苯乙烯乳液聚合实验报告

实验名称：苯乙烯的乳液聚合姓名：学号：实验日期：

一、实验目的

1.了解乳液聚合的原理和乳液聚合的方法。

2.学习并了解乳液聚合和其他聚合方法的区别。

二、实验原理

乳液聚合是以大量水为介质，在此介质中使用能够使单体分散的水溶性聚合引发剂，并添加乳化剂（表面活性剂），以使油性单体惊行聚合的方法。所生成的高分子聚合物为微细的粒子悬浮在水中的乳液。

单体

能进行乳液聚合的单体数量很多，其中应用比较广范的有：乙烯基单体，例：苯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯等；共轭二烯单体，例：丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等；丙烯酸及甲基丙烯酸系单体，例：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯等。

引发剂

与悬浮聚合不同，乳液聚合所用的引发剂是水溶性的，而且由于高温不利于乳液的稳定性，引发体系产生的自由基的活化能应当很低，使聚合可以在室温甚至更低的温度下进行。常用的乳液聚合引发剂有：热分解引发剂，如过硫酸铵[（NH4）2S2O8]、过硫酸钾（K2S2O8）；氧化还原引发剂，如过硫酸钾-氯化亚铁体系、过硫酸钾-亚硫酸钠体系、异丙苯过氧化氢-氯化亚铁体系等。

乳化剂

乳化剂是可以形成胶束的一类物质，在乳液聚合中起着重要的作用，常见的乳液聚合体系的乳化剂为负离子型，如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。乳化剂具有降低表面张力和界面张力、乳化、分散、增溶作用。

三、仪器及药品

三口烧瓶、搅拌器、回流冷凝管、固定夹及铁架、恒温水浴锅、烧杯、量筒、温度计苯乙烯10mL、十二烷基苯磺酸钠0.6g、过硫酸钾0.3g 、硫酸铝钾、水

四、实验步骤及现象

1．取0.6g十二烷基苯磺酸钠，50ml H2O 加入三口烧瓶升温至80℃。

2．加入10ml苯乙烯。

3．取0.3g过硫酸钾溶于10ml H2O 缓缓加入三口烧瓶。

4．升温到90℃反应1.5小时。

现象：溶液浑浊并发蓝光，后来蓝色消失变为乳白色。

5.加入KAl(SO4)2进行破乳

现象：溶液发生固化得到白色固体。

6．转移产物并洗涤仪器。

五、思考题

1.与其他聚合方法相比较，乳液聚合的特点是什么？有何缺点？

答：优点：

⑴聚合反应速度快，分子量高；

⑵聚合热易扩散，聚合反应温度易控制；

⑶聚合体系即使在反应后期粘度也很低，因而也适于制备高粘性的聚合物；

⑷用水作介质，生产安全及减少环境污染；

（5）可直接以乳液形式使用。

可同时实现高聚合速率和高分子量。在自由基本体聚合过程中，提高聚合速率的因素往往会导致产物分子量下降。此外，乳液体系的粘度低，易于传热和混合，生产容易控制，所得胶乳可直接使用，残余单体容易除去。

缺点：

缺点是聚合物含有乳化剂等杂质影响制品性能；为得到固体聚合物，还要经过凝聚、分离、洗涤等工序；反应器的生产能力也比本体聚合时低。如果干燥需破乳，工艺较难控制

2.乳化剂的分类及作用如何？

乳化剂从来源上可分为天然物和人工合成品两大类。而按其在两相中所形成乳化体系性质又可分为水包油（O/W）型和油包水（W/O）型两类。

衡量乳化性能最常用的指标是亲水亲油平衡值（HLB值）。HLB值低表示乳化剂的亲油性强，易形成油包水（W/O）型体系；HLB值高则表示亲水性强，易形成水包油（O/W）型体系。因此HLB值有一定的加和性，利用这一特性，可制备出不同HLB值系列的乳液乳化剂越多，乳胶粒越小，胶粒中的单体越少；引发剂与乳胶粒碰撞的几率越大，使得引发剂容易进入乳胶粒引发反应，同时其他引发剂进入胶粒使得反应终止；从而使得反应速率加快，同时使得乳胶粒之中的聚合物的分子量越小。