高分子實驗苯乙烯的乳液聚合

-1.苯乙烯的乳液聚合目的要求掌握乳液聚合原理和方法。1.1苯乙烯概述1.1.1苯乙烯的應用1） 用于與其他單體共聚制造多種不同用途的工程塑料。如與丙烯臘、丁二烯共聚制得ABS樹脂，廣泛用于各種家用電器及工業(yè)上；2） 用于生產苯乙烯系列樹脂及丁苯橡膠，也是生產離子交換樹脂及醫(yī)藥品的原料之一；3） 作為合成橡膠和塑料的單體，用來生產丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯;4） 可用于制藥、染料、農藥以及選礦等行業(yè)。湖南大學實驗報告1.2苯乙烯的乳液聚合1.2.1制備1.2.1.1原材料的選擇實驗試劑：苯乙烯20ml，油酸鈉1.0g,過硫酸鉀200mg,磷酸二氫鈉62mg,NaOH10%的水溶液，蒸餾水100ml。實驗器材：250ml斜三口燒瓶1個，15ml球形冷凝管1支，空心塞1個，50ml小燒杯2個，玻璃棒1支，10ml刻度吸管1支，1000ml燒杯1個，溫度計（1?100°C）1支，攪拌棒1支，四氟乙烯塞1個，攪拌馬達1臺，調壓器1臺，溫度指示控制儀1臺。1.2.2實驗設備與實驗方法1.2.2.1實驗設備（反應裝置圖）圖1苯乙烯的乳液聚合意圖1.2.2實驗方案1、 實驗原理：乳液聚合是單體借助于乳化劑和機械攪拌的作用分散在介質（常用水）中形成乳狀液而進行的聚合反應。它具有三個特征即聚合速度快，聚合過程平穩(wěn)和產物分子量大。目前工業(yè)上廣泛采用，特別適用于生產高粘度的聚合物，如合成橡膠。乳液聚合產物可直接用作油、涂料、粘合劑等。若要制備粉狀聚合物，則必須進行破乳，使聚合物凝聚，然后過濾、洗滌、干燥。由此可見，其后處理復雜，又由于乳化劑的使用，產品純度低，但這對要求不高的場合，如制備涂料，它的優(yōu)越性可大了。乳化劑是表面活性物質，分子具有“兩親”結構，即同時存在親水基和親油基（憎水基）。按其結構可分為陰離子型、陽離子型和非離子型三類。最常用的為皂類。乳化劑在聚合反應中起獨特作用（主要有三個：乳化作用一分散單體；增溶作用一在水中形成膠束從而增溶單體和穩(wěn)定作用一形成的穩(wěn)定的體系），它的性質和用量與聚合反應有密切關系。乳液聚合，單體不溶于水或微溶于水，引發(fā)劑溶于水。乳液聚合歷程，目前大多認為是溶于水相的引發(fā)劑分解的初級自由基由水相進入增溶膠束中，膠束由于聚合而增大成為單體一聚合物粒子，直至聚合過程結束。乳液聚合的速度和產物的分子量都和乳膠粒子數目有關。體系的PH值對乳液的穩(wěn)定性有影響，使用鈉皂為乳化劑時，乳液體系在酸性介質下不穩(wěn)定，在堿性介質下穩(wěn)定。由于氧化物引發(fā)劑分解有使介質變酸的趨勢，因此配制成乳液時，除了加入少量燒堿外，還須加入適量的緩沖劑，以穩(wěn)定體系的PH值，否則有凝聚結塊的現象出現。2、 實驗步驟：1） 在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的三口燒瓶中，加入0.8甘聚乙烯醇、120ml蒸餾水，加熱攪拌使聚乙烯醇溶解；2） 待溶完后，加冷水降溫至30°C，加入預先已經溶解了0.35g偶氮二異丁臘的20ml苯乙烯，再用20ml蒸餾水分二次沖洗盛過苯乙烯的容器，并倒入三口燒瓶中，加料完畢，快速升溫至85C，用溫度指示控制儀，控制溫度為85±1C，攪拌速度由調速器調節(jié)，根據所需粒子的大小來決定；3） 反應2.0小時后，在緩慢提高溫度到95±1C熟化1.5小時；4） 停止反應，將產物取出，用水反復洗數次，用布氏漏斗抽干；5） 抽干后倒入表面玻璃上，放入真空烘箱中70C下干燥，稱重計算產率。3.1實驗結果與分析實驗結果：油酸鈉過硫酸鉀油酸鈉過硫酸鉀磷酸二氫鈉反應時間產物1.2g150mg62mg245min47.30g產率78.83%結果分析：乳化劑與水混合后有少量氣泡出現，呈白色，完全溶解后變無色。加入單體后氣泡明顯增多，再加引發(fā)劑時，溶液變?yōu)槿榘咨珳啙嵋海S時間加長，乳白色加深，最后，乳白色溶液中略顯藍色。乳化劑與水一起攪拌出現氣泡，是因為攪拌帶動了空氣進入乳液，加入單體氣泡明顯加多，可能是因為乳