专业方向实验

1、专业方向实验聚醋酸乙烯乳液的丙烯酸酯改性与应用一、实验目的1、了解乳液共聚反应的原理。2、掌握烯乳液的性能检测方法4、了解聚醋酸乙烯乳液的丙烯酸酯改性方法及其应用。二、实验原理聚合反应原理，改性单体的结构与性能的关系由于丙烯酸丁酯（BA）分子链中含有长键酯基，随丙烯酸丁酯比例的增加，共聚物 中这种“软段”成分增多，使胶乳粒子的“硬度”降低，而膜的拉伸强度下降，伸长率增 加，耐低温性能增大。共聚物乳液的冻融稳定性比乙酸乙烯酯乳液的要好。这是由于引入 的丙烯酸酯具有较低的Tg值，长的碳链又起到内增塑作用，这样就使聚合物的柔顺性得 以改善，最低成膜温度（MFT）降低削弱了高分子链间的作用力，增大了分

2、子间的活动性， 提高了共聚物乳液的耐寒性。丙烯酸酯改性乙酸乙烯酯乳液（1）丙烯酸酯改性乙酸乙烯酯乳液配比为VAc： BA： AA = 85： 15： 2 （质量比） 时，乳液剥离强度高，弹性好、耐低温且储存期长。（2）聚合反应时，水溶性官能基单体AA的存在，可提高聚合稳定性，相对增大滴 加后期AA的量，则可大大提高乳液黏度和机械稳定性。三、主要仪器和药品四口烧瓶（250mL或500mL）、球形冷凝管、滴液漏*100mL）、温度计（0-100C）、量 筒（100mL）、玻璃棒、烧杯（200mL）、水浴锅、电动搅拌器、旋转粘度计、烘箱等。醋酸乙烯、聚乙烯醇1799、丙烯酸丁酯，丙烯酸，乳化剂OP-

3、10、邻苯二甲酸二丁酯、 过硫酸钾、碳酸氢钠。四、实验原料基本配方（质量分数%）1）配方：（质量）醋酸乙烯单体85丙烯酸丁酯（BA） 15丙烯酸（AA） 2聚乙烯醇3.5 乳化剂 OP-10 1 十二烷基苯磺酸钠0.4 邻苯二甲酸二丁酯5 蒸馏水200 过硫酸钾 0.2 碳酸氢钠适量五、实验内容实验步骤：a.）将聚乙烯醇与蒸馏水（预留出溶解引发剂的水）加入四口烧瓶中加热至90C，搅 拌0.5-1h左右溶解完全，加乳化剂搅拌溶解均匀。降至室温，按配方将一定量的丙烯酸 丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸在室温下乳化1h。b）取该乳化液1/6和1/6-1/4的引发剂溶液加入装有搅拌器、加料管、回流冷凝管和 温

4、度计的250mL四口瓶中，维持反应温度，在65-70C进行种子聚合反应，当反应温度升 高，反应液显淡蓝色荧光时，滴加上述剩余的乳液和引发剂，开始以每小时加入单体总量 25-30%左右的速度连续滴加单体乳液，控制在3h左右将单体加完。控制反应温度在 7882C，每小时加入过硫酸钾质量分数的20%25%。滴加完毕后在（855）C左右继 续反应1h，然后将乳液冷却，冷至50C以下加入质量分数10%的碳酸氢钠水溶液，调整 pH=6,再加入邻苯二甲酸二丁酯，搅拌30min，过滤出料，即为丙烯酸酯改性乳液成品。c）测定该乳液的各种性能。（按聚醋酸乙烯乳液性能测试方法）丙烯酸改性乳液性能测试1）pH值测定用

5、精密PH试纸测定。2）固含量测定称重法是测量乳液固含量的常用方法，具体操作如下，精确称取两克乳液置于已称重过的 器皿里，在一百摄氏度的烘箱烘干后称重，固含量S计算公式如下：固含量 S （%） =（W1/W2）X100其中，w1：烘干后胶膜重量（g） w2：乳液重量（g）3）粘度使用旋转粘度计测量，测试温度为250.5C。4）聚合稳定性乳液聚合结束后，用一百目尼龙网过滤，滤渣用去离子水清洗后烘干至恒重，并称其重量 记为 W1，单体总重量记为 W0。X=WJ W0X100%数值越大就表示聚合过程中乳液越不稳定。5）稀释稳定性将乳液稀释至固含量百分之三后，用量筒取一百毫升稀释液，密封后放置七十二小时

6、，测 定其上层澄清液体积和沉淀物的体积。6）冻融稳定性将乳液置于零下十度冻二十个小时后，置于三十摄氏度的水中解冻一小时，观察乳液是否 破乳。7）成膜性能测试将乳液均匀涂于玻璃片上，目测有无颗粒及杂质，然后置于室内3小时后观察是否能将涂 膜揭下。8）吸水率将乳液涂布在洁净的玻璃板上，涂布要均匀，干燥成膜后称重，然后再将胶膜放置于蒸馏 水中浸泡二十四小时，然后取出，用滤纸吸干胶膜表面水后称重，计算出胶膜吸水增重比五、注意事项聚乙烯醇溶解速度较慢，必须溶解完全，并保持原来的体积。如使用工业品聚乙烯 醇，可能会有少量皮屑状不溶物悬浮于溶液中，可用粗孔铜丝网过滤除去。滴加单体的速度要均匀，防止加料太快发

7、生爆聚、冲料等事故。过硫酸钾水溶液数量少，注意均匀，按比例地与单体同时加完。搅拌速度要适当，升温不能过快。乳液聚合中都用水溶性引发剂，如过硫酸盐和过氧化氢，本实验用过硫酸钾。过硫 酸钾在每次加入时用水溶解成质量分数10%的水溶液。聚乙烯醇是聚醋酸乙烯乳液聚合的最常用的乳化剂，能降低单体和水的表面张力， 提高单体在水中的溶解度。在按上述配方操作时，开始反应时加入过硫酸盐作引发剂，由于聚合反应过程中回 流和连续缓慢加入单体，温度可在一段时间内无需加热或冷却即可保持在80C左右。 反应继续进行，需补加少量过硫酸钾，以维持反应温度不下降。经过反复试验.就能 在不同的设备条件下摸索出最适宜的加单体的速度

8、、回流大小、每小时补加过硫酸钾 的数量等操作控制条件，使反应温度稳定在7882C之间，聚合反应能平稳地进行。 所以在实际操作过程中需要很好地控制热量平衡。操作时如果反应剧烈，温度上升很 快，则应少加或不加过硫酸钾，并适当加快单体加入速度。如温度偏低，则就要稍多 加些过硫酸钾，并适当减慢单体的加入速度。反应时如果回流很小，可以加快单体的 加入速度，反之就要适当减慢加人单体的速度，甚至暂时停止片刻，待回流正常后再 继续加入单体。单体加完后加入较大量的引发剂，使温度升至高如9095C，并保温30min，目的 是要尽可能地减少最后未反应的剩余单体量，这对乳液的稳定性和乳胶的质量是有利 的。因为游离单体在存放中会水解而产生醋酸和乙醛，使乳液的pH值降低.影响乳 液和乳胶的稳定性。将乳化剂水溶液先和单体一起搅拌乳化，再加入引发剂引发聚合虽也可以，但在诱 导期过后反应十分激烈，要做成质量好的乳液十分困难。因此可以先将乳化好的乳液 放一