乳液聚合習(xí)題及答案

1、乳液聚合習(xí)題1什么是乳液聚合乳液聚合的特點(diǎn)是在用水或其他液體作介質(zhì)的乳液中，按膠束機(jī)理或低聚物機(jī)理生成彼此孤立的乳膠粒，并在其中進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法。優(yōu)點(diǎn)：1反應(yīng)熱易排出2具有高的反應(yīng)速率和高的分子量3水作介質(zhì)，安全、價廉、環(huán)保缺點(diǎn)1需經(jīng)一系列后處理工序，才能得到聚合物 2具有多變性3設(shè)備利用率低。2什么是增溶現(xiàn)象乳化作用及攙合作用分別是什么在水中溶解度很小的某些油類和燒類，加入少量乳化劑后，其溶解度顯著增大的現(xiàn)象，稱作增溶現(xiàn)象。3什么是臨界膠束濃度（CMC）臨界膠束濃度：乳化劑能形成膠束的最低濃度或表面活性劑 分子形成膠束時的最低濃度叫臨界膠束濃度（簡稱

2、CMC）, CMC越小，越易形成膠束，乳化能力越強(qiáng)。4解釋乳液聚合體系的物理模型分散階段（加引發(fā)劑前）、階段I （乳膠粒生成階段）、階段n （乳膠粒長大階段）、階段出（聚合完成階段）5乳液聚中，分散階段單體和乳化劑的去向乳化劑（三種形式）：單分子（水相）、膠束、被吸附在單體珠滴表面單體（三個去向）：單體珠滴、單分子（水相）、被增溶在膠束中6乳液聚合的階段I ,乳膠粒形成階段，乳化劑的去向乳化劑 （四個去處/形式）：單分子（水 相）、膠束、被吸附在單體珠滴表面、吸附在乳膠粒表面上單體（三個去向）：單體珠滴、單分子（水相）、被增溶在膠束和乳膠粒7乳液聚合三個階段的特征8什么是凝膠效應(yīng)玻璃化效應(yīng)產(chǎn)生

3、原因友增多。 在階段3隨著轉(zhuǎn)化率的提高反應(yīng)區(qū)乳膠粒中 單體濃度越來越低， 反應(yīng)速率本來應(yīng)該下降， 但是恰恰相反，在反反應(yīng)速率不僅不下降，反 而隨轉(zhuǎn)化率的增加而大大地加速。這種現(xiàn)象凝膠效應(yīng)。階段3后期，當(dāng)轉(zhuǎn)化率增至某一值時，轉(zhuǎn)化速率突然降低至零，這種現(xiàn)象叫作玻璃化效應(yīng)。因?yàn)樵陔A段111乳膠粒中聚合物濃度隨轉(zhuǎn)化率增大而增大，單體一聚合物體系的玻璃化溫度Tg也隨之提高。當(dāng)轉(zhuǎn)化率增大到某一定值時，就使得玻璃化溫度剛好等于反應(yīng)溫度。此時 在乳膠粒中，不僅活性分子鏈被固結(jié)，而且單體也被固結(jié)。使鏈增長速率常數(shù)Kp急劇地降低至零，故使鏈增長速率也急劇地降低至零。9 Smith-Ewart關(guān)于階段I動力學(xué)理論的

4、假定五個假定：階段I開始時，向體系中投入的乳化劑全部形成膠束，忽略在單體珠滴表面上吸附的以及在水中溶解的乳化劑；進(jìn)入階段I以后，乳化劑完全在膠束和乳膠粒之間進(jìn)行分配不管在膠束中還是在乳膠粒上，單位質(zhì)量同種乳化劑的覆蓋面積相等；在階段I,乳膠粒中聚合物與單體的比例不變；在階段I ,每一個乳膠粒中聚合反應(yīng)速率相等。10 Smith-Ewart關(guān)于階段I動力學(xué)理論的兩種極端情況乳膠粒數(shù)上線方程：假定所有的自由 基全部被膠束捕獲而不進(jìn)入乳膠粒，即所生成的自由基全部應(yīng)用于形成新的乳膠粒。這樣5=0.53(2)%(/$)%自由基生成速率將剛好等于新生成乳膠粒速率第二種極端情況時假定： 不管粒子大小如何，單

5、位表面積上單位時間內(nèi)捕獲自由基的能力都jiJN = 0,37 衛(wèi)| 3時，pH對K的影響不大；pH CMC時，其熱分解速率與乳化劑濃度無關(guān)；乳化劑 CMC時，其熱分解速率隨乳化劑濃度T而T乳膠粒存在會加快過硫酸鹽熱分解反應(yīng)速率。但是不同種類的聚合物乳膠粒的促進(jìn)作用大小是不同的.5過硫酸根離子引發(fā)機(jī)理中，其初始自由基、自由基進(jìn)入膠束和乳膠粒的機(jī)理6過硫酸鹽濃度對聚合速率的影響1聚合速率與引發(fā)劑濃度的次方成正比；2若反應(yīng)中Np為恒值，聚合速率與引發(fā)劑濃度無關(guān)7工業(yè)上最常用的氧化劑過氧化氫、有機(jī)過氧化氫、過硫酸鹽8過硫酸鹽-硫醇氧化還原引發(fā)體系主要用于St-Bd乳液聚合，硫醇促進(jìn)作用與其濃度的關(guān)系S

6、醇低時，隨濃度T,聚合反應(yīng)速率T；但濃度達(dá)一定值后，聚合反應(yīng)速率不再變化；9過硫酸鹽-亞硫酸氫鹽氧化還原引發(fā)體系工業(yè)上用于丙烯睛、丙烯酸酯等單體乳液聚合。其大分子鏈末端主要為磺酸根基團(tuán)。10氯酸鹽-亞硫酸氫鹽氧化還原引發(fā)體系，是氯乙烯乳液聚合很重要的引發(fā)劑。11過氧化氫-亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系，用作 MMA及丙烯睛乳液聚合的引發(fā)劑，其中鐵 離子具有引發(fā)和終止雙重作用。12有機(jī)過氧化氫-亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系，廣泛用于生產(chǎn)低溫丁苯橡膠、丁睛橡膠等的 引發(fā)劑。該引發(fā)體系存在三個問題所采取的措施13有機(jī)過氧化氫亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系中，影響有機(jī)過氧化氫引發(fā)效率的因素答：1有機(jī)過氧化氫分子結(jié)構(gòu)的影響；

7、2有機(jī)過氧化氫與鐵鹽摩爾比的影響；3引發(fā)劑濃度的影響；4有機(jī)過氧化氫在水相及燒相中分配的影響。14有機(jī)過氧化氫-亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系中，助還原劑有哪些難溶亞鐵鹽有哪些最常用 的鐵離子絡(luò)合劑是什么15有機(jī)過氧化氫-聚胺引發(fā)體系中，具有活性的聚胺必須具備什么條件16引發(fā)劑的選擇原則是什么答：第一，根據(jù)聚合方法選擇一定溶解性能引發(fā)劑；第二，根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度條件選擇適當(dāng)分解速度引發(fā)劑；第三，根據(jù)引發(fā)劑的分解速率常數(shù)；第四，根據(jù)分解活化能；第五，根據(jù)引發(fā)劑的半衰期；第五章單體 第六章調(diào)節(jié)劑17乳液聚合體系中，調(diào)節(jié)劑起作用需經(jīng)歷哪幾個步驟 調(diào)節(jié)劑分子由單體珠滴內(nèi)部擴(kuò)散到外表面上；由單體珠滴外表

8、面擴(kuò)散進(jìn)入水相主體；由水相主體擴(kuò)散到乳膠粒表面上； 由乳膠粒表面擴(kuò)散進(jìn)入乳膠粒內(nèi)部； 在乳膠粒內(nèi)部和大分子自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。18在乳液聚合中，對分散介質(zhì)的主要技術(shù)要求為1必須能夠溶解乳化劑和引發(fā)劑；2應(yīng)當(dāng)能使被溶解的乳化劑分子聚集在一起形成膠束，且能夠使所加入的大 部分乳化劑以膠束的形式存在；3應(yīng)當(dāng)不溶或僅能微溶單體；4對自由基聚合反應(yīng)不起阻聚作用；5粘度要低，以利傳熱和傳質(zhì)；6應(yīng)當(dāng)能夠保證在很寬的溫度和壓力范圍內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)。19乳液聚合中，一個理想的終止劑必須具備的條件僅加入少量終止劑就可以使聚合反應(yīng)停止；在后續(xù)處理過程中，終止劑仍然起作用；不應(yīng)當(dāng)影響乳液的穩(wěn)定性；不應(yīng)該對聚合物的化學(xué)

9、性質(zhì)有不良影響；被終止的聚合物乳液出料后，終止劑應(yīng)當(dāng)很容易從反應(yīng)器中除凈;不應(yīng)當(dāng)引起聚合物變色；應(yīng)當(dāng)便宜，易得，沒有危險(xiǎn)；為了便于處理起見，所用的終止劑應(yīng)當(dāng)易溶于水中，并且能夠以水溶液的形式 長期儲存；適用性廣，同一單體采用不同的聚合方法時，所用終止劑均能滿足以上要求。20終止劑在乳液聚合體系中使如何起到終止作用的 大分子自由基可向終止劑進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移，生成沒有引發(fā)活性的小分子自由基； 大分子自由基也可與終止劑發(fā)生共聚合反應(yīng)，生成帶有終止劑末端 的沒有引發(fā)活性的大分子自由基；以上兩種自由基雖無引發(fā)活性，但可與其他活 性自由基鏈發(fā)生雙基終止反應(yīng)，使鏈增長反應(yīng)停止。 終止劑可以和引發(fā)劑或者引發(fā)體系中的

10、一個或多個組分發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，將引發(fā)劑破壞掉，這樣既可以使聚合反應(yīng)過程停止， 也避免了在以后的處理 和應(yīng)用過程中聚合物性能發(fā)生變化。21乳液聚合體系中，不可逆凝膠和膠溶現(xiàn)象及機(jī)理膠溶現(xiàn)象：不加電解質(zhì)，采用非電解質(zhì)引發(fā)劑和陰（陽）離子型乳化劑的乳液聚合體系，所得聚合物乳液為不可逆凝膠（體系完全不能流動），加入少量電解質(zhì)到體系中，不可逆凝膠就轉(zhuǎn)變成可自由流動的乳液，這種現(xiàn)象叫作膠溶現(xiàn)象。機(jī)理：一個乳膠?？醋饕粋€很大的球形聚電解質(zhì)大分子，并吸附乳化劑；乳化劑發(fā)生水化作用，形成很厚的水化層，并吸附很多反離子；乳膠粒數(shù)足夠大時，不存在自由水相，乳膠粒依靠水化層的空間障礙作用維持穩(wěn)定；水化的乳膠粒接近電中性， 彼此靠的很近形成三位網(wǎng)狀氫鍵，使乳液失去流動性；加入電解質(zhì)后，電離生成的離子要發(fā)生水化作用， 從水化乳膠粒上奪取水分，使乳膠粒水化層減薄，并破壞氫鍵；電解質(zhì)離子水