)間的變化。DLS技術(shù)測(cè)量粒子粒徑，具有準(zhǔn)確、快速、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為納米科技中比較常規(guī)的一種表征方法。隨著儀器的更新和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的動(dòng)態(tài)光散射儀器不僅具備測(cè)量粒徑的功能，還具有測(cè)量Zeta電位、大分子的分子量等的能力。動(dòng)態(tài)光散射動(dòng)態(tài)光散射DynamicLightScatte12基本原理粒子的布朗運(yùn)動(dòng)Brownianmotion導(dǎo)致光強(qiáng)的波動(dòng)微小粒子懸浮在液體中會(huì)無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)的速度依賴(lài)于粒子的大小和媒體粘度，粒子越小，媒體粘度越小，布朗運(yùn)動(dòng)越快。Stokes-Einstein方程DT為顆粒的平移擴(kuò)散系數(shù)，kB為Boltzman常量,T為絕對(duì)溫度,η為溶液粘度,d為粒子直徑.基本原理粒子的布朗運(yùn)動(dòng)Brownianmotion導(dǎo)致光強(qiáng)13動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)裝置圖動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)裝置圖141、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。先將樣品離心，12000g離心5分鐘,離心時(shí)的溫度視樣品要求而定。取上層樣品過(guò)濾，濾膜的選擇要視樣品分子大小而定，對(duì)蛋白質(zhì)樣品通常用0.02µm的濾膜，如果目標(biāo)分子在100kD以上，建議用0.1µm的濾膜。過(guò)濾后的樣品直接加樣到樣品室中2、加樣步驟

將加樣針伸到樣品池的底部，一邊加樣一邊緩緩向上提起加樣針，以免形成氣泡，然后蓋上樣品池的蓋子。注意，加樣針不能碰到樣品池的窗口，否則會(huì)留下劃痕，影響測(cè)量。

1、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。2、加樣步驟

15分布系數(shù)(particledispersionindex,PDI)分布系數(shù)體現(xiàn)了粒子粒徑均一程度，是粒徑表征的一個(gè)重要指標(biāo)。

<0.05單分散體系，如一些乳液的標(biāo)樣。<0.08近單分散體系，但動(dòng)態(tài)光散射只能用一個(gè)單指數(shù)衰減的方法來(lái)分析，不能提供更高的分辨率。0.08-0.7適中分散度的體系。運(yùn)算法則的最佳適用范圍。>0.7尺寸分布非常寬的體系，很可能不適合光散射的方法分析。3、數(shù)據(jù)分析

分布系數(shù)(particledispersionindex1611.7.2電子顯微鏡法

11.7.2電子顯微鏡法17拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：1811.7.3水動(dòng)力色譜法簡(jiǎn)便、快捷測(cè)定乳膠粒直徑及其分布，20世紀(jì)70年代以來(lái)發(fā)展較快，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的在線(xiàn)測(cè)量淋洗液為水11.7.3水動(dòng)力色譜法簡(jiǎn)便、快捷測(cè)定乳膠粒直徑及其分布，19【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參20【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參2111.8.1顯微鏡照相法輕輕搖晃待測(cè)乳液瓶子，用10mL醫(yī)用注射器從乳液深度的中點(diǎn)取樣約兩滴再將約4mL10%的乳化劑溶液吸入注射器，輕搖使其混合均勻再顯微鏡兩個(gè)玻璃載片中間夾上兩條厚度約為0.1mm的有機(jī)玻璃窄片，在形成的很窄的狹縫里面注入注射器內(nèi)沖稀后的乳液放到顯微鏡觀(guān)察，選擇代表性區(qū)域拍攝照片3~5張，每張照片上至少包括100個(gè)單體珠滴。從照片上對(duì)不同尺寸級(jí)別的單體珠滴進(jìn)行測(cè)量和計(jì)數(shù)根據(jù)所得數(shù)據(jù)作出單體珠滴尺寸分布圖，并計(jì)算單體珠滴平均直徑11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)定這種方法所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可靠，但需要在照片上一個(gè)一個(gè)地測(cè)量珠滴尺寸并計(jì)數(shù)，需要花費(fèi)很多時(shí)間，作大量重復(fù)勞動(dòng)。11.8.1顯微鏡照相法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)22【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參2311.8.2計(jì)數(shù)法Coulter計(jì)數(shù)器，廣泛地用來(lái)測(cè)定粒徑在2~300μm之間的固體顆粒的平均尺寸及尺寸分布，也可用在液滴尺寸和尺寸分布的測(cè)定上。設(shè)定單體珠滴直徑的上下限并劃分為16個(gè)尺寸間隔揮發(fā)性較大的單體影響數(shù)據(jù)正確性和重復(fù)性也可用該計(jì)數(shù)器方便測(cè)定乳膠粒的平均直徑及尺寸分布11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)定100μm的小孔1%NaCl水溶液細(xì)管與真空泵相連水銀真空計(jì)電極電極11.8.2計(jì)數(shù)法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)定102410.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測(cè)定常用測(cè)定方法有毛細(xì)管上升法、氣泡壓力法、珠滴重量法、環(huán)形絲法以及Π形絲法，僅后三者適合于測(cè)定乳液表面張力。液膜被撕裂瞬間，接觸角φ接近為零，表面張力垂直向下，由靜力平衡條件得：l為Π形絲長(zhǎng)度即可通過(guò)喬里秤測(cè)定由虎克定律：彈簧彈性系數(shù)Π形絲在液膜被撕裂和浸入液體前喬里秤讀數(shù)之差10.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測(cè)定常用測(cè)定方2511.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測(cè)定珠滴增大到其重量正好等于表面張力時(shí)下落：然而，毛細(xì)管離開(kāi)的珠滴質(zhì)量總是小于上式預(yù)計(jì)質(zhì)量，原因一是珠滴邊緣不是豎直的；二是下落時(shí)不會(huì)全部離開(kāi)管端，總是留下一部分。研究發(fā)現(xiàn)，珠滴質(zhì)量還是r/α的函數(shù)，即毛細(xì)管常數(shù)而f(r/α)又是(r/V1/3)的函數(shù)故令校正系數(shù)，查表可得則11.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測(cè)定珠滴增大26黏度小于5Pa·s，沒(méi)有氣泡的聚合物乳液標(biāo)準(zhǔn)韋氏相對(duì)密度天平在空氣中及在乳液中能校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的任何其他比重計(jì)黏度大且有氣泡的聚合物乳液較難測(cè)定，若用真空脫氣會(huì)導(dǎo)致水的損失而造成誤差在高型量筒中，裝入已知體積的試樣并稱(chēng)重，計(jì)算得近似相對(duì)密度個(gè)別情況也可稀釋后再測(cè)乳液相對(duì)密度，但該方法只有在相對(duì)密度隨稀釋程度線(xiàn)性變化時(shí)才能使用11.10乳液相對(duì)密度的測(cè)定黏度小于5Pa·s，沒(méi)有氣泡的聚合物乳液11.10乳液相對(duì)2711.11.1物理法僅對(duì)像苯乙烯、丙烯酸丁酯等在水中溶解度極小的單體有效不適用于像醋酸乙烯酯、氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等在水中溶解損失較大的單體測(cè)定過(guò)程為：將20~25g待測(cè)聚合物乳液試樣，100g水和少量消泡劑加入到Dean-stark分離管中進(jìn)行蒸餾，單體和水為餾出液，待餾出液分層后，可直接讀出單體的體積。11.11乳液殘余單體含量的測(cè)定Dean-stark11.11.1物理法11.11乳液殘余單體含量的測(cè)定De2811.11.2化學(xué)法①碘量法②汞鹽法11.11.3氣相色譜法對(duì)可能含有的每種單體繪制其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)利用未反應(yīng)雙鍵的化學(xué)作用！11.11.2化學(xué)法利用未反應(yīng)雙鍵的化學(xué)作用！29包括游離膜檢驗(yàn)和樣板模檢驗(yàn)游離膜檢驗(yàn)項(xiàng)目：拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性、韌性、硬度、吸水率、透明度等樣板膜檢驗(yàn)包括：耐水性、耐酸性、耐堿性、耐溶劑性、粘接強(qiáng)度、耐候性、光澤度等涂膜耐水性檢驗(yàn)用涂布器在玻璃板上涂布成一定厚度（如100μm）的乳液膜，對(duì)于MFT低的乳液，將其在(35±2)oC的烘箱中干燥24h；MFT高的乳液則需在高溫下烘干把涂有膜的玻璃板平放在印有6號(hào)字的白紙上，向涂膜滴上蒸餾水，記錄從滴水至出現(xiàn)泛白所需時(shí)間及從滴水至看不清字跡為止所需時(shí)間。泛白時(shí)間越長(zhǎng)，其耐水性越好把涂有膜的玻璃板浸泡在冷水中，觀(guān)察涂膜的外觀(guān)、強(qiáng)度、附著力等性能的變化?？筛鶕?jù)出現(xiàn)泛白、碎裂、脫膠等現(xiàn)象的時(shí)間來(lái)判定其耐水性?xún)?yōu)劣對(duì)于耐水性特好的乳液聚合物膜，為了評(píng)價(jià)其耐水性的相對(duì)高低，除了在冷水中浸泡三晝夜外，還需要進(jìn)行開(kāi)水煮沸實(shí)驗(yàn)11.12乳液聚合物膜的檢驗(yàn)包括游離膜檢驗(yàn)和樣板模檢驗(yàn)11.12乳液聚合物膜的檢驗(yàn)30十、關(guān)于課程論文規(guī)范的要求1、使用華東理工大學(xué)統(tǒng)一的課程論文封面，封面內(nèi)容包括課程和學(xué)生的基本信息、論文題目、論文要求、教師評(píng)語(yǔ)。（見(jiàn)《華東理工大學(xué)課程論文封面》）。2、課程論文根據(jù)文科、理工科（外語(yǔ)類(lèi)）等使用不同格式抄寫(xiě)。文科類(lèi)論文用紙參見(jiàn)文科類(lèi)課程論文格式；理工科、外語(yǔ)類(lèi)論文參見(jiàn)理工科、外語(yǔ)課程論文格式。3、課程論文也可打印，打印格式必須統(tǒng)一：（1）A4紙，單面打印。（2）頁(yè)面設(shè)置：左、右、下邊距為2.5厘米，上邊距為2.8厘米。4、正文用宋體小4號(hào)，字間距設(shè)置為“標(biāo)準(zhǔn)”，段落設(shè)置為“1.25倍行距”。正文中所有非漢字均用TimesNewRoman體。表名位于表的正上方，用宋體小五號(hào)粗體，圖的大小不超過(guò)8×8cm，圖名位于圖的正下方，用宋體小五號(hào)粗體。5、數(shù)學(xué)公式用斜體，須有編號(hào)。6、若有參考文獻(xiàn)，其格式為“參考文獻(xiàn)”居中，用黑體小二號(hào)，段前設(shè)置為0磅，段后設(shè)置為12磅，著錄的內(nèi)容應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（參見(jiàn)《華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)》）。十、關(guān)于課程論文規(guī)范的要求31論文題目：自擬論文要求：寫(xiě)一篇關(guān)于乳液聚合最新研究進(jìn)展的綜述，參考文獻(xiàn)不少于20篇。論文題目：自擬32乳液聚合性質(zhì)及有關(guān)參數(shù)的測(cè)定【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參3311.1乳液類(lèi)型的測(cè)定11.1.1O/W及W/O型乳液的確定染料溶解法相稀釋法電導(dǎo)法熒光法O/WorW/O？乳膠粒表面正電or負(fù)電?11.1乳液類(lèi)型的測(cè)定11.1.1O/W及W/O型乳液的34乳膠粒電性的測(cè)定——電泳法將待測(cè)乳液稀釋至固含量大約為10%微型電泳池：池子兩端各裝一個(gè)微型鉑電極，小電池與兩電極相通后，在顯微鏡在觀(guān)察乳膠粒的運(yùn)動(dòng)。若向負(fù)極移動(dòng)則為乳膠粒帶正電的乳液；若向正極移動(dòng)則為乳膠粒帶負(fù)電的乳液較大的電泳池：通電后可以肉眼觀(guān)察到帶電的乳膠粒集中在一個(gè)電極周?chē)?。可以加入染料便于觀(guān)察，但要注意染料本身所產(chǎn)生的帶電離子會(huì)使乳膠粒聚集而發(fā)生凝聚。11.1乳液類(lèi)型的測(cè)定乳膠粒電性的測(cè)定——電泳法11.1乳液類(lèi)型的測(cè)定35將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀(guān)察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，不分層，無(wú)沉淀，無(wú)可見(jiàn)凝膠塊，則穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。對(duì)于苯丙、乙丙、純丙等大多數(shù)聚合物乳液來(lái)說(shuō)，因?yàn)槿槟z粒很細(xì)，所以多半呈半透明狀，并泛藍(lán)光。其透明度越高，藍(lán)光越足，則穩(wěn)定性越大，乳液質(zhì)量越高。按照GB/T11175-2002和JISK6828：1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，把聚合物乳液用玻璃棒刮涂在玻璃片上，進(jìn)行目測(cè)。若乳液膜均勻細(xì)膩，無(wú)可見(jiàn)粗粒子，無(wú)異物，則合格。11.2乳液外觀(guān)檢驗(yàn)將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀(guān)察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，36將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤(pán)中，蓋上鋁蓋，稱(chēng)重，然后將其置于設(shè)有通風(fēng)裝置的烘箱中，在115oC下干燥20min后，稱(chēng)重，即可計(jì)算得固體含量。軟聚丙烯酯類(lèi)，較高溫度（120oC）增塑聚合物乳液（增塑劑揮發(fā)），較低溫度（105oC）和較長(zhǎng)干燥時(shí)間（如2h）需用已知固含量的乳液作空白試驗(yàn)，校正鋁盤(pán)面積、干燥溫度及增塑劑揮發(fā)性等因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響按照GB/T11175-2002和JISK6828:1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測(cè)定聚合物乳液固含量的條件為在105oC±2oC下烘干60min±5min快速測(cè)定聚合物乳液固含量的方法：把盛有乳液的鋁盤(pán)置于250W紅外干燥器中，只需幾分鐘就能自動(dòng)顯示測(cè)定結(jié)果。11.3乳液固含量的測(cè)定將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤(pán)中，蓋上鋁蓋，37黏度是聚合物乳液的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與其黏度密切相關(guān)乳液黏度越大，其穩(wěn)定性越高乳液聚合及其后的輸送、貯存和應(yīng)用；施工——足夠的黏度作涂料時(shí)，若黏度太高，其流平性不好，涂膜光澤度差；而黏度太低，涂料易流掛，同時(shí)涂料會(huì)向基質(zhì)毛細(xì)孔道內(nèi)滲透。一方面會(huì)使基質(zhì)變硬，另一方面會(huì)造成聚合物流失，成膜物質(zhì)減少，影響產(chǎn)品性能黏度和流體性質(zhì)的關(guān)系：低黏度——牛頓流體，黏度隨剪切率變化不大；黏度較大——屈服-假塑性流體，越過(guò)屈服點(diǎn)后，黏度隨剪切率而下降黏度很大——觸變性流體，黏度隨剪切時(shí)間而變化高固含量——脹塑性流體，黏度隨剪切率增大而升高聚合物乳液大多屬于非牛頓流體，用于測(cè)定乳液黏度的儀器應(yīng)能在0~10000S-1的寬剪切率范圍內(nèi)測(cè)定剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化關(guān)系。有冷卻裝備，恒濕恒溫房間。準(zhǔn)確度不高的場(chǎng)合：旋轉(zhuǎn)圓筒黏度計(jì)、毛細(xì)管黏度計(jì)、落球黏度計(jì)、氣泡上升黏度計(jì)、涂4#杯等設(shè)備近似測(cè)定11.4乳液黏度的測(cè)定黏度是聚合物乳液的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與38(1)機(jī)械穩(wěn)定性待測(cè)聚合物乳液過(guò)100目的標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)濾高速攪拌（漿端速度6096m/min,10min）所生成的沉淀通過(guò)100目標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)濾，干燥，稱(chēng)重干態(tài)濾出物在聚合物乳液初始固含量中所占的分?jǐn)?shù)即為乳液的機(jī)械穩(wěn)定性，分?jǐn)?shù)越大，穩(wěn)定性越差(2)凍融穩(wěn)定性10g聚合物乳液試樣置于15ml的塑料瓶中(-20±1)oC的冰箱中冷凍16h，30oC下熔化16h經(jīng)歷上述過(guò)程一次若不破乳，稠度不變，凍融指數(shù)加1凍融指數(shù)越大，凍融穩(wěn)定性越高；若凍融指數(shù)為零，則該乳液不抗凍，必須在5oC以上貯存和運(yùn)輸(3)高溫穩(wěn)定性50g試樣裝入測(cè)試瓶中，在60oC下保持5天，觀(guān)察記錄狀態(tài)變化沒(méi)有發(fā)生變化的乳液說(shuō)明其高溫穩(wěn)定性好；發(fā)生沉淀或出現(xiàn)凝膠的乳液，其高溫穩(wěn)定性差11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定(1)機(jī)械穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定39(4)pH穩(wěn)定性?xún)芍粶y(cè)試管中個(gè)裝入5g待測(cè)乳液試樣，分別加入1mL（1mol/L）鹽酸和1mL（1mol/L）KOH搖勻，測(cè)定兩試管中物料的pH值，并觀(guān)察乳液是否穩(wěn)定在室溫下放置24h，再觀(guān)察乳液是否穩(wěn)定若無(wú)明顯變化，則所測(cè)乳液pH穩(wěn)定性好鈣離子穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性——表征其承受電解質(zhì)能力在20mL的刻度試管中加入16mL聚合物乳液試樣再加入4mL0.5%的CaCl2溶液，搖勻，靜置48h若不出現(xiàn)凝膠且無(wú)分層現(xiàn)象，則鈣離子穩(wěn)定性合格；若有分層現(xiàn)象，量取下層（或上層）清液高度，清液高度越大，鈣離子穩(wěn)定性越差稀釋穩(wěn)定性將乳液稀釋到固體含量為3%把30mL稀釋后的乳液倒入試管中，液柱高20cm，放置72h測(cè)量上部清液和沉淀部分的體積即可知其稀釋穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定(4)pH穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測(cè)定40在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的顆粒，并不能融為一體。在高于某一特定的溫度時(shí)，水分揮發(fā)以后，各乳膠粒中的聚合物會(huì)互相滲透，互相擴(kuò)散，熔結(jié)為一體而形成連續(xù)透明的薄膜。能夠成膜的溫度下限值叫最低成膜溫度（MFT）。聚合物乳液的一個(gè)重要性能指標(biāo)，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，確定應(yīng)用條件和施工工藝。在最低成膜溫度測(cè)定儀上測(cè)定。該儀器的主體為一塊溫度梯度板，在板上由冷端到熱端均勻地分布。若將待測(cè)聚合物乳液楊平均勻地涂在梯度板上，待水分揮發(fā)后，將在某一位置處出現(xiàn)一條分界線(xiàn)，在該線(xiàn)高溫一側(cè)形成透明而連續(xù)的薄膜，而在低溫一側(cè)則呈開(kāi)裂、粉化或白堊狀，這條分界線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的溫度即為最低成膜溫度MFT。11.6乳液最低成膜溫度的測(cè)定在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的41乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。乳液聚合物的性能、聚合物乳液的許多重要性質(zhì)以及在乳液聚合反應(yīng)過(guò)程中的聚合反應(yīng)速率等與之密切相關(guān)能否準(zhǔn)確而快速地測(cè)定，不僅關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)乳液聚合反應(yīng)過(guò)程的合理控制，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，而且關(guān)系到聚合物乳液的推廣應(yīng)用常用方法有六種：①光散射法②消光法③肥皂滴定法④離心法⑤電子顯微鏡法⑥水動(dòng)力色譜法。其中①②③能測(cè)乳膠粒的平均直徑；④⑤⑥除了可以得到乳膠粒平均直徑外，還可得到乳膠粒的尺寸分布。11.7乳膠粒尺寸及尺寸分布的測(cè)定乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。11.7乳膠粒4211.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會(huì)向各個(gè)方向散射，在與主光束成θ角的方向上的散射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比稱(chēng)為相對(duì)光強(qiáng)，用Iθ表示，用光散射儀來(lái)測(cè)定。Iθ是散射角θ及參數(shù)α與m的函數(shù)。11.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會(huì)向各個(gè)方43動(dòng)態(tài)光散射動(dòng)態(tài)光散射DynamicLightScattering(DLS)，測(cè)量光強(qiáng)的波動(dòng)隨時(shí)間的變化。DLS技術(shù)測(cè)量粒子粒徑，具有準(zhǔn)確、快速、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為納米科技中比較常規(guī)的一種表征方法。隨著儀器的更新和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的動(dòng)態(tài)光散射儀器不僅具備測(cè)量粒徑的功能，還具有測(cè)量Zeta電位、大分子的分子量等的能力。動(dòng)態(tài)光散射動(dòng)態(tài)光散射DynamicLightScatte44基本原理粒子的布朗運(yùn)動(dòng)Brownianmotion導(dǎo)致光強(qiáng)的波動(dòng)微小粒子懸浮在液體中會(huì)無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)的速度依賴(lài)于粒子的大小和媒體粘度，粒子越小，媒體粘度越小，布朗運(yùn)動(dòng)越快。Stokes-Einstein方程DT為顆粒的平移擴(kuò)散系數(shù)，kB為Boltzman常量,T為絕對(duì)溫度,η為溶液粘度,d為粒子直徑.基本原理粒子的布朗運(yùn)動(dòng)Brownianmotion導(dǎo)致光強(qiáng)45動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)裝置圖動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)裝置圖461、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。先將樣品離心，12000g離心5分鐘,離心時(shí)的溫度視樣品要求而定。取上層樣品過(guò)濾，濾膜的選擇要視樣品分子大小而定，對(duì)蛋白質(zhì)樣品通常用0.02µm的濾膜，如果目標(biāo)分子在100kD以上，建議用0.1µm的濾膜。過(guò)濾后的樣品直接加樣到樣品室中2、加樣步驟

將加樣針伸到樣品池的底部，一邊加樣一邊緩緩向上提起加樣針，以免形成氣泡，然后蓋上樣品池的蓋子。注意，加樣針不能碰到樣品池的窗口，否則會(huì)留下劃痕，影響測(cè)量。

1、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。2、加樣步驟

47分布系數(shù)(particledispersionindex,PDI)分布系數(shù)體現(xiàn)了粒子粒徑均一程度，是粒徑表征的一個(gè)重要指標(biāo)。

<0.05單分散體系，如一些乳液的標(biāo)樣。<0.08近單分散體系，但動(dòng)態(tài)光散射只能用一個(gè)單指數(shù)衰減的方法來(lái)分析，不能提供更高的分辨率。0.08-0.7適中分散度的體系。運(yùn)算法則的最佳適用范圍。>0.7尺寸分布非常寬的體系，很可能不適合光散射的方法分析。3、數(shù)據(jù)分析

分布系數(shù)(particledispersionindex4811.7.2電子顯微鏡法

11.7.2電子顯微鏡法49拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：5011.7.3水動(dòng)力色譜法簡(jiǎn)便、快捷測(cè)定乳膠粒直徑及其分布，20世紀(jì)70年代以來(lái)發(fā)展較快，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的在線(xiàn)測(cè)量淋洗液為水11.7.3水動(dòng)力色譜法簡(jiǎn)便、快捷測(cè)定乳膠粒直徑及其分布，51【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參52【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參5311.8.1顯微鏡照相法輕輕搖晃待測(cè)乳液瓶子，用10mL醫(yī)用注射器從乳液深度的中點(diǎn)取樣約兩滴再將約4mL10%的乳化劑溶液吸入注射器，輕搖使其混合均勻再顯微鏡兩個(gè)玻璃載片中間夾上兩條厚度約為0.1mm的有機(jī)玻璃窄片，在形成的很窄的狹縫里面注入注射器內(nèi)沖稀后的乳液放到顯微鏡觀(guān)察，選擇代表性區(qū)域拍攝照片3~5張，每張照片上至少包括100個(gè)單體珠滴。從照片上對(duì)不同尺寸級(jí)別的單體珠滴進(jìn)行測(cè)量和計(jì)數(shù)根據(jù)所得數(shù)據(jù)作出單體珠滴尺寸分布圖，并計(jì)算單體珠滴平均直徑11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)定這種方法所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可靠，但需要在照片上一個(gè)一個(gè)地測(cè)量珠滴尺寸并計(jì)數(shù)，需要花費(fèi)很多時(shí)間，作大量重復(fù)勞動(dòng)。11.8.1顯微鏡照相法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)54【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參5511.8.2計(jì)數(shù)法Coulter計(jì)數(shù)器，廣泛地用來(lái)測(cè)定粒徑在2~300μm之間的固體顆粒的平均尺寸及尺寸分布，也可用在液滴尺寸和尺寸分布的測(cè)定上。設(shè)定單體珠滴直徑的上下限并劃分為16個(gè)尺寸間隔揮發(fā)性較大的單體影響數(shù)據(jù)正確性和重復(fù)性也可用該計(jì)數(shù)器方便測(cè)定乳膠粒的平均直徑及尺寸分布11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)定100μm的小孔1%NaCl水溶液細(xì)管與真空泵相連水銀真空計(jì)電極電極11.8.2計(jì)數(shù)法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測(cè)定105610.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測(cè)定常用測(cè)定方法有毛細(xì)管上升法、氣泡壓力法、珠滴重量法、環(huán)形絲法以及Π形絲法，僅后三者適合于測(cè)定乳液表面張力。液膜被撕裂瞬間，接觸角φ接近為零，表面張力垂直向下，由靜力平衡條件得：l為Π形絲長(zhǎng)度即可通過(guò)喬里秤測(cè)定由虎克定律：彈簧彈性系數(shù)Π形絲在液膜被撕裂和浸入液體前喬里秤讀數(shù)之差10.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測(cè)定常用測(cè)定方5711.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測(cè)定珠滴增大到其重量正好等于表面張力時(shí)下落：然而，毛細(xì)管離開(kāi)的珠滴質(zhì)量總是小于上式預(yù)計(jì)質(zhì)量，原因一是珠滴邊緣不是豎直的；二是下落時(shí)不會(huì)全部離開(kāi)管端，總是留下一部分。研究發(fā)現(xiàn)，珠滴質(zhì)量還是r/α的函數(shù)，即毛細(xì)管常數(shù)而f(r/α)又是(r/V1/3)的函數(shù)故令校正系數(shù)，查表可得則11.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測(cè)定珠滴增大58黏度小于5Pa·s，沒(méi)有氣泡的聚合物乳液標(biāo)準(zhǔn)韋氏相對(duì)密度天平在空氣中及在乳液中能校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的任何其他比重計(jì)黏度大且有氣泡的聚合物乳液較難測(cè)定，若用真空脫氣會(huì)導(dǎo)致水的損失而造成誤差在高型量筒中，裝入已知體積的試樣并稱(chēng)重，計(jì)算得