反相乳液聚合法課件

反相乳液聚合法XXX5.21.2014材料?制備方法2023/3/31乳液聚合法背景原理應(yīng)用及展望文獻(xiàn)陳述一、背景知識乳液聚合是制備聚合物的一種重要技術(shù)，最早的關(guān)于乳液聚合方法的報道出現(xiàn)于1932年。其后，在經(jīng)歷了1930～1950年的初步發(fā)展之后，才成為目前在聚合物制備中舉足輕重的工業(yè)方法。乳液聚合是高分子合成過程中常用的一種合成方法，也是非常重要的一種方法，它以水作溶劑，對環(huán)境十分有利。2、乳液聚合的優(yōu)缺點(diǎn)a、優(yōu)點(diǎn)：作分散介質(zhì)，傳熱控溫容易；

可在低溫下聚合；反應(yīng)速率快，分子量高；反相乳液聚合中，油相（連續(xù)相）可重復(fù)使用）；

可直接得到聚合物乳膠。b、缺點(diǎn)：要得到固體聚合物，后處理麻煩（油水相難分離）；

難以除盡乳化劑殘留物；

成本較高。3、乳液聚合的分類按照聚合物（反應(yīng)物）能否溶于油相，可分為：均相乳液聚合和非均相乳液聚合。按照油水相的比例，可分為：W/O（正相：油包水體系），O/W（反相：水包油），W/O/W（復(fù)相）O/W/O（復(fù)相）核殼微球結(jié)構(gòu)4、乳液聚合的主要組分單體：在水相（或油相）中能均勻溶解，但不溶于油相（水相）的反應(yīng)物。引發(fā)劑：在自由基聚合中，有偶氮類引發(fā)劑、有機(jī)過氧化物、無機(jī)過氧化物等。在逐步聚合反應(yīng)中，可選用交聯(lián)劑。水相（油相）：傳統(tǒng)乳液聚合以水作介質(zhì)，選用水溶性引發(fā)劑。反相乳液聚合中，采用油相為介質(zhì)（如：液體石蠟，正己烷，苯基硅油等）。乳化劑：陰離子乳化劑與非離子表面活性劑（Span-80，Tween-80）。6、乳化劑在形成W/O乳液的機(jī)理乳液聚合開始時，單體和乳化劑分別處在水溶液、膠束、液滴三相。

聚合前單體和乳化劑狀態(tài)乳化劑：大部分形成膠束，部分被單體液滴吸附，少量溶解于油相中。（直徑4～5nm，膠束數(shù)目為1017～1018/cm3，每個膠束含乳化劑50~150個）。增溶膠束單體：大部分成液滴，部分增溶于膠束內(nèi)，極少量單體溶解于水中。

乳化劑的選擇是反相乳液聚合和產(chǎn)品性能的關(guān)鍵，有三種方法可供選擇：經(jīng)驗(yàn)法、直接影響乳液的穩(wěn)定性的HLB法、內(nèi)聚能法。因?yàn)槿榛瘎┑娜芙舛葏?shù)難以找到，運(yùn)用內(nèi)聚能法來選擇乳化劑受到限制。

HLB法：HLB值可影響乳液的穩(wěn)定性、乳液系統(tǒng)的粘度及乳膠粒的大小。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被乳化的物質(zhì)的HLB值與乳化劑的HLB值之間相差大時，乳化劑對被乳化物質(zhì)的親和力小，乳化效果差;當(dāng)乳化劑的HLB值很小時，其對水的親和力小，乳化效果亦差。因此在W/O型乳液中，一般選用HLB值為4～5左右的油溶性非離子型乳化劑Span-60,Span-80等，其成分為山梨糖醇酯。8、表面活性劑的HLB值求取方法乳化換算法；基團(tuán)質(zhì)量法；皂化值法；Davies法；對數(shù)法；無機(jī)性基團(tuán)法。9、破乳技術(shù)物理破乳技術(shù)和化學(xué)破乳技術(shù)物理破乳技術(shù)：過濾樣品；長時間靜置；用力甩搖分液漏斗；離心分離；超聲法破乳；冷凍法；乳化液過濾法；添加重蒸水。常用化學(xué)破乳技術(shù)：采用比重接近l的溶劑進(jìn)行萃取時，萃取液容易與水相乳化，這時可加入少量的乙醚，將有機(jī)相稀釋，使之比重減小，容易分層。加鹽：對于反相乳液聚合的油相難以除去，采用添加酸性飽和食鹽水，攪拌后靜置，待油水相上下分層后，再過濾提純。

三、應(yīng)用及展望乳液聚合因能夠制備：單分散聚合物微球、聚合物復(fù)合膠乳、表面功能化微球等，在污水治理，萃取分離，催化，食品，生物醫(yī)藥（核殼結(jié)構(gòu)），化妝品，材料制備，化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，涂料等領(lǐng)域均具有潛在的應(yīng)用前景。從上面的介紹中我們可以看出國外在反相乳液聚合的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐應(yīng)用上都做了較大量的工作。盡管如此,仍然還有許多方面須進(jìn)一步探索。在基礎(chǔ)理論方面今后的工作可望在以下幾方面進(jìn)一步展開：1.由于反相乳液固有的不穩(wěn)定性,人們正對一種新的方法——反相微乳液聚合,傾注極大的熱情,也已取得了相當(dāng)?shù)某删停诮窈蟮难芯恐?它仍然會占據(jù)相當(dāng)?shù)谋戎兀?.拓寬反相乳液的聚合體系,開展三元共聚含研究等；3.介質(zhì)(如溶劑酸鹽等)對聚合反應(yīng)各方面的影響不可忽略。

四、文獻(xiàn)陳述

bubbledat

roomtemperature

throughtheemulsion

forabout20mintoeliminateoxygen.Temperaturewas

equilibratedat50–90℃inathermaloilbath.AIBN

initiatordissolvedintoluenewasthenaddedandthe

reactionmasswasstirredfor1h.Theproductwasthen

pouredintomethanoltoremovewater.Thedewatered

productwasimmersedinamethanol–toluenemixture

(weightratio7:3)andstirredfor24htoremoveemulsifiersandinitiator,andfinallydispersedinmethanolfor

3h.Theproductparticleswerefilteredanddriedin

vacuumat65℃for2days.Fig.5.Scanningelectronmicrographof(a)groundSA-IP-SPS

preparedwithoutethylcelluloseand(b)SA-IP-SPSprepared

withethylcellulose.碳納米管/導(dǎo)電聚苯胺復(fù)合材料研究概況

導(dǎo)電聚苯胺(conductivepolyaniline,cPANI)具有電導(dǎo)率高、環(huán)境穩(wěn)定性好、原料價廉易得、制備方法簡單等優(yōu)點(diǎn)，成為導(dǎo)電高分子領(lǐng)域最受關(guān)注的品種之一。由于聚苯胺分子鏈間存在著強(qiáng)氫鍵相互作用，宏觀表現(xiàn)為不溶不熔。1992年，曹鏞等[2]提出了對離子誘導(dǎo)摻雜聚苯胺的方法，有效解決了導(dǎo)電態(tài)聚苯胺在普通溶劑中的溶解或分散難題。但是無論是對于有機(jī)溶劑體系，還是新近開發(fā)的環(huán)保型水基分散體系來說，由于大量的絕緣性摻雜劑的存在，常常使得整個體系的導(dǎo)電率很難進(jìn)一步提高，而且機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能均較低。

聚苯胺納米復(fù)合材料不僅可充分利用兩者性能互補(bǔ)的優(yōu)勢，而且能憑借協(xié)同效應(yīng)賦予材料前所未有的獨(dú)特性能，從而在電、磁、催化、光電、儲能、微波吸收、生物傳感等方面顯示出眾多誘人的應(yīng)用前景。其中，由于碳納米管(carbonnanotube,CNT)具有顯著的導(dǎo)電特性、耐熱穩(wěn)定性和超高的機(jī)械強(qiáng)度，CNT/PANI體系已經(jīng)成為當(dāng)前導(dǎo)電高分子復(fù)合材料領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。Experimental：Inverseemulsionpathways