乳液聚合发展概况
乳液聚合发展概况
摘要:乳液聚合(emulsion polymerization)是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。它是一种在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。由于乳液聚合最近发展迅猛，相关研究进行的如火如荼，因此，本文将简要介绍乳液聚合的聚合机理，并着重介绍它的技术进展。
关键词：乳液聚合聚合机理技术进展
1 乳液聚合的定义
生产聚合物的方法主要有四种，即本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。本体聚合是单体本身或单体再加入少量引发剂（或催化剂）的聚合过程；溶液聚合是在单体和引发剂溶于某种溶剂，在溶液中所进行的聚合过程；悬浮聚合是发生在悬浮于水中的单体液滴中的聚合过程，体系主要组成是单体、水、溶于单体的引发剂及分散介质；乳液聚合则是由单体和水在乳化剂作用下配制成乳状液，在乳液中进行的聚合过程，体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成1。
乳液聚合具有许多优点：体系粘度低、易散热；具有高的反应速率，能得到较高分子量的聚合物；以水作分散介质成本低、环境污染小；所用设备工艺简单、操作方便灵活；所制备的聚合物乳液可直接用作水性涂料、粘合剂、皮革、纸张、织物的处理剂和涂饰剂、水泥添加剂等。但同时，它也存在诸如后处理复杂，乳化剂难以除尽，成本较高等缺点。因此，当今的乳液聚合技术仍旧在不断发展中。
2 乳液聚合机理
2.1聚合前乳液聚合体系中的三相
聚合前体系中存在三相：水相、胶束和油相。
2.1.1 水相
引发剂分子溶于水中，少量的乳化剂溶于水中，极少量的单体(溶解度约为0.02%)溶于水中,构成水相。
2.1.2 胶束
大部分的乳化剂分子形成胶束,
极大部分的胶束中增溶有一定量(2%)的单体,极少量的胶束中没有增溶单体,增溶胶束的直径为6nm-10nm, 没有增溶的胶束直径为4nm-5nm。
2.1.3 油相
极大部分的单体(＞95%)分散成单体液滴, 直径约为1000nm,单体液滴表面吸附了一层乳化剂分子,形成带电的保护层。
2.2 乳液聚合的三个阶段
乳液聚合的全过程, 可以划分为三个阶段：增速期、恒速期和降速期。
2.2.1 第一阶段----增速期(乳胶粒生成期)
乳液聚合的场所是在增溶单体的胶束中。
单体自由基或短链自由基进入增溶单体的胶束中进行链增长，形成新相——乳胶粒。形成乳胶粒的过程叫成核过程,或称为乳胶粒生成过程。
随聚合反应的进行,乳胶粒数目增加,聚合速率增加,因此,第一阶段称为增速期，又称为乳胶粒生成期。其聚合速率不断增加,亦称为增速期。
2.2.2 乳液聚合的第二阶段----恒速期
链引发、链增长和链终止反应继续在乳胶粒中进行。并且只要单体液滴存在,乳胶粒中的单体浓度可以基本保持不变,加上乳胶粒的数目从此固定不变,因而，这一阶段聚合速率基本不变。
2.2.3 乳液聚合的第三阶段----降速期
单体液滴全部消失,这时体系中
只剩下水相和单体-聚合物乳胶粒两相。水相中只有引发剂和初级自由基,单体已无补充的来源,链引发、链增长只能消耗单体-聚合物乳胶粒中的单体。因而，聚合速率随单体-聚合物乳胶粒中单体浓度的下降而下降,最后
单体完全转变成聚合物。
3 乳液聚合的技术进展
由于乳液聚合方法有其独特的特点，故世界各国竞相对乳液聚合技术进行开发。目前，在乳液聚合理论研究方面已经取得了很大的进展。随着高分子合成技术的不断发展，特别是二十世纪70年代以来，四大传统自由基聚合方法的不断进步和改进，乳液聚合也诞生出了多种合成新技术。下面将介绍几种研究较多的乳液聚合方法。
3.1 无皂乳液聚合
无皂乳液聚合（Emulsifier- free Emulsion Polymerization，EFEP）是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂且浓度
小于临界胶束浓度的聚合方法。在传统乳液聚合的产物中，往往残留有乳化剂，一方面导致高分子材料的耐水性下降及，另一方面也造成了环境的污染，人们试图用少量乳化剂或不加乳化剂的方法进行乳液聚合，由此产生了无皂乳液聚合。
与传统乳液聚合相比, 无皂乳液聚合的特点主要在于胶粒的形成机理及其稳定的条件完全不同。在无皂乳液聚合体系中没有乳化剂存在,胶粒主要通过结合在聚合物链或其端基上的离子基团、亲水基团等而得以稳定的。
如果以非极性单体与含亲水基的单体如苯乙烯磺酸钠或烯丙基十二烷基-二甲基氯化铵共聚也可以形成具有乳化作用的亲水性聚合物。
无皂聚合乳液的稳定性高、粒径分布窄,产品纯度高,是一种很有前途的乳液聚合技术, 特别适用水基涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂等领域。
3.2 辐射乳液聚合
辐射乳液聚合（Radiation emulsion polymerization）是指单体水乳液在高能射线(60Co射线)照射下使分散介质水分解成自由基而引发单体聚合的方法。除不加引发剂外,乳液聚合配方与传统的自由基乳聚配方相同。
辐射聚合的特点在于：（1）可以通过控制辐射量来控制自由基的生成速率，进而能控制整个聚合反应的速率稳定；（2）聚合反应能在较低的温度下进行，且不需要控制pH；（3）聚合所得乳胶粒尺寸分布和相对分子质量分布（PDI）比用化学引发时要窄。
辐射乳液聚合的缺点是:由于整个乳聚体系均暴露在高能辐射环境中,所以像乳化剂等均会接枝到聚合物上,容易导致聚合物支化。
3.3 反相乳液聚合
反相乳液聚合（Inverse Emulsion Polymerization）是将水溶性单体溶于水中，借助乳化剂的作用使之分散在非极性液体中形成油包水（W/O）型乳液而进行的聚合采用反相聚合方法制备的反相乳胶粒子很容易反转并溶解与水中，便于很多领域的应用。
可用于反相乳液聚合的水溶性单体有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺等。分散介质可选择任何与水不互溶的有机液体, 通常为烃类或卤代烃等。
3.4 微乳液聚合
微乳液聚合（Micro emulsion Polymerization）一般而言需首先将单体分散介质乳化剂及各种辅助剂等配制成一定类型的微乳液，然后再采用热引发辐射光照等适当的方法引发单体聚合，最终趋向于形成均匀透明或半透明粒径在10-100nm稳定的聚合物分散体系。微乳液聚合成核的场所主要在单体液滴中，也可以通过均相成核。在反应后期，胶束也成为成核的重要场所，聚合物粒子与含单体的胶束相互碰撞融合，进一步促进了单体的增长。
3.5 集团转移聚合
基团转移聚合反应（Group Transfer Polymerization，GTP）是1983年美国杜邦公司的O.W.Webster在美国化学会186次会上宣读的一种新型的绝后方法。所谓GTP指的是以带有硅、锗、锡烷基基团的化合物作为引发剂，用阴离子或Lewis酸作为催化剂，在有机溶剂中聚合-不饱和酯、酮、酰胺或腈等单体的反应。
GTP的独特之处在于它能有效地把增长链末端的活性基团迅速向单体转移，以获得预期的链结构和得到分子量分布均匀的聚合物。聚合过程中，增长质点的活性保持不变，对单体的进攻保持专一性只要活性基团不被消除，它将永远保持活性，直到遇上与之相作用的物质发生链终止反应。
4 结语
综上所述，乳液聚合方法在不断地发展着，多种聚合方法的复合是其必然的发展趋势，采用复合的方法可以综合多种方法的优点而使得产品达到更优的性能指标。
乳液聚合技术是一个值得重视、研究、开发的领域，应加强先进的乳液聚合技术在乳液合成中的应用, 所有这些将会对提高各类共聚物乳液的性能及其使用率起到积极的推动作用。
参考文献
[1] 潘祖仁．《高分子化学》．北京：化学工业出版社，2014（1），153-154
[2] 刘宇．乳液聚合方法研究进展[J]．化学工程师，2010（8），38-41
[3] 姜靖海．丙烯酸酯乳液聚合研究进展[J]．化学工程与装备，2010（4），101-102 [4] 郭俊杰，张宏元．乳液聚合技术现状及应用前景[J]．粘接，2006,27 (1 )，44-47 [5] 张心亚，孙志娟，黄洪，蓝仁华，陈焕钦．乳液聚合技术最新研究进展[J]．合成材料老化与应用，2006（1），38- 43
[6]孙亦周，王颖，姚雄健．无皂乳液聚合原理及其制备[J]．航天工艺，2001(2），24- 27
乳液聚合技术
乳液聚合新技术的研究进展 摘要：乳液聚合方法具有广泛的应用范围,近期几年备受关注。本文首先介绍了乳液聚合的基本情况，并着重介绍了一些新的乳液聚合方法和研究成果。 关键词：乳液聚合；进展 前言： 乳液聚合技术的开发始于本世纪20年代末期，当时就已有和目前生产配方类似的乳液聚合的专利出现。30年代初，乳液聚合已见于工业生产。随着时问的推移，乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性，在许多聚合物如合成橡胶、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物等的生产中，乳液聚合已经成为主要的生产方法之一，每年通过该方法制作的聚合物数以千万吨计。【1】1．乳液聚合基本情况 乳液聚合定义 生产聚合物的方法有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合，体系主要由单体、介质(水)、乳化剂及溶于介质(水)的引发剂四种基本组分组成。目前的工业生产中，乳液聚合几乎都是自由基加成聚合，所用的单体几乎都是烯烃及其衍生物，所用的介质大多是水，故有人认为乳液聚合是指在水乳液中按照胶柬机理形成比较独立的乳胶粒中，进行烯烃单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术。但随着聚合理论的逐步完善，对乳液聚合比较完整的定义应该为：乳液聚合是在水或其他液体作介质的乳液中，按照胶束理论或低聚合物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。 乳液聚合体系至少由单体、引发剂、乳化剂和水四个组分构成，一般水与单体的配比(质量)为70/30～40/60，乳化剂为单体的％～％，引发剂为单体的％～％；工业配方中常另加缓冲剂、分子量调节剂和表面张力调节剂等。所得产物为胶乳，可直接用以处理织物或作涂料和胶粘剂，也可把胶乳破坏，经洗涤、干燥得粉状或针状聚合物。 乳液聚合的特点 聚合反应发生在分散在水相内的乳胶粒中，尽管在乳胶粒内部粘度很高，但由于连续相是水，使得整个体系粘度并不高，并且在反应
高分子科学简明教程课后习题与试题答案(补充版)
▲为08年6月考试题目 *为14年6月考题 第一章概述 3. 说出10种你在日常生活中遇到的高分子的名称。 答：涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维 6.下列物质中哪些属于聚合物？（1）水；（2）羊毛；（3）肉；（4）棉花；（5）橡胶轮胎；（6）涂料 答：羊毛、棉花、橡胶轮胎、涂料、肉 *7.写出下列高分子的重复单元的结构式：（1）PE；（2）PS；（3）PVC；（4）POM；（5）尼龙；（6）涤纶 答：（1）PE——聚乙烯－CH2－CH2－ （2）PS——聚苯乙烯 （3）PVC——聚氯乙烯 （4）POM——聚甲醛－O－CH2－ （5）尼龙——聚酰胺－NH(CH2)5CO－ （6）涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯P7 名称结构单元单体单元 H2 C C CH3 H3COOC 聚甲基丙烯酸甲酯一样一样 H2 C H C H3COOC 聚丙烯酸甲酯一样一样 —NH(CH2)6NHCO(CH)4CO—尼龙-66 —NH(CH2)6NH— —CO(CH)4CO— 无 H2 C C H3C H C C H2 聚异戊二烯一样一样 ▲ （1）高分子；（2）链节；（3）聚合度；（4）多分散度；（5）网状结构；（6）共聚物 答：（1）高分子也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际是或概念上是由相应的小分子衍生而来的。 （2）链节是指结构重复单元，重复组成高分子分子结构的最小结构单元。 （3）聚合度是单个聚合物分子所含单体单元的数目。
（4）多分散性：除了蛋白质、DNA等外，高分子化合物的相对分子质量都是不均一的 （5）网状结构是交联高分子的分子构造。 （6）共聚物：由一种以上单体聚合而成的聚合物。 14、平均相对分子质量为100万的超高相对分子质量PE的平均聚合度是多少？ P＝100×10000/28＝35700 ▲21、高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？ 答：高分子结构由4个层次组成： a、一级结构，指单个大分子内与基本结构单元有关的结构，包括结构单元的化学组成、链接方式，构型，支化和交联以及共聚物的结构 b、二级结构，指若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。 c、三级结构在二级的基础上许多这样的大分子聚集在一起而形成的结构，包括结晶结构，非晶结构，液晶结构和取向结构。 d、四级结构，指高分子在材料中的堆砌方式。 22、什么是高分子的构型？什么是高分子的构象？请举例说明。 答：构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；高分子链由于单键内旋转而产生分子在空间的不同形态称为构象。构象与构型的根本区别在于，构象通过单键内旋转可以改变，而构型无法通过内旋转改变。 26、用粗略示意图表示：（1）线型聚合物（2）带短支链聚合物（3）交联XX（4）星形聚合物 27、试分析线形、支化、交联高分子的结构和性能特点。 线形高分子的分子间没有化学键结合，在受热或受力时可以互相移动，因而线形高分子在适当溶剂中可以溶解，加热时可以熔融，易于加工成形。 交联高分子的分子间通过支链联结起来成为了一个三锥空间网状大分子，高分子链不能动弹，因而不溶解也不熔融，当交联度不大时只能在溶剂中溶胀。 支化高分子的性质介于线形高分子和交联（网状）高分子之间，取决于支化程度。 第三章链式聚合反应 1．下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。 CH2=CHCl CH2=CCl2 CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2 CH2=CHC6H5 CF2=CF2 CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)－CH=CH2 解：CH=CHCl适于自由基聚合，Cl原子是吸电子基团，也有共轭效应，但均较弱。 CH2=CCl2适于自由基聚合和阴离子聚合。Cl原子是吸电子基团，也有共轭效应。2个Cl原子的吸电子性足够强。 CF2=CF2适合自由基聚合，F原子体积小，结构对称。 CH2=CHC6H5 与CH2=CH-CH=CH2可进行自由基聚合、阳离子聚合以及阴离子聚合。因为共轭体系п电子的容易极化和流动。 CH2=CHCN适合自由基聚合和阴离子聚合。-CN是吸电子基团，并有共轭效应。 CH2=C(CN)2适合阴离子聚合。2个-CN是强吸电子基团。 CH2=C(CH3)2适合阳离子聚合。CH3为供电子基团，CH3与双键有超共轭效应。 CH2=C(CN)COOR适合阴离子聚合，两个吸电子基的吸电子性很强。 CH2=CCH3COOR适合自由基聚合和阴离子聚合。因为是1，1二取代基，甲基体积较小，COOR为吸
聚合GMA高内向乳液合成多孔材料方法及其应用
高内向乳液合成多孔材料方法及其应用 摘要：综述了以高内相乳液作模板制备多孔材料的研究进展，介绍了油包水(W/O)乳液体系法、水包油(O/W)乳液体系法等制备方法，以及多孔材料的表面功能改性和这类聚合多孔材料在酶膜反应器、生物医学、有机化学、化学催化、固相液相杂质分离等方面的研究应用进展，并对高内向乳液合成多孔材料的研究进行了展望。 关键词：高内向乳液聚合多孔材料酶膜反应器方法应用综述 引言： 多孔材料是由连续的固相骨架和孔洞所组成的，制备方法有气泡发泡法、溶剂致孔法和模板法等，制备的关键是如何控制孔的大小形状和分布以及使孔功能化发泡法和溶剂致孔法都存在不能精确控制孔的大小和分布的缺点，而模板法由于能很好地控制孔的大小和分布，在制备新型多孔材料方面特别引人注目。聚合物多孔材料具有高孔隙率、低密度、大比表面积、泡孔及通道直径可控等优点，在吸附与分离、催化、传感器、分子识别、生物组织工程以及环境科学等方面有着广泛的应用前景。近年来，利用高内相乳液（High Internal Phase Emulsions, HIPEs）模板法制备聚合物多孔材料引起了广泛研究兴趣，并取得了很大进展，本文将国内外对该领域的最新研究与应用进展进行综述。 1高内相乳液及其类型 高内相乳液(High Internal Phase Emulsion, HIPE)又称高浓乳液，是指内相(分散相)的体积分数在74％以上，甚至高达99％的乳液，最早是由Lissant［1］在20 世纪60年代提出的。普通乳液体系中分散相的体积分数一般为30%～40%最高可达50%左右，分散相液滴以互不相连的球状分散在连续相中，如果继续向普通乳液中滴加分散相组分至体积分数为74％时，分散相液滴紧密堆积成为相互连接球状。随着分散相组分的进一步增加，液滴间由于相互挤压而成为被含有表面活性剂的连续相薄膜隔离的多面体形状液胞。高内相乳液的主要类型（体系）有油包水(W/O)型、水包油(O/W) 型等。 油包水(W/O)型HIPEs 是以油溶性单体为连续相，水为分散相，加入适当的引发剂、乳化剂和交联剂，在连续搅拌作用下使连续相聚合,再经抽提、干燥后即可制得聚合物多孔材料，是目前研究与应用最多的高内相乳液。 水包油(O/W) 型HIPEs是以极性的疏质子溶剂作连续相，用疏水的液体作分散相，经特定的乳化剂和引发剂作用而形成高内相乳液。
阳离子乳液聚合及其应用研究进展
阳离子乳液聚合及其应用研究进展 化工与材料学院 材化081—18 程如清
阳离子乳液聚合及其应用研究进展 程如清 （大连工业大学化工与材料学院，辽宁大连 116034） 摘要：本文简单的介绍几种比较主流的阳离子乳液的聚合方法，并且介绍了阳离子聚合物乳液在 造纸工业和纺织工业以及在建筑业的应用，并对阳离子聚合物乳液在生活生产中应用和发展作了 展望。 关键词：阳离子乳液聚合阳离子聚合物乳液应用研究进展 1. 引言 阳离子聚合物乳液对正负电荷具有良好的平衡性能, 用于纸张上浆剂[1, 2]、粘合剂[3,4]以及染印、钻井、化妆品、生物医学等领域[5- 7]。阳离子聚合物乳液的基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷,早在60 年代阳离子乳液就引起人们的关注, 目前已有很多人从事这方面的研究, 在理论和应用方面取得了显著的成果。要赋予乳胶粒或聚合物正电荷, 可以根据需要采用不同的聚合方法。 2. 阳离子聚合物乳液的制备方法 2.1 常规乳液聚合法 用乙烯基单体、阳离子型乳化剂或高分子乳化剂, 在自由基引发剂或阳离子型引发剂作用下, 按常规乳液聚合法可以合成阳离子乳液。如sheetz[8]用十二烷基氯化铵作乳化剂, 在H2O 2- F3+e , pH= 2 中制得了稳定的阳离子聚合物乳液; Sarota 等[9]用十二烷基吡啶氯化铵作乳化剂, 加入少量的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯, 合成了稳定性良好的PSt 阳离子胶乳; 李效玉等[10]研究了利用不同的表面活性剂如聚乙烯醇,N ,N - 二甲基,N - 十二烷基,N - 苄基氯化铵,N - 甲基,N - 十六烷基吗啉硫酸甲酯季铵盐(CMM ) 等对合成的阳离子乳液的稳定性、聚合转化率的影响, 结果发现: CMM 作乳化剂, 聚合转化率最高, 乳液的稳定性最好。 2.2 转换法 转换法是用阳离子型表面活性剂或两性、非离子型表面活性剂对某些阴离子胶乳进行转换而制备阳离子胶乳。如Heinz 等[11]采用两性表面活性剂和阳离子表面活性剂对阴离子聚苯乙烯、丁二烯胶乳进行转换, 得到了阳离子胶乳;B low [12,13]在研究天然胶乳与阴离子合成胶乳时, 考察了阳离子表面活性剂对胶乳稳定性和胶粒表面电荷的影响, 发现加入阳离子乳化剂使胶乳的稳定性降低, 但是在搅拌下把稀胶乳加到过量的阳离子表面活化剂中, 非常成功地转换成阳离子胶乳; 恩知钢太郎[14]采用烷基取代胺与环氧乙烷的加成物为阳离子乳化剂, 对用转换法生产阳离子丁苯胶乳进行系统研究, 所用的乳化剂除具有同阴离子乳化剂混溶性好的特点外, 还可与胶乳微粒进行交联, 在该转换中, 乳化剂用量占胶乳中聚合物的3- 5% (重量) , 并且边搅拌边向阴离子胶乳(pH 为9- 12) 中定量加入浓度为30% 的阳离子表面活性剂, 然后将pH 值调到8 以下, 从而完成转换过程。 2.3 微乳液聚合法 微乳液聚合法是一种特殊的乳液聚合法, 合成的聚合物具有分子量分布窄、胶乳粒径小等特点, 通常利用可交联的功能单体作共聚单体, 以防止粘度增加
高分子化学课程考试大纲
《高分子化学》课程考试大纲 （四年制本科） 课程编号：03021203 课程性质：专业限选课 使用专业：应用化学 开设学期：第五学期 考核方式：考试或考查 一、课程考核目的 促进学生认真复习巩固所学的知识，通过本课程的考核，了解学生掌握高分子化学的基础知识和基本原理、基础理论的情况；检验学生灵活运用所学知识、综合分析和解决问题的能力、进一步自学文献书刊的能力。 二、学时数及分配 本课程总学时为45（15周，周课时3）， 三、教材与主要参考书 教材 1、潘才元，《高分子化学》，中国科技大学出版社，1997 主要参考书 1、潘祖仁(浙大),《高分子化学（第二版）》,化工出版社，1997 2、《高分子化学》林尚安编，科学出版社 3、《聚合物化学导论》[美国] R.B.西摩著，新时代出版社 4、《Principles of Polymerization》Georgn Odian
5、《高分子科学简明教程》夏炎主编，科学出版社 6、《高分子化学的理论及应用进展》金关泰主编，中国石化出版社 7、《Macromalecules》Hans-Georg Elias 四、考核的知识点与考核目标 本考试大纲根据上饶师范学院《高分子化学》课程教学大纲的教学要求，以四年制本科人才培养规格为目标，按照高分子化学学科的理论知识体系，提出了考核的知识点和考核的目标。考核目标分为三个层次；了解、理解（或熟悉）、掌握（或会、能），三个层次依次提高。 第一章绪论 考核知识点 1、高分子化合物的基本概念、分类及命名原则； 2、聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念； 3、聚合物的物理状态和主要性能；高分子科学及其工业发展历史和前景。 考核要求 1、了解聚合物的物理状态和主要性能； 2、了解高分子科学及其工业发展历史和前景； 3、掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则； 4、掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念。 第二章自由基聚合反应 考核知识点 1、连锁聚合的单体； 2、自由基聚合机理；
细乳液聚合最新研究进展
第49卷第8期2019年8月 涂料工业 PAINT&COATINGS INDUSTRY Vol.49 No.8 Aug.2019细乳液聚合最新研究进展 钟瑞英，付长清％申亮 (1.江西科技师范大学化学化工学院涂料与高分子系，南昌330013; 2.江西省水性涂料工程实验室，南昌330013) 摘要：随着高分子合成技术的迅速发展，乳液聚合法的发展创新趋势较为明显，其聚合过程对 商品聚合物的生产至关重要，所制备出的聚合物乳液可直接用作水性涂料和胶粘剂等。文中具体介 绍了细乳液聚合体系的设计方法、聚合过程及稳定机理，重点综述了近年来细乳液聚合在高固含量 细乳液制备、纳米复合材料制备(荧光聚合物纳米粒子、有机/无机纳米复合材料)及聚合物空心球或 微球制备等方面的研究进展。 关键词：细乳液聚合;应用;制备;进展 中图分类号:TQ630. 6 文献标识码：A文章编号:0253-4312(2019)08-0081-07 doi：10. 12020/j.issn.0253-4312. 2019. 8.81 Recent Progress in Mini-Emulsion Polymerization Zhong Ruiying,Fu Changqing,Shen Liang (1.Department of P olymer and Coating ^Jiangxi Science& Technology Normal University, Nanehang330013, China;2.Jiangxi Waterborne Coatings Engineering Laboratory,Nanchang330013, China) Abstract：With the rapid development of polymer synthesis technology,the development trend of emulsion polymerization is more obvious.Now its polymerization process is more important for the production of commercial available polymers.The emulsion can be directly used for waterborne coatings and adhesives,etc.The preparation technique,polymerization process and stabilization mechanism of mini-emulsion polymerization system were introduced in this paper,focusing on the recent progress of minie—emulsion polymerization in the preparation of high solid content polymer mini-emulsion,nanocomposite(fluorescent polymer nanoparticles,organic/inorganic nanocomposites)and hollow or microspheres polymer was reviewed in this paper. Key words ：minie-mulsion polymerization;application;preparation;development 20世纪70年代初，美国Lehigh大学的Ugelstad 等学者发现m，在乳液聚合中乳胶粒生成的主要方式 可以为珠滴成核，但单体珠滴必须分散得足够细。在乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和助稳定剂十六醇 (CA)/十六烷(HD)的共同作用下，通过强力的均化作 用，可以把单体分散成单体珠滴直径为亚微米(50?*500 nm)级的细乳液，并提出了新的粒子成核机理—在亚微单体液滴中引发成核'开发了细乳液聚 合技术。 与常规乳液聚合相比，细乳液聚合在体系中引 进了助乳化剂，并采用了微乳化工艺(简称MP)，这样 使得原本较大的单体液滴（直径1 〇〇〇?5 000 nm)被 [基金项目]江西科技师范大学拔尖人才项目（2016QNBJRC007);国家自然科学基金(51563011) *通信联系人
习题答案资料
习题答案
思考题 2. 本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，比较过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品品质。 答：本体法制备有机玻璃板过程中，有散热困难、体积收缩、产生气泡诸多问题；本体法制备通用级聚苯乙烯存在散热问题。前者采用预聚合、聚合和高温处理三阶段来控制；后者采用预聚和聚合两阶段来克服。 3. （略） 4. 悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？ 答：悬浮聚合分散剂主要是水溶性高分子和不溶于水的无机粉末，而微悬浮聚合在分散剂是特殊的复合乳化体系，即由离子型表面活性剂和难溶助剂组成；悬浮聚合产品的粒度一般在50μm～2000μm之间，而悬浮聚合产品的粒度介于0.2μm～1.5μm之间。 5．苯乙烯和氯乙烯悬浮聚合在过程特征、分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？ 答：苯乙烯悬浮聚合的初始体系属于非均相，其中液滴小单元则属均相，最后形成透明小珠状，故有珠状（悬浮）聚合之称，而氯乙烯悬浮聚合中，聚氯乙烯将从单体液滴中沉析出来，形成不透明粉状产物，故可称作沉淀聚合或粉状（悬浮）聚合。 聚苯乙烯要求透明，选用无机分散剂为宜，因为聚合结束后可以用稀硫酸洗去，而制备聚氯乙烯可选用保护能力和表面张力适当的有机高分子作分散剂，有时可添加少量表面活性剂。 聚苯乙烯为透明的珠状产品，聚氯乙烯为不透明的粉状产物。 6. 比较氯乙烯本体聚合和悬浮聚合的过程特征、产品品质有何不同？ 答：氯乙烯本体聚合除了悬浮聚合具有的散热、防粘特征外，更需要解决颗粒疏松结构的保持问题，多采用两段聚合来解决。本体法聚氯乙烯的颗粒特性与悬浮法树脂相似，疏松，但无皮膜，更洁净。 7. 简述传统乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，链引发、链增长和链终止的场所和特征，胶束、胶粒、单体液滴和速率的变化规律。 答：单体的场所：水中、增溶胶束、单体液滴 乳化剂的场所：水中、胶束、增溶胶束、单体液滴表面 引发剂的场所：水中 引发的场所：增溶胶束 增长的场所：乳胶粒内 终止的场所：乳胶粒内
乳液聚合方法在材料制备上的应用
聚合方法在材料制备上的应用及发展 材料的合成与制备首先是单体通过聚合反应合成聚合物，然后通过相应的加工工艺制备成所需的材料或产品。聚合反应常需要通过一定的聚合方法来实施，根据聚合物的性能指标以及应用环境条件等要求，常用的聚合方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及固相聚合、熔融聚合、界面聚合等等，不同的聚合反方法有不同的工艺及设备要求，所得的聚合物产物在纯度、分子量、物态及性能等方面也各有差异。如本体聚合体系中仅有单体和引发剂组成，产物纯净后处理简单，可直接用模板模具成型，如有机玻璃的制备；溶液聚合是将单体和引发剂均溶于适当的溶剂中的聚合方法，体系得粘度较低，具有传热散热快、反应条件容易控制，可避免局部过热，减少凝胶效应等特点适应于聚合物溶液直接使用的场合，如涂料、胶粘剂等；悬浮聚合是单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合方法，，其特点是以水作为反应介质，为了让非水溶性的单体能在水中很好地分散需要使用分散剂，所以悬浮聚合体系一般由单体、油溶性引发剂、分散剂以及水组成，悬浮聚合的产物一般以直径为0.05~2mm的颗粒沉淀出来，后处理简单方便生产成本低，但产物中常带有少量分散剂残留物；乳液聚合是在乳化剂的作用下，单体分散在水中形成乳液状态的聚合方法，体系由单体、水溶性引发剂、乳化剂和水组成，由于是以水为介质，具有环保安全、乳胶粘度低、便于传热、管道输送和连续生产等特点，同时聚合速度快，可在较低的温度下进行聚合，且产物分子量高，所得乳胶可直接用于涂料，粘结剂，以及纸张、织物、皮革的处理剂等众多领域，乳液聚合因其生产过程中安全、环保等特点深受人们的广泛重视，下面主要以乳液聚合为例就聚合方法在材料制备上的应用及进展进行
高分子化学选择题教程文件
1.一对单体共聚时，r1=1，r2=1，其共聚行为是（ A ）? A.理想共聚 B.交替共聚 C.恒比点共聚 D.非理想共聚。 2.两对单体可以共聚的是（ AB ）。 A.Q和e值相近 B.Q值相近而e值相差大 C.Q值和e值均相差大 D.Q值相差大而e值相近 3.能采用阳离子、阴离子与自由基聚合的单体是（ B ）？ A.MMA B.St C.异丁烯 D.丙烯腈 4.在高分子合成中，容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是（ B ）？ A.配位阴离子聚合 B.阴离子活性聚合 C.自由基共聚合 D.阳 离子聚合。 5.乳液聚合的第二个阶段结束的标志是（ B ）？ A.胶束的消失 B.单体液滴的消失 C.聚合速度的增加 D.乳胶粒的形成。 6.自由基聚合实施方法中，使聚合物分子量和聚合速率同时提高，可采用（ A ）聚合方法？ A.乳液聚合 B.悬浮聚合 C.溶液聚合 D.本体聚合。 7.在缩聚反应的实施方法中对于单体官能团配比等物质量和单体纯度要求不是很严格的缩聚是（ C ）。 A.熔融缩聚 B.溶液缩聚 C.界面缩聚 D.固相缩聚。 8.合成高分子量的聚丙烯可以使用以下（ C ）催化剂？ A.H2O+SnCl4 B.NaOH C.TICl3+AlEt3 D.偶氮二异丁腈。 9.阳离子聚合的特点可以用以下哪种方式来描述（ B ）？
A.慢引发，快增长，速终止； B.快引发，快增长，易转移，难终止； C. 快引发，慢增长，无转移，无终止； D.慢引发，快增长，易转移， 难终止； 10.下面哪种组合可以制备无支链高分子线形缩聚物（ B ） A.1-2官能度体系； B.2-2官能度体系； C.2-3官能度体系； D.3-3 官能度体系。 11.自由基共聚合可得到( A D )共聚物。 A. 无规共聚物 ; B.嵌段共聚物 ; C. 接技共聚物 ; D.交替共 聚物 12.为了得到立构规整的PP，丙烯可采用( D )聚合。 A. 自由基聚合 B. 阴离子聚合 C. 阳离子聚合 D.配位 聚合 13.工业上为了合成聚碳酸酯可采用( A、B )聚合方法。 A.熔融缩聚 B.界面缩聚 C.溶液缩聚 D.固相缩聚 14.聚合度基本不变的化学反应是( A) A.PVAc的醇解 B.聚氨酯的扩链反应 C.高抗冲PS的制备 D.环氧树脂的固化 15.表征引发剂活性的参数是(B、D ) A. Kp B. t1/2 C. kt D. kd 16.使自由基聚合反应速率最快的聚合方式是（ C ）。 A.引发聚合 B.光聚合 C.光敏聚合 D. 热聚合 17.在自由基聚合反应中，链自由基的（ D ）是过氧类引发剂引发剂
乳液聚合的特点及应用
乳液聚合的特点及应用 和其它聚合反应的实施方法——本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合相比较，乳液聚合法有如下的重要特点： 1．易散热 众所用知，烯类单体聚合反应的传热特点是 ①热负荷大，其聚合热约为60一100KJ／MOLl； ②在聚合过程中放热不均衡，高峰期要比平均放热速率高2—3倍； ③传热条件差．对本体聚合来说，反应后期体系粘度可达几十万mpa.s．传热系数大大降低； ④为了控制聚合反应速率与聚合物分于量及其分布，聚合过程常常对反应温度有着非常苛刻的要求。 为了解决散热问题，即使采用高效搅拌和换热装置，也很难将所产牛的聚合热及时排除，所以聚合过程的散热问题是一个关键问题，常常因为散热问题得不到合理解决而使实验室研究成果不能投人工业生产而转化为生产力。散热问题也严重地影响着安全生产和产品质量，因为散热不好而在聚合体系中造成局部过热，轻则使相对分子质量分布变宽，还会引起支化、交联和碳化，使产品质量变坏，重则会引起爆发性聚合，使产品报废，甚至发生事故。 与本体聚合不同，乳液聚合体系的连续相是水，聚合反应发生在分散于水相中的乳胶粒内部，尽管乳胶粒内粘度很高，但整个反应体系的粘度并不高，基本上接近于连续相水的粘度，并且在聚合过程中体系粘度也不会发生大幅度的变化，因为同本体聚合相比，乳液聚合体系易散热，不会出现局部过热，更不易发生爆聚。 乳液聚合不仅比本体聚合容易散热，而且也比溶液聚合和悬浮聚合更容易散热，许多阅澈热问题得不到解决而上升不到大生产的聚合过程，常常可以很容易地用乳液聚合法进行生产。 2．既可制得高分子量的聚合物，又有高的聚合反应速率 本体聚合、溶液聚合与悬浮聚合遵循共向的动力学规律，即在引发剂浓度一定时，要想提高聚合反应速率，就要提高反应温度，而反市温度的提高会加速引发剂的分解，使自由基浓度增大，从而导致了链终止速率的增大，使聚合物平均相对分子量减小；反过来，要想提高聚合物平均相对分子量，就必须降低反应温度，这义会造成聚合反应速率的降低。就是说，要想提高聚合物平均相对分子量，就必须降低聚合反应速率；而要想提高反应速率，就必须牺牲相对分子量的提高，即两者是矛盾的。而乳液聚合可以把两者统一起来，即乳液聚合既可以具有高的聚合反应速率，又可以得到高分子量的聚合物。这是因为乳液聚合是遵循和其它聚合方法不同的动力学规律而进行的。 乳液聚合中的自由基终止速率要比本体聚合中的低，在反应温度和引发剂浓度不变的前提下，终止反应速率低必会导致自由基浓度提高，故乳液聚合体系中的自由基浓度要比本体聚合体系中的大，因而乳液聚合要比本体聚合反应速率高。 采用乳液聚合方法既可以提高聚合反应速率，又可以制得高分子量的聚合物，高的反应速率会使生产成本降低，而高分子量则是生产高弹性合成橡胶和其他许多产品所必需的。这正是和其它聚合方法相比乳液聚合法的独到之处。 3．以水代替溶剂是发展的方向 由乳液聚合法制成的聚合物乳液是聚合物以乳胶粒的形式在水中的分散体，介质水不燃、不爆、无毒、无味，不污染环境，生产安全，对人体无伤害，大大改善聚合车间、后处理车间及其后应用过程中的劳动条件。水便宜、易得，可显若降低成本，而且避免了采用溶液聚合法溶剂回收的麻烦。随着世界各因环境保护法的相继出台和强化，对易造成环境污染的有机溶剂的用量严加控制，以水代替溶剂来制造各种聚合物的乳液聚合法倍受青睐，故具有强大的生命力，成为今后发展的方向。 4．生产灵活性大
高内相乳液和双重乳液模板法制备贯通多级孔聚合物材料
高内相乳液和双重乳液模板法制备贯通多级孔聚合物材料 以高内相乳液(High internal phase emulsions)为模板制备的贯通多孔聚合物材料(polyHIPEs)具有高孔隙率、低密度、大比表面积和很好的物质输送能力等特点,在吸附与分离、催化、传感器、分子识别、生物组织工程以及环境科学等方面有着很好的应用前景,因此受到了广泛关注。PolyHIPEs还具有多级孔 结构,包括微米级的泡孔、窗孔和纳米级的毛孔。 尽管近年来polyHIPEs的研究报道比较多,但是仍然存在很多未解决的问题。首先,到目前为止,对polyHIPEs开孔结构的形成机理的研究还很少,而且存在争议。 其次,中等极性的单体,例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等,因在水中有一定溶解度,其高内相乳液很难制备。到目前为止,很少有报道通过直接聚合MMAHIPEs或者GMA HIPEs来制备相应的polyHIPEs。 此外,由于连续相发生聚合,制备得到的polyHIPEs通常为块状材料,在很多应用中不如粒子材料使用方便。目前广泛采用的粉碎法、减小模具尺寸法、双重乳液法存在很多缺点,需要发展一种更好的方法来实现polyHIPEs的粒子化。 本论文着重解决上述polyHIPEs研究中存在的这些问题,主要内容如下：1. PolyHIPEs开孔结构形成的机理研究：通过比较非聚合型乳化剂Span80与可聚 合型乳化剂12-丙烯酰氧-9-十八烯酸(AOA),以及它们的用量与配比、水相重量 分数、交联剂用量等因素对polyHIPEs开孔结构形成的影响,发现除体积收缩外,高内相乳液聚合过程中乳化剂与聚合物的相分离程度也对polyHIPEs的开孔结 构的形成起着关键性的作用。采用非聚合乳化剂Span80时,能够得到贯通多孔的P(St-DVB) polyHIPEs;以可聚合乳化剂AOA代替非聚合乳化剂Span80时,得到的
种子乳液聚合的研究进展
种子乳液聚合的研究进展 邵谦1,2*,王成国1,郑衡2,王建明2 (11山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,济南250061; 21山东科技大学化学与环境工程学院,青岛266510) 摘要:种子乳液聚合法因具有乳液稳定性更好、粒径分布窄、易控制等优点,在乳胶粒子设计及制备各种功能性胶乳方面具有重要作用,是制备高固含量乳液及具有核壳结构乳液的最常见最简便的方法。本文综述了 近年来种子乳液的聚合工艺、聚合机理,包括接枝机理、互穿聚合物网络机理、聚合物沉积机理、种子表面聚合 机理和离子键合机理等,以及种子乳液聚合在乳胶粒子设计方面的应用研究进展,并讨论了影响种子乳液聚合 的各种因素。 关键词:种子乳液;乳液聚合;粒子设计 传统的乳液聚合制得的聚合物乳胶粒粒径一般较小,且粒径分布较宽,不能满足特殊需要。20世纪70年代,Williams[1]根据苯乙烯种子乳液聚合动力学和溶胀等数据首先提出了核壳理论。80年代日本神户大学的Okubo[2]教授提出了/粒子设计0的新概念,在不改变乳液单体组成的前提下改变了乳胶粒子的结构。 与其它方法制备的乳液相比,种子乳液聚合法制备的乳液具有稳定性更好、粒径分布窄、易控制等优点。利用种子乳液聚合技术可以容易地制得不同结构的胶乳,是制备高固含量乳液最常见最简便的方法,也是实用化的制备各种功能性胶乳的重要方法之一[3,4]。本文就近年来种子乳液聚合的工艺、机理研究及在乳胶粒子设计方面的应用进行了综述,并讨论了影响种子乳液聚合的各种因素。 1种子乳液聚合工艺 种子乳液聚合法是核壳型乳液的典型制备方法,形成的高聚物一般是均聚物或共聚物,所以制备方法和通常的乳液聚合工艺基本相同[5]。根据壳层单体的加入方式,可以分为间歇法、溶胀法、半连续法、连续法。间歇法是按配方一次性将种子乳液、水、引发剂、乳化剂、壳层单体加入到反应器中,升温至反应温度进行聚合。溶胀法是将壳层单体加入到种子乳液中,在一定温度下溶胀一段时间,然后再升温至反应温度后加入引发剂进行聚合。Ugelstad[6]介绍了一种制备单分散性胶乳的两步溶胀法,制备出新型的核壳粒子。半连续法是将水、乳化剂和种子乳液加入到反应器中,升温至反应温度后加入引发剂,然后再将壳层单体以一定速度滴加进行聚合。连续法是在搅拌下将单体、引发剂加入到种子乳液中,然后将所得的混合液连续地滴加到溶有乳化剂的水中进行聚合。工业上普遍采用半连续种子乳液聚合法。 种子乳液聚合过程中易产生新胶粒,不利于乳液的稳定及最后的性能。为了避免新胶粒的产生,可以采用如下三种方法: (1)进行胶粒增长反应实验,严格控制反应体系的加料速度,维持聚合体系的单体转化率始终处于较高水平,使聚合体系处于/饥饿0状态; (2)在合成时尽量少用乳化剂,第一步的胶粒增长反应过程中可采用无皂乳液聚合; (3)采用加入油溶性引发剂的方法予以避免。 作者简介:邵谦(1964-),女,博士研究生,主要从事高分子材料合成方面的研究; *通讯联系人,Email:gss620818@1631com.
乳液聚合发展概况
乳液聚合发展概况 摘要:乳液聚合(emulsion polymerization)是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。它是一种在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。由于乳液聚合最近发展迅猛，相关研究进行的如火如荼，因此，本文将简要介绍乳液聚合的聚合机理，并着重介绍它的技术进展。 关键词：乳液聚合聚合机理技术进展 1 乳液聚合的定义 生产聚合物的方法主要有四种，即本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。本体聚合是单体本身或单体再加入少量引发剂（或催化剂）的聚合过程；溶液聚合是在单体和引发剂溶于某种溶剂，在溶液中所进行的聚合过程；悬浮聚合是发生在悬浮于水中的单体液滴中的聚合过程，体系主要组成是单体、水、溶于单体的引发剂及分散介质；乳液聚合则是由单体和水在乳化剂作用下配制成乳状液，在乳液中进行的聚合过程，体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成1。 乳液聚合具有许多优点：体系粘度低、易散热；具有高的反应速率，能得到较高分子量的聚合物；以水作分散介质成本低、环境污染小；所用设备工艺简单、操作方便灵活；所制备的聚合物乳液可直接用作水性涂料、粘合剂、皮革、纸张、织物的处理剂和涂饰剂、水泥添加剂等。但同时，它也存在诸如后处理复杂，乳化剂难以除尽，成本较高等缺点。因此，当今的乳液聚合技术仍旧在不断发展中。 2 乳液聚合机理 2.1聚合前乳液聚合体系中的三相 聚合前体系中存在三相：水相、胶束和油相。 2.1.1 水相 引发剂分子溶于水中，少量的乳化剂溶于水中，极少量的单体(溶解度约为0.02%)溶于水中,构成水相。 2.1.2 胶束 大部分的乳化剂分子形成胶束,
无皂乳液聚合理论及应用研究进展
无皂乳液聚合理论及应用研究进展 无皂乳液聚合是在传统乳液聚合的基础上发展起来的一项聚合反应新技术，相比传统乳液聚合具有很多优点，因此广受关注。介绍了无皂乳液聚合的反应机理（包括成核机理、稳定机理）和反应动力学，无皂乳液的制备方法，并对无皂乳液聚合的应用和发展前景做了展望。 标签：无皂乳液；机理；稳定性；应用 乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法，它以水作分散剂，在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由引发剂引发而进行的聚合反应。由于传统的乳液聚合中会使用乳化剂，反应后乳化剂会对产品性能有一定影响，而且乳化剂价格昂贵，对环境造成一定污染。因此，人们开始致力于无皂乳液聚合技术。 无皂乳液聚合是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂（其浓度小于临界胶束浓度CMC）的乳液聚合，但少量乳化剂所起的作用与传统的乳液聚合完全不同。最早的无皂型乳液聚合是Gee，Davis和Melvile于1939年进行的丁二烯乳液聚合。由于无皂乳液聚合环保，并且可以赋予乳液诸多优异的性能而备受关注，成为近年迅速发展的一项聚合反应新技术[1]。与传统乳液聚合方法相比无皂乳液聚合具有以下突出优点：（1）传统乳液聚合中的乳化剂会被带入到最终产品中去，其纯化工艺非常复杂，因此无皂乳液可以免去去除乳化剂的后处理，产品可以直接应用；（2）无皂乳液聚合由于不含乳化剂，所制备的乳胶粒子表面比较洁净，从而避免了乳化剂对聚合物产品光学性、电性能、耐水性及成膜性等的不良影响；（3）无乳化剂乳液聚合所制备的聚合物微球具有单分散性，微球尺寸较常规乳液聚合的大，还可得到具有一定表面化学性质的功能性颗粒。 1 无皂乳液聚合机理 1.1 无皂乳液聚合的成核机理 无皂乳液聚合体系的粒子密度、粒径大小与成核机理密切相关。自1965年Matsumoto和Ochi在完全不含乳化剂的条件下，合成了具有单分散性乳胶粒粒径乳液以来，人们便对无乳化剂乳液聚合的机理进行了大量广泛深入的研究[2]，提出了多种无皂乳液聚合成核机理，普遍为人们所接受的为“均相凝聚成核机理”和“齐聚物胶束成核机理”，但是现有的任何一种成核机理均难以描述所有单体粒子成核的机理。 1.1.1 均相凝聚成核机理 一般认为均相凝聚成核机理适用于极性单体对于非极性单体的成核机理，目前争议较多。均相凝聚成核机理是1969年由Fitch等人首先提出的，而后Goodwin Hansen和Vgelstad以及Feeny等人对这一机理进行了完善和充实。该机理认为
乳液聚合技术现状的研究
乳液聚合技术现状的研究 专业：材料科学与工程 年级： 14级 姓名：李静瑶
乳液聚合技术现状的研究 摘要 乳液聚合方法具有各方面的优点和广泛的应用范围，因此，受到人们的广泛关注。本文介绍了乳液聚合的优缺点，并着重介绍了一些新的乳液聚合方及其原理、特点、应用以及中外最新的一些研究成果。 关键词：乳液聚合方法；应用；成果 Abstract The emulsion polymerization has various aspects of the merits and the widespread application scope, therefore it is widespread concerned. In this article the advantages and disadvantages of the emulsion poly －merization are introduced. In this paper, some new emulsion polymerizations and their principle, characteristics,application as well as some Chinese and foreign latest research achievements are emphatically introduced. Key words: emulsion polymerization；application；achievements 1.1 乳液聚合的发展和现状 乳液聚合是在用水或其他液体作介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。乳液聚合技术的开发起始于上世纪早期，上世纪20 年代末期就已有和目前生产配方类似的乳液聚合方法的专利出现。上世纪30 年代初，乳液聚合方法已见于工业生产。现在，乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性，在许多聚合物如合成橡胶、合成塑料、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物的生产中，乳液聚合已成为主要的方法之一。 乳液聚合体系粘度低、易散热;具有高的反应速率和高的分子量;以水作介质成本低、环境污染小;所用设备工艺简单、操作方便灵活;所制备的聚合物乳液可直接用作水性涂料、粘合剂、皮革、纸张、织物的处理剂和涂饰剂、水泥添加剂等;这些特点赋予乳液聚合技术以强大的生命力 随着乳液聚合理论的发展,乳液聚合技术也在不断地发展创新,在传统乳液聚合工艺的基础上,目前国内外已开发出核-壳乳液聚合、无皂乳液聚合、有机-无机复合乳液聚合、基团转移聚合、互穿网络聚合和微乳液聚合等新的聚合工艺。新的聚合工艺和技术已在乳液生产中得到了广泛应用。 1.2聚合方法 1.反相微乳液聚合 反相乳胶的粒径分布很宽且容易凝聚，所以研究者把目光从常规反相乳液聚合转向了反相微乳液聚合，通过反相微乳液聚合得到的高相对分子质量聚合物微胶乳（Microlatex）不仅固含量高、溶解快、粒径小且均一、并且高度稳定。反相微乳液聚合的成核场所存在多种方式，既有液滴成核，也有均相和胶束成核的存在，只是在不同的体系中成核方式的主导地位不同。蔡英明等对反相微乳液聚
《高分子化学》教学大纲
《高分子化学》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称（中、英文）：《高分子化学》（POLYMER Chemistry） 课程号（代码）：300019040 课程类别：专业必修课 学时：64 学分：4 二、教学目的及要求 高分子化学是高分子类专业基础课。以有机化学和物理化学等为基础，又为后继课程：聚合反应工程、聚合物合成工艺学等打下理论基础。高分子化学是研究聚合物的合成原理及其化学反应的一门科学。它的任务是通过课堂教学，使学生掌握高分子的基本概念，合成高分子化合物的基本原理及控制聚合反应速度和分子量的方法，高分子化学反应的特征及聚合方法的选择。 第一章 5 学时第二章11学时 第三章18学时第四章8学时 第五章 6 学时第六章6学时 第七章3学时第八章3学时 第九章4学时 对毕业要求及其分指标点支撑情况： （1）毕业要求1，分指标点1.4； （2）毕业要求2，分指标点2.4 三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点） 第一章绪论（5学时） 掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则，高分子聚合反应的分类。 掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、结构性能的基本概念。 1、高分子化合物的基本概念（4学时） 2、聚合物的分子量及其分布、结构性能的基本概念（2学时） 要点：高分子的定义和聚合反应分类 分子量的统计平均意义
第二章逐步聚合（11学时） 掌握逐步聚合反应的特点；反应程度、官能度、线型缩聚、体型缩聚的概念；线型缩聚中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法；体型缩聚中凝胶点的预测。了解线型缩聚动力学，逐步聚合的实施方法。 1、平衡缩聚的特点及影响缩聚平衡的因素；（1学时） 2、Flory等活性理论；（1学时） 3、反应程度和平均聚合度的概念，计算公式及相互关系；（1.5学时） 4、平均聚合度与平衡常数的关系及缩聚平衡方程；（1学时） 5、缩聚反应动力学；（1学时） 6、影响缩聚反应的因素；（1学时） 7、线型缩聚产物分子量的控制和分布；（1学时） 8、体型缩聚；（1.5学时） 9、不平衡缩聚；（1学时） 10、逐步聚合反应实施方法。（1学时） 第三章自由基聚合反应（18学时） 掌握单体结构与聚合机理的关系，自由基聚合反应机理及特征；自由基聚合低转化率动力学及影响聚合速率和分子量的因素；高转化率下的自动加速现象及其产生原因；主要引发剂类型及引发机理，阻聚和缓聚的基本概念。了解光、热、辐射等其他引发作用，聚合热力学及分子量分布。 1、连锁聚合的单体结构特征；（1.5学时） 2、自由基聚合热力学，从热力学的角度研究单体的聚合能力与单体结构的关系；（2学时） 3、自由基聚合反应机理；（3学时） 4、引发剂与引发作用；（2学时） 5、自由基聚合反应速率；（2学时） 6、高转化率下的自动加速现象、产生的原因及结果；（2学时） 7、分子量：无链转移和有链转移的情况下计算分子量的公式；（2学时） 8、影响自由基聚合的因素；（2学时） 9、阻聚作用和缓聚作用；（1学时） 10、分子量分布（0.5学时） 第四章自由基共聚合（8学时） 掌握二元共聚物微分组成与单体组成的关系，竞聚率的意义，典型的共聚物微分组成曲线类型以及共聚物组成与转化率的关系，共聚物组成均一性的控制方法，自由基及单体的活性与取代基的关系及对反应速率的影响。了解Q-e方程的物理意义及用途。 1、研究共聚合反应的意义；（0.5学时） 2、二元共聚物微分组成与原料单体组成的关系：共聚物组成的微分方程的推导，共聚物组成方程式的其他表达形式；（2学时）