文档介绍：实验五:苯乙烯乳液聚合
高分子
化学实验报告
一、实验目的
1)、通过实验对比不同量乳化剂对聚合反应速度和产物的相对分子质量的影响,从而了解乳液聚合的特点,了解乳液聚合中各组分的作用,尤其是乳化剂的作用
2) 掌握制备聚苯乙烯胶乳的方法。
二、实验药品、仪器及装置
药品: 苯乙烯、过硫酸钾、十二烷基磺酸钠、乙醇、蒸馏水
仪器: 三口瓶、冷凝管、搅拌器、恒温水浴锅、温度计、量筒、移液管、烧杯、布氏漏斗、抽滤瓶、水泵装置图:
三、实验原理
乳液聚合是指单体在乳化剂的作用下,分散在介质中加入水溶性引发剂,在机械搅拌或振荡情况下进行非均相聚合的反应过程。它不同于溶液聚合,又不同于悬浮聚合,它是在乳液的胶束中进行的聚合反应,产品为具有胶体溶液特征的聚合物
胶乳。
乳液聚合体系主要包括:单体、分散介质(水)、乳化剂、引发剂,还有调节剂、pH 缓冲剂及电解质等其他辅助试剂,它们的比例大致如下:
水(分散介质):60%-80%(占乳液总质量)
单体:20%-40%(占乳液总质量)
乳化剂:%-5%(占单体质量)
引发剂:%-%(占单体质量)
调节剂:%-1%(占单体质量)
其它:少量
乳化剂是乳液聚合中的主要组分,当乳化剂水溶液超过临界胶束浓度时,开始形成胶束。在一般乳液配方条件下,由于胶束数量极大,胶束内有增溶的单体,所以在聚合早期链引发与链增长绝大部分在胶束中发生,以胶束转变为单体的聚合物颗粒,乳液聚合的反应速度和产物相对分子质量与反应温度、反应地点、单体浓度、引发剂浓度和单位体积内单体-聚合物颗粒数目等有关。而体系中最终有多少单体-聚合物颗粒主要取决于乳化剂和引发剂的种类和用量。当温度、单体浓度、引发剂浓度、乳化剂种类一定时,在一定范围内,乳化剂用量越多、反应速度越快,产物相对分子质量越大。乳化剂的另一作用是减少分散相与分散介质间的界面张力,使单体与单体-聚合物颗粒分散在介质中形成稳定的乳浊液。
乳液聚合优点是:①、聚合速度快,产物相对分子质量高②、由于使用水作介质,易于散热、温度容易控制、费用也低③、由于聚合形成稳定的乳液体系粘度不大,可直接用于涂料、粘合剂、织物浸渍!
在乳液聚合中,单体用量、引发剂用量、水的用量和反应温度一定时,仅改变乳化剂的用量,则形成胶束的数目要改变,最终形成的单体聚合物颗粒的数目也要改变。
四、实验步骤及现象
1、本实验分两组进行,,
配制引发剂:-,
与50ml烧杯+10ml蒸馏水配制而成
2、在装有温度计、搅拌器、冷凝管的150ml三口瓶中+50ml蒸馏水+乳化剂
3、搅拌并水浴加热(20min),当乳化剂溶解后,瓶内温度达到80℃左右时,准确称取10ml过硫酸钾(aq)、10ml苯乙烯单体,迅速升温至88-90℃,
4、将溶液倒入150ml烧杯中,+5gNacl,用热水洗涤,烘干,称重
现象:乳化剂溶解后溶液澄清;随反应进行,溶液呈乳白色,且颜色略深;
加入Nacl搅拌后,聚合物迅速析出固化,加入热水
后,聚合物颗粒分散在热水中;
附上照片:
五、实验结果