白乳膠的制備

醋酸乙烯酯的乳液聚合簡介聚醋酸乙烯酯乳液（PVAc），又稱為聚醋酸乙烯乳液，俗稱白乳膠。是一種白色粘稠液體，具有配置簡單使用方便，固化速度快，初粘力好，較高的粘結(jié)強度等優(yōu)點。一、實驗目的

了解乳液聚合的特點、體系組成及各組分的作業(yè)。掌握乙酸乙烯酯的乳液聚合的基本實驗操作方法根據(jù)實驗現(xiàn)象對乳液聚合各過程的特點進行對比二、實驗原理乳液聚合最簡單的配方由單體、水、水溶性引發(fā)劑、乳化劑四部分組成。乳液聚合是單體在含有乳化劑和引發(fā)劑的水介質(zhì)中，在攪拌和乳化作用下，分散成乳液進行的聚合反應。由于醋酸乙烯酯在水中有較高的溶解度，而且易水解，產(chǎn)生的乙酸會干擾聚合；同時，醋酸乙烯酯自由基十分活潑，鏈轉(zhuǎn)移反應顯著。因此，除了乳化劑，醋酸乙烯酯乳液生產(chǎn)中一般還加入聚乙烯醇來保護膠體醋酸乙烯酯也可以與其他單體共聚制備性能更優(yōu)異的乳液，如與丙烯酸共聚合可改善乳液的粘接性能和耐堿性。二、實驗原理三、實驗方法、步驟實驗主要儀器設備和材料：有機合成儀器；鼓風干燥箱；電爐；電吹風機；電子天平；各種玻璃儀器；溫度計等。1.聚乙烯醇的溶解

在裝有攪拌器、溫度計和球形冷凝管的100mL四口燒瓶中加入22毫升去離子水和0.25g乳化劑OP-10，開動攪拌，逐漸加入1.5g聚乙烯醇。加熱升溫，在90℃保持1小時左右，直至聚乙烯醇全部溶解，冷卻備用。2.將0.15g過硫酸銨溶于水中，配成質(zhì)量分數(shù)為5％的溶液。3.聚合

把5克蒸餾過的醋酸乙烯酯和1mL5％過硫酸銨水溶液加至上述四口燒瓶中。開動攪拌器、水浴加熱，保持溫度在65-75℃。當回流基本消失時，用滴液漏斗在1小時內(nèi)緩慢地、按比例地滴加17g醋酸乙烯酯和余量的過硫酸銨水溶液，加料完畢后升溫至90-95℃，保溫30分鐘至無回流為止，冷卻至50℃，加入1-2mL5％碳酸氫鈉水溶液，調(diào)整PH至5-6。然后慢慢加入2.5g鄰苯二甲酸二丁酯。攪拌冷卻1小時，即得白色稠厚的乳液。稱量，計算產(chǎn)率三、實驗方法、步驟四、流程圖水浴加熱90℃燒瓶至聚乙烯醇全部溶解保溫1小時冷卻備用逐漸加入1.5g聚乙烯醇攪拌0.25gOP-1022ml去離子水燒瓶5g新蒸餾醋酸乙烯酯1ml5%的過硫酸銨攪拌水浴加熱保溫65-75℃至回流基本消失滴液漏斗滴加17g醋酸乙烯酯余量5%的過硫酸銨升溫至90-95℃保溫30min無回流燒瓶冷卻至50℃5%碳酸氫鈉調(diào)PH2.5g鄰苯二甲酸二丁酯攪拌冷卻1h四、流程圖5%水溶液燒杯攪拌均勻0.15g過硫酸銨2.85ml去離子水5%水溶液燒杯攪拌均勻0.5g碳酸氫鈉9.5ml去離子水五、實驗裝置圖六、實驗注意事項1.聚乙烯醇溶解速度較慢，必須溶解完全，并保持原來的體積。2.滴加單體速度要均勻，防止加料過快發(fā)生爆聚沖料等事故。3.過硫酸銨水溶液數(shù)量少，注意均勻、按比例與單體同時加完。4.攪拌速度要適當，升溫不能過快。七、思考題1.聚乙烯醇在反應中起什么作用?為什么要與乳化劑OP-10混合作用？2.為什么大部分的單體和過硫酸銨用逐步滴加的方式加入？3.過硫酸銨在反應中起什么作用?其用量過多或過少對反應有何影響?4.為什么反應結(jié)束后要用碳酸氫鈉調(diào)整pH＝5—6?

PVAc乳液特點優(yōu)點：對多孔材料如木材、紙張、棉布、皮革、陶瓷等有很強的粘合力；

能夠室溫固化，干燥速度快

膠膜無色透明，不污染被粘物

不燃燒，不污染環(huán)境，安全無害

單組分，使用方便，清洗容易

貯存期長，可達1年以上。缺點：耐水性和耐濕性差。對冷水有一定的耐水性，但對溫水的抵抗性極差；易吸濕，在濕度為65%的空氣中吸濕率為膠重的1.3%，而在濕度為96%的空氣中吸濕率則為3.5%具有熱塑性，耐熱性差配方思路據(jù)乙酸乙烯酯乳液合成時，除了單體乙酸乙烯酯外，還需要分散介質(zhì)、引發(fā)劑、乳化劑、保護膠體、增塑劑、凍融穩(wěn)定劑以及各種調(diào)節(jié)劑等（一）醋酸乙烯酯

醋酸乙烯酯為無色可燃液體，具有甜的醚香，微溶于水，它在水中的溶解度28℃時為2.5%，而且容易水解。

乙酸乙烯酯蒸汽有毒，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有傷害作用，同時刺激粘膜并引起流淚。當有少量氧化物存在時，乙酸乙烯酯即可聚合。（三）引發(fā)劑

常用過氧化物做引發(fā)劑，用得較多的是過硫酸鉀，過硫酸銨，也有用過氧化氫的。用量為單體重量的0.1~1%。過硫酸鉀和過硫酸銨的引發(fā)性能非常相似，但由于室溫下過硫酸鉀在水的溶解度為2%，而過硫酸銨在水中的溶解度可達20%，更為方便。

（二）分散介質(zhì)

在乳液聚合過程中應用最多的分散介質(zhì)是水。水便宜易得，沒有任何危險。

用水作分散介質(zhì)，放熱反應已與控制，有利于制得均勻的高分子量產(chǎn)物。配方思路（四）乳化劑

是由親水的極性基團和疏水（親油）的非極性基團構(gòu)成，它可使互不相溶的油（單體）-水，轉(zhuǎn)變?yōu)橄喈敺€(wěn)定、難以分層的乳液。

常用的乳化劑有，OP-10、烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉、油酸鈉等。

陰離子型乳化劑可用磺化動物脂，磺化植物油、烷基磺酸鹽（如十二烷基磺酸鈉）配方思路（五）保護膠體

保護膠體在粘性的聚合物表面形成保護層，以防凝聚。常用的保護膠體有聚乙烯醇、甲基纖維素、羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉等。乙酸乙烯酯乳液聚合常采用聚乙烯醇（PVA）作為保護膠體。配方思路（六）緩沖劑保持反應介質(zhì)的pH值。聚合時pH太低引發(fā)速度太慢，介質(zhì)的pH越高，引發(fā)劑分解的越快，形成的活性中心越多，聚合速率就越快，故可通過緩沖劑來控制聚合速度。常用碳酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽。用量為單體重量的0.3~0.5%（七）增塑劑

據(jù)乙酸乙烯酯的玻璃化溫度為28℃.添加增塑劑的目的是使聚乙酸乙烯酯在較低溫度時有良好的成膜性和粘接力。常用的有酯類，特別是鄰苯二甲酸烷基酯