苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(n-BA)复合乳液聚合
苯丙乳液聚合工艺流程

苯丙乳液聚合工艺流程苯丙乳液是一种重要的合成树脂,具有优良的抗风化性能、耐热性能和耐候性能。
下面将介绍一种苯丙乳液的聚合工艺流程。
1. 原料准备:将丙烯酸丁酯、苯乙烯和一定量的水、表面活性剂和稳定剂等原料准备好。
其中,丙烯酸丁酯是主要的单体,可以提供苯丙乳液的耐候性能。
苯乙烯是共聚单体,可以提供苯丙乳液的强度和硬度。
2. 反应釜调配:将一定量的水倒入反应釜中,并加热至60-70摄氏度。
同时,加入适量的表面活性剂和稳定剂,使得反应液形成一个稳定的乳液。
3. 单体加入:将预先准备好的丙烯酸丁酯和苯乙烯逐渐加入到反应釜中,保持反应液的温度在60-70摄氏度,并不断搅拌。
4. 聚合反应:通过加入引发剂,触发聚合反应。
聚合反应是一个自由基聚合反应,丙烯酸丁酯和苯乙烯中的双键将逐渐开环,形成高分子链。
5. 控制反应温度:在聚合反应过程中,需要控制反应液的温度在60-70摄氏度范围内。
过高的温度会导致聚合反应速度过快,产生大量的副产物;而过低的温度则会导致聚合反应速度过慢,影响产量和品质。
6. 过滤和除去杂质:聚合反应结束后,需要通过过滤的方式去除反应中产生的杂质,以提高苯丙乳液的纯度和透明度。
7. 乳液稳定处理:将过滤后的苯丙乳液进行稳定处理,添加一定量的稳定剂和抗氧剂,以增加其长期贮存稳定性。
8. 包装和储存:将稳定处理后的苯丙乳液装入适当的容器中,进行封装和储存。
在储存过程中,需要避免阳光直射和高温环境,以保持苯丙乳液的品质。
以上就是苯丙乳液聚合工艺流程的简要介绍。
通过合理的工艺控制,可以获得高质量的苯丙乳液,广泛应用于涂料、粘合剂、塑料等行业中。
MMA-St-BA-AA共聚乳液的制备工艺条件研究

MMA-St-BA-AA共聚乳液的制备工艺条件研究尚成新;秦鹰;苏禹铭【摘要】以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,丙烯酸(AA)为功能单体,SDS/OP-10为复合乳化剂,过硫酸铵为引发剂,采用单体预乳化、种子乳液聚合的方法制备丙烯酸酯乳液.系统地研究了乳化剂的用量及配比、引发剂用量、单体用量及配比对乳液聚合过程和乳液性能的影响.结果表明,在复合乳化剂用量为2%~4%,SDS/OP-10配比为1∶2~1∶1,引发剂用量为0.2%~0.4%,AA用量为1%~2%,主单体总量为40%,软硬单体质量比为1∶1时,聚合反应的稳定性及乳液性能良好.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)010【总页数】4页(P1930-1933)【关键词】丙烯酸酯乳液;种子乳液聚合;甲基丙烯酸甲酯;苯乙烯;丙烯酸丁酯【作者】尚成新;秦鹰;苏禹铭【作者单位】山西大学化学化工学院,山西太原030006;山西大学化学化工学院,山西太原030006;山西大学化学化工学院,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】TQ320.6为了降低涂料中挥发性有机化合物(VOC)造成的污染,低VOC水性涂料已经成为涂料工业的主要发展方向之一[1]。
在水性涂料中,丙烯酸酯乳液涂料凭借其良好的耐候性、耐擦洗性、耐水性和低廉的价格,占据了大部分的市场[2-3],广泛应用于内墙涂料、外墙涂料、水性防锈涂料、金属表面涂料、粘合剂、纸加工处理剂、木器涂饰剂等领域[4-6]。
目前,丙烯酸酯乳液的生产工艺主要有间歇法、连续法、半连续法3种,其中半连续法的种子乳液聚合应用最多。
种子乳液聚合时既可以将单体直接滴加到种子乳液中,又可以采用将单体预先乳化的方法[7-8]。
研究表明,采用种子乳液聚合、预乳化的方法,可使乳液的粒径均匀,提高乳液聚合的稳定性[9-12]。
传统的丙烯酸酯乳液多采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等单体,组成三元共聚体系,如苯丙乳液、纯丙乳液。
课程设计---丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产工艺设计

河南理工大学课程设计论文题目:丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产工艺设计学院:专业:学号:姓名:目录一、概述………………………………………………………….- 1 -1.1 原料介绍 (1)二、生产方法的选择和流程设计 (2)2.1 工艺流程说明及操作步骤……………………….………..- 2 -2.2 丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产流程框图………....- 2 -三、设备计算和选型…………………………………………….……- 3 -3.1 反应釜的结构和材质………………………………..……- 3-3.2 反应釜中物质的平均密度ρm的计算…………..…...….- 3 -3.3 反应釜的计算和选型…………………………………….….- 4 -四、环境保护与安全措施……………………………………..….…- 5 -4.1 环境保护 (5)4.2 安全措施 (5)五、心得体会 (6)六、参考文献: (7)一、概述苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液也称苯-丙乳液。
它由苯乙烯和丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂等通过乳液聚合反应制得的共聚物乳液。
用它作建筑涂料的基料,配以各种助剂、颜料和填料就可制成各种色调鲜艳的乳胶涂料。
这类涂料具有突出的耐水、耐候、保光、保色性能,对墙面附着力强,干燥速度快,施工方法多样,可喷、可刷,也可辊涂,施工效率高,既可外用,也可内用;既可制成平光涂料,也可制成半光和有光涂料;既可制成高档涂料在现代化高层建筑中使用,又可制成低档品种在一般建筑中使用。
是当今国外发展最快的水性涂料,也是我国外墙涂料的主要品种。
建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。
不断提高水性涂料的质量,开发新的品种,是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。
苯丙乳液是胶体分散体系,具有明显的胶体化学性质,当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后,苯丙乳粒子向浆体内分散,被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。
以丙烯酸为功能性单体的苯丙乳液聚合及其性能研究

以丙烯酸为功能性单体的苯丙乳液聚合及其性能研究徐丽丽;刘增伟;马凤国【摘要】以苯乙烯与丙烯酸丁酯为共聚单体,丙烯酸为功能性单体,通过半连续种子乳液聚合制备稳定的苯丙乳液.研究表明:当NaHCO3质量配比在0.19%~0.3%时,乳液稳定性好;当丙烯酸质量配比小于2.0时,乳液粒径分布窄,平均粒径为0.18 μm,乳液流动性较好,高于2.5时,乳液粒径变大且分布变宽,乳液呈膏状、流动性差;当丙烯酸质量配比增大时,乳液黏度呈逐渐上升趋势;随着氨水质量配比的增加,乳液黏度逐渐增大,但达到一定量后保持不变;随剪切速率增大,乳液呈明显的剪切变稀趋势,说明乳液为假塑性流体.【期刊名称】《丝绸》【年(卷),期】2015(052)005【总页数】5页(P11-15)【关键词】苯丙乳液;剪切速率;黏度;粒径【作者】徐丽丽;刘增伟;马凤国【作者单位】青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TS959.9;TQ317.4因社会环境安全需求,具有无毒、无味、污染少等优点的水溶性乳液逐渐占领市场[1-4],而苯丙乳液有较好的耐水性、耐候性、耐碱性等优点,且价格低廉,相对于其他水溶性乳液有着更高的性价比而倍受青睐[5-7],在涂料、纺织、黏合剂等领域有广泛应用[8-11]。
近年来关于苯丙乳液合成方法及其性能的研究越来越多,稳定性是评判乳液质量的首要条件,而通过测量粒径大小及粒径分布对表征乳液稳定性好差直接而有效,并且乳液黏度高低能直接影响其储存稳定性及施工性,所以研究乳液的粒径及其分布和表观黏度具有重要意义[12]。
本文拟合成适于织物后整理的苯丙胶乳液,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,利用半连续种子乳液聚合方法制得苯丙乳液,主要讨论了影响乳液稳定及黏度的相关因素,具体分析了pH缓冲剂NaHCO3、氨水、丙烯酸、剪切速率等对乳液稳定性及其黏度影响。
浅析乳液聚合的合成原理及和材料及稳定性

浅析乳液聚合的合成原理及和材料及稳定性在乳液聚合过程中,乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。
功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,容易产生絮凝现象,极易破乳。
因而选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要。
聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。
在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。
凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。
在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。
严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。
凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性,它不仅降低单体的有效转化率,增加聚合装置的停机时间和处理的费用,而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性,污染环境。
目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。
乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关,酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的,使乳胶粒子表面带上一层电荷,从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力,乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。
当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时,其稳定性则与空间位阻有关。
乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。
乳化剂虽不直接参与反应,但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。
此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。
不同引发剂引发苯乙烯_丙烯酸丁酯微乳液共聚合竞聚率的研究_安静

第28卷第3期河北科技大学学报V ol.28,No.3 2007年9月Journal o f Hebei Univ ersity of Science and T echnolog y Sept.2007 文章编号:1008-1542(2007)03-0198-04不同引发剂引发苯乙烯/丙烯酸丁酯微乳液共聚合竞聚率的研究安 静,李雪艳,王德松(河北科技大学理学院,河北石家庄 050018)摘 要:以十二烷基硫酸钠/十二烷基苯磺酸钠(SDS/SDBS)为复合乳化剂,分别以水溶性引发剂过硫酸钾(KPS)、油溶性引发剂过氧化苯甲酰(BPO)和氧化-还原引发体系K2S2O8/N a2SO3(OR)引发苯乙烯/丙烯酸丁酯(St/BA)微乳液聚合反应,研究了St/BA微乳液共聚合行为,用红外光谱法定量测定了3种引发剂下的共聚物化学组成,绘制了共聚物组成曲线,计算出了竞聚率。
关键词:苯乙烯;丙烯酸丁酯;微乳液聚合;竞聚率中图分类号:O635 文献标识码:AStudy on reactivity ratio of styrene/buty l acrylatemicroemulsion poly merizationAN Jing,LI Xue-y an,WANG De-song(Colleg e of Sciences,Hebei U niver sity o f Science and T echno lo gy,Shijiazhuang H ebei050018,China)A bstract:With multiple emulsifie r(SDS/SD BS)as initiato rs,St/BA micr oemulsio n polyme rizatio n w as initiated by the water-so luble potassium per sulfate(K PS),oil-soluble benzo yl pero xide(BPO)and po tassium pe rsulfate/sodium sulfite(O R),and the behavior s o f microemulsion po ly merizatio n w ere inv estiga ted.S t/BA co po lyme r chemical co mpo sitio n a nd copolymer composi-tion curves we re obtained fr om Fo urier infrar ed spectr ums,a nd reactivity r atio o f S t/BA micro emulsion poly merization initiated by three kinds of initiato rs we re ca lculated.Key words:sty rene;butyl acrylate;microemulsio n po ly me rizatio n;reactivity ratio 共聚合是高分子材料改性和增加品种的重要手段之一[1,2]。
苯乙烯聚合——精选推荐

实验2-10 苯乙烯乳液聚合一、实验目的1. 通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质量的影响,从而了解乳液聚合的特点,了解乳液聚合中各组分的作用,尤其是乳化剂的作用。
2. 掌握制备聚苯乙烯胶乳的方法,以及用电解质凝聚胶乳和净化聚合物的方法。
二、实验原理乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下,分散在介质中加入水溶性引发剂,在机械搅拌或振荡情况下进行非均相聚合的反应过程。
它不同于溶液聚合,又不同于悬浮聚合,它是在乳液的胶束中进行的聚合反应,产品为具有胶体溶液特征的聚合物胶乳。
乳液聚合体系主要包括:单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂,还有调节剂、pH缓冲剂及电解质等其他辅助试剂,它们的比例大致如下:水(分散介质):60%~80% (占乳液总质量) 单体:20%~40% (占乳液总质量)乳化剂:0.1%~5%\ (占单体质量) 引发剂:0.1%~0.5%(占单体质量)调节剂:0.1%~1%\ (占单体质量) 其他:少量乳化剂是乳液聚合中的主要组分,当乳化剂水溶液超过临界胶束浓度时,开始形成胶束。
在一般乳液配方条件下,由于胶束数量极大,胶束内有增溶的单体,所以在聚合早期链引发与链增长绝大部分在胶束中发生,以胶束转变为单体 聚合物颗粒,乳液聚合的反应速度和产物相对分子质量与反应温度、反应地点、单体浓度、引发剂浓度和单位体积内单体-聚合物颗粒数目等有关。
而体系中最终有多少单体-聚合物颗粒主要取决于乳化剂和引发剂的种类和用量。
当温度、单体浓度、引发剂浓度、乳化剂种类一定时,在一定范围内,乳化剂用量越多、反应速度越快,产物相对分子质量越大。
乳化剂的另一作用是减少分散相与分散介质间的界面张力,使单体与单体-聚合物颗粒分散在介质中形成稳定的乳浊液。
乳液聚合的优点是:①聚合速度快、产物相对分子质量高。
②由于使用水作介质,易于散热、温度容易控制、费用也低。
③由于聚合形成稳定的乳液体系粘度不大,故可直接用于涂料、粘合剂、织物浸渍等。
苯乙烯-马来酸酐共聚物用于苯丙乳液聚合

第49卷第8期2021年4月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol. 49 No. 8Apr. 2021苯乙烯-马来酸酹共聚物用于苯丙乳液聚合**基金项目:池州学院自然科学研究科研项目(2017ZR003)。
第一作者:吴英(1989-),女,讲师,研究方向为高分子聚合。
吴英,刘廷国,王守玲(池州学院,安徽 池州247000)摘 要:以苯乙烯-马来酸SF 共聚物为乳化剂进行苯丙乳液聚合的研究。
通过改变乳化剂用量、引发剂用量、单体用量和反应时间等条件来分析乳液聚合的最适宜的反应条件,并通过热重分析仪测试苯丙乳液的热稳定性。
实验结果与数据表明:0.5g 苯乙烯-马来酸酹共聚物、0. 1 g 过硫酸镀、反应时间为2 h 、8 mL 苯乙烯、8 mL 丙烯酸丁酯及2 mL 丙烯酸为最佳聚合反应的条件, 苯丙乳液的耐热性能较好。
关键词:苯乙烯;马来酸軒;丙烯酸丁酯;丙烯酸中图分类号:TQ316. 33文献标志码:A文章编号:1001-9677(2021)08-0047-03Styrene-maleic Anhydride Copolymer in Styrene-AcrylateEmulsion Polymerization *WU Ying, LIU Ting-guo , WANG Shou-ling (Chizhou University , Anhui Chizhou 247000, China)Abstract : Styrene - Acrylate emulsion polymerization was carried out with styrene - maleic anhydride copolymer as emulsifier. The most suitable reaction conditions of emulsion polymerization were analyzed by changing the amount of emulsifier , initiator dosage , dosage of mnomer and reaction time, and the thermostability of styrene -acrylate emulsion was tested by thermogravimetric analyzer. The experimental results and data showed that 0. 5 g styrene - maleic anhydride copolymer , 0. 1 g ammonium persulfate , 2 h reaction time , 8 mL styrene , 8 mL butyl acrylate and 2 mL acrylic acid were the best polymerization conditions , and the latex film showed good heat resistance.Key words : styrene ; maleic anhydride ; butyl acrylate ; acrylic苯丙乳液作为水性涂料的主要成分之一,在涂料行业有着 广泛的应用〔I ]。
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高分子化学实验报告09高分子(1)班实验六苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(n-BA)复合乳液聚合一、实验目的1. 通过苯乙烯(St) 、丙烯酸正丁酯(n-BA)复合乳液聚合,了解复合乳液聚合的特点,比较一般乳液聚合、种子乳液聚合和复合乳液聚合的优缺点。
2. 掌握制备核/壳结构复合聚合物乳液的方法和对聚合物进行改性的方法和途径。
二、实验原理合成复合聚合物乳液的方法实际上是种子乳液聚合(或称多阶段乳液聚合),即首先通过一般乳液聚合制备第一单体的聚合物乳液做为种子乳液(核聚合),然后在种子乳液存在下,加入第二单体(或几种单体的混合物)继续聚合(壳聚合),这样就形成了以第一单体的聚合物为核,第二单体的聚合物为壳的核/壳结构的崐复合聚合物乳液——乳胶型互为贯穿聚合物网络,复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种单体,而后者采用同种单体。
如果以苯乙烯(St) 为主单体,同时加入少量的丙烯酸(AA) 单体进行核聚合,而以丙烯酸正丁酯(n-BA)为单体,同时加入少量的丙烯酸(AA) 单体进行壳聚合,即得到以聚苯乙烯(PS)为核、聚丙烯酸正丁酯(Pn-BA) 为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液。
在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS) 乳胶粒作为种子,再加入第二单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合时,此时的聚合机理按接枝涂层理论机理进行。
即单体n-BA 富集在种子乳胶粒PS 的周围,PS 乳胶粒成为n-BA 单体聚合的主要场所,所生成的聚合物Pn-BA 富集在PS 的周围而形成以PS 为核,Pn-BA为壳的核/壳结构聚合物,且核壳之间存在着PS-Pn-BA 接枝共聚物,理想情况下不生成新的乳胶粒。
由于在聚合过程中形成了少量的PS-Pn-BA 接枝共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一种均聚物PS 或Pn-BA 和PS-Pn-BA 无规共聚物的性能。
如耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。
特别是用于外墙涂料的基料,其最低成膜温度(FMT)、玻璃化温度(Tg)低、附着力好、耐水性能好、光泽度高、大大改善了夏季回粘性,从而提高了涂料的性能并延长了施工期。
由此可见,制备复合聚合物是对聚合物改性的一种方法。
三、实验仪器及试剂三口瓶,回流冷凝管,滴液漏斗,温度计,电动搅拌器,移液管,恒温水浴,量筒,烧杯苯乙烯,碳酸氢钠,丙烯酸正丁酯,邻苯二甲酸二丁酯,丙烯酸,壬基酚聚氧乙烯基醚OP-10),过硫酸钾,十二烷基硫酸钠(SDS)四、实验步骤<一>、单体预乳化步骤现象分析种类核单体预乳化1、在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的250 ml三口磨口烧瓶中加入去离子水45 ml,乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS) 0.2g、壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)1.0g。
水浴加热50~60℃,搅拌,使其溶解;两种乳化剂都为白色晶体,在加热的水溶液中溶解后,溶液呈无色澄清的透明溶液;SDS和OP10都为乳化剂,但SDS的乳化性能好,稳定性差;而OP10的乳化性能差,稳定性好,所以两者混用;2、当乳化剂完全溶解后加入核单体(20 ml苯乙烯和0.8 ml 丙烯酸),使单体乳化30~40 min。
倾倒出已预乳化的核单体备用。
加入单体后,溶液变成乳白色,随单体的加多,乳白色加深,几乎变成白色;为了让单体充分乳化,在加单体时,要慢慢的滴加,使得乳化得到的颗粒较小;核单体预乳化1、在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的250 ml三口磨口烧瓶中加入去离子水15 ml,乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS) 0.06 g、壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)0.2g。
水浴加热至50~60℃,搅拌,两种乳化剂都为白色晶体,在加热的水溶液中溶解后,溶液呈无色澄清的透明溶液;SDS和OP10都为乳化剂,但SDS的乳化性能好,稳定性差;而OP10的乳化性能差,稳定性好,所以两者混用;2、当乳化剂完全溶解后加入壳单体(6.5ml丙烯酸正丁酯和0.3ml丙烯酸),使单体乳化30~40 min。
倒出已预乳化的壳单体用。
加入单体后,溶液变成乳白色,随单体的加多,乳白色几乎变成白色;a、单体要慢慢滴加,b、为了让壳单体的乳胶粒能更好地和核胶粒融合,所以加了少量的丙烯酸,露在(指向)外面的强极性的羧基能更好地和磺酸根溶在一起,从而让壳单体很好的包裹在核的表面;<二>、种子乳液聚合(核聚合)步骤现象分析1、在上述装置中加入引发剂溶液8 ml(称取0.4g 过硫酸钾溶于20 ml去离子水中,配制成2.0%的引发剂溶液,供两组使用),将已乳化的核单体倒入滴液漏斗中。
过硫酸钾为白色晶体,加入水后在搅拌的情况下迅速溶解,溶液呈无色;为了让得到的种子较小,我们把预乳化的单体加入到引发剂中,使得引发剂迅速进入乳化的胶粒中进行反应,并很快终止,使得胶粒之间不会因碰撞而长大;2、将体系加热到80℃,并保持此温度,在搅拌下以半连续状态滴加已乳化的核单体。
随已乳化单体的加入,溶液迅速呈乳白色,单体加到约一半后,乳白色溶液的边上出现一圈兰色荧光;出现兰色的荧光这主要是由于颗粒大小的变化,不同的颗粒对光的折射和反射不同引起的,3、当体系中出现兰色荧光时开始计时,1h后即可停止反应,此时得到的白色乳状液即种子乳液。
<三>、复合乳液聚合(壳聚合)步骤现象分析1、在上述种子乳液中补加引发剂溶液2 ml,将已预乳化的壳单体倒入滴液漏斗中。
以半连续状态滴加已乳化的壳单体,并控制反应温度80℃,当壳单体滴加完后升温至补充引发剂后,蓝色的荧光圈消失,兰色消失,说明颗粒的大小发生变化,由实验机理可知,颗粒在长大;90℃,保温,再反应1h 聚合完毕。
2、向反应装置中加入2mL增塑剂邻苯二甲酸二丁酯,再搅拌15 min,降温至40℃以下出料,即得以PS 为核Pn-BA为壳的核/壳结构复合乳液。
无明显现象,增塑剂插入到壳表面的高分子链之间,增加了核壳结构的黏结性和防水性和稳定性;3、用500ml烧杯配制200ml饱和食盐水,把得到的乳液倒入食盐水中;并用玻璃棒搅拌,乳液迅速变成大团的白色絮状固体,当用玻璃棒搅拌时,絮状物被打破成小颗粒,加剧搅拌,颗粒变得越来越细,当加入食盐水时,-SO3-被大量的正离子包裹“中和”,从而使得形成的核壳胶粒沉淀下来;即破乳沉淀。
4、用真空泵抽滤,将得到的固体抽干,得到白色粉末状固体,粉末中含有大量的的食盐;五、思考题1. 何谓种子乳液聚合? 何谓复合乳液聚合?答:种子乳液聚合:一种单体在通过乳化剂乳化后,形成乳胶粒(或胶束),在引发剂存在条件下,引发剂进入胶束,在胶束中引发的聚合反应;反应后,形成外表面带有乳化剂的聚合物胶粒;复合乳液聚合:通过一般乳液聚合(种子乳液聚合)制备第一单体的聚合物乳液做为种子乳液(核聚合),然后在种子乳液存在下,加入已乳化的第二单体(或几种单体的混合物)继续聚合(壳聚合),这样就形成了以第一单体的聚合物为核,第二单体的聚合物为壳的核/壳结构的崐复合聚合物乳液,复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种单体,而后者采用同种单体,复合乳液聚合实际上是多阶段的种子乳液聚合。
2. 写出以过硫酸钾为引发剂,苯乙烯为核单体、丙烯酸正丁酯为壳单体进行复合乳液聚合可能发生的有关聚合反应方程式?答:①K2S2O8→2KSO4.②KSO4∙+CH2=CHC6H5→KSO4CH2CH.(C6H5)③KSO4CH2CH.(C6H5)+CH2=CHC6H5→KSO4CH2CH(C6H5)CH2CH.(C6H5)……④KSO4.+CH2=CHCOOC4H9→KSO4CH2CH.(COOC4H9)⑤KSO4CH2CH.(COOC4H9)+CH2=CHCOOC4H9→KSO4CH2CH (COOC4H9)CH2CH.(COOC4H9)……3. 复合乳液聚合得到的复合聚合物在性能上有什么特点? 为什么? 答:特点:耐水性能和耐溶剂性能好、软化点高、弹性好和机械强度大。
原因:在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯(PS) 乳胶粒作为种子,再加入第二单体丙烯酸正丁酯(n-BA)、引发剂过硫酸钾(KPS)和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合时,此时的聚合机理按接枝涂层理论机理进行。
即单体n-BA 富集在种子乳胶粒PS 的周围,PS 乳胶粒成为n-BA单体聚合的主要场所,所生成的聚合物Pn-BA 富集在PS 的周围而形成以PS 为核,Pn-BA为壳的/壳结构聚合物,且核壳之间存在着PS-Pn-BA 接枝共聚物,理想情况下不生成新的乳胶粒。
由于在聚合过程中形成了少量的PS-Pn-BA 接枝共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一种均聚物PS 或Pn-BA 和PS-Pn-BA 无规共聚物的性能。
4. 复合乳液用于外墙涂料的基料有些什么优点?答:复合乳液用于外墙涂料的基料有最低成膜温度(FMT)低、玻璃化温度(Tg)低、附着力好、耐水性能好、光泽度高、大大改善了夏季回粘性,从而提高了涂料的性能并延长了施工期。
5. 是先加引发剂还是先加单体好?答:应该先加引发剂,因为先加引发剂有助于使其进入种子内部,从内部引发反应而使种子向外增长。
后加引发剂不利于引发剂引发效率的提高,也容易导致得不到规则的核壳结构。
6. 已经做好核壳结构之后,再加入核单体,核结构会破坏吗,为什么?答:核结构不会被破坏,因为:核壳结构外面被大量的乳化剂包袱,乳化剂露在外面(指向外面)的为强极性基团-SO3-,根据相似相容原理,外加的非极性核单体(苯乙烯)不会和乳化剂融合而带走乳化剂,从而使得核壳结构不会被破坏.7. 什么是荧光?为何会出现蓝色荧光?答:1. 荧光,又作“萤光”,是指一种光致发光的冷发光现象。
当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光(通常波长在可见光波段);而且一旦停止入射光,发光现象也随之立即消失。
具有这种性质的出射光就被称之为荧光。
2. 出现荧光是因为引发剂与核单体反应后,生成的分子不稳定,处于激发态,分子衰变为自旋多重度相同的基态或低激发态时的自发发射现象。
当是加入壳单体后,反应生成稳定态的接枝共聚物,则蓝色荧光会明显减弱。
8. 为何加入浓盐水中,会析出大量白色沉淀?答:倒入盐水中迅速沉淀是因为生成的聚合物遇到盐水中的离子后,大量析出造成的。
具体的说,由于得到的是复合共聚物,分子量大,结构复杂,本来就不溶于水,遇到离子后,溶液中的自由基与之反应,聚合反应停止,大量析出。
9. 为何选择过硫酸钾为引发剂?这类引发剂主要用与什么反应?答:①自由基聚合的引发剂是易分解成自由基的化合物,结构上具有弱健,离解能为100~170kJ/mol,远远低于C-C键能350kJ/mol,高热或撞击可能引起爆炸。