发布时间 : 星期六 文章2014高分子化学与高分子物理综合实验讲义更新完毕开始阅读
分批加料比一次性加料产生更小的聚合物乳胶粒，且聚合反应更易控制；分批滴加单体比滴加单体预乳液可得到更小的乳胶粒，但乳液体系相对不稳定，不易控制，因此多用滴加预乳液的方式。
不同单体在水中的溶解度不一样，如乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯等，这会影响到乳液聚合反应。极少部分单体溶解在水中，另有小部分在增溶胶束中。
乙酸乙烯酯乳液聚合机理与一般乳液聚合机理相似，但乙酸乙烯酯在水中有较高的溶解度，而且容易水解，产生的乙酸会干扰聚合，因而具有一定的特殊性，且乙酸乙烯酯的自由基比苯乙烯自由基更活泼，链转移反应更加显著。工业生产使用聚乙烯醇来保护胶体同时使用乳化剂，以起到更好乳化效果和稳定性。
本实验采用聚乙烯醇作为胶体稳定剂，乳化剂OP-10起辅助作用。使用的引发剂为过硫酸盐，为了聚合反应进行得较平稳，单体和引发剂均需分批加入。 三、乙酸乙烯酯的乳液聚合
1. 试剂与仪器
聚乙烯醇1788，乳化剂OP-10，乙酸乙烯酯，过硫酸铵，碳酸氢钠，去离子水；
100mL三口烧瓶，搅拌器，恒温水浴，球形冷凝管，温度计，量筒，烧杯，电子天平 。 2. 实验步骤
（1）在三口烧瓶上装上搅拌杆、球形冷凝管，为保证搅拌速度均匀，整套装置安装要规范，尤其是搅拌器，安装后用手转动要求无阻力，转动轻松自如。
（2）100 mL三口烧瓶中加入1.5 g聚乙烯醇和0.25 g乳化剂OP-10，以及22mL去离子水，加热升温，搅拌，在80~90℃保持0.5 h左右，使其全部溶解，冷却备用。
（3将0.15 g过硫酸铵（APS）溶解于蒸馏水中，配成5%溶液。
（4）将已配制好的乳化剂溶液加入三口烧瓶中，温度升到50℃，量取5 mL乙酸乙烯酯及1 mL APS溶液，加入到三口烧瓶中，开动搅拌器，将单体、乳化剂、引发剂和水混合均匀，逐步升温至74℃（升温速度不宜过快，否则容易起泡，恒温水浴温度不够准确，需要用温度计矫正）。调整搅拌速度，使液面平稳不飞溅，明显出现回流。
（5）待回流停止后，恒温30min，量取12mL乙酸乙烯酯，加入到恒压滴液漏斗中，在1～1.5 h内缓慢滴加到四口烧瓶中，控制单体滴加速度为1滴/4~5s，剩余的引发剂从另一个滴液漏斗中加入，并使剩余的引发剂滴加速度与单体滴加速度相匹配（大约6滴单体/1滴引发剂），整个过程中控制单体回流速度1~2滴/s为宜，在第二阶段单体滴加开始时，逐步升温至81℃，单体滴加完毕后恒温1h。
（6）反应至无单体回流为止，冷却至50℃；加入质量分数为5%的碳酸氢钠水溶液，调整溶液pH值（边滴加边测定pH值）为5~6，得到白色乳液。
（7）测定固含量：观察乳液外观，取3 g乳液（精确到0.002 g）置于烘至恒重的玻璃表皿上，放于95℃烘箱中烘至恒重计算固含量（约4 h）。
固含量?干燥后样品重?100% （5-4）
干燥前样品重（8）稳定性。在100 mL量筒中加入10 mL乳液和90 mL蒸馏水搅拌后静置一天，观察乳胶粒子的沉降情况。
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3. 实验注意事项
（1）按要求严格控制滴加速度，如果开始阶段滴加过快，乳液中出现块状物，使实验失败。 （2）严格控制搅拌速度，否则将使料液乳化不完全。 4. 数据记录与处理
聚乙烯醇/g 乳化剂OP-10/g 去离子水/mL 过硫酸铵/g 乙酸乙烯酯/g 碳酸氢钠/g 含固量/% 转化率/% 稳定性 五、聚乙酸乙烯酯的酯交换制备聚乙烯醇
1. 试剂与仪器
氢氧化钠；甲醇；聚乙酸乙烯酯；
100 mL三口烧瓶，搅拌器，恒温水浴，球形冷凝管，温度计，量筒，烧杯，电子天平 。 2. 实验步骤
在一个装有搅拌器球形回流冷凝管的100 mL三口烧瓶中，把10 mL 1%的氢氧化钠溶液加热到50℃，把3g聚乙烯乙酸酯的20mL甲醇溶液在剧烈搅拌下一小时内滴加进去，从沉淀的聚乙烯醇可见立即发生了酯交换反应。所有的聚乙烯乙酸酯加完后继续搅拌30min，然后滤出粉末状沉淀，用甲醇洗涤以除去碱，真空干燥后即得聚乙烯醇。 五、思考题
1. 乳液聚合时，为什么要控制乳液的pH值？如何控制？
2. PVA在反应中起什么作用？为什么与乳化剂OP—10混合使用？
3. 乳化剂有哪些类型，各有什么结构特点？乳化剂浓度对乳胶粒大小及聚合物分子量有何影响？ 4. 要保持乳液体系的稳定，应采取什么措施？
每组：三口烧瓶、球冷、烧杯2、滴管2（玻璃塑料各1）、表面皿、塞子、玻璃棒
公用：量筒（50,10各2） pH试纸、一次性杯子、一次性手套、药勺、剪刀、称量纸、滴管
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实验五 三聚氰胺-甲醛树脂及其层压板的制备
三聚氰胺-甲醛树脂是三聚氰胺和甲醛（一般用甲醛水溶液）缩合得到的热固性树脂，是氨基树脂中的一个重要品种。它主要用于涂料及粘合剂，用于粘结木材（如胶合板）和层压塑料，三聚氰胺-甲醛树脂吸水性低，耐热性高，在潮湿情况下，仍有良好的电气性能，常用于制造一些质量要求较高的日用品和电气绝缘零件。 一、实验目的
本实验将通过三聚氰胺-甲醛树脂的合成方法及层压板制备，了解氨基酚醛一类树脂的合成及一般层压板的加工工艺。 二、实验原理
三聚氰胺-甲醛树脂的缩合反应及其结构非常复杂，它受到配料比、反应液的pH值以及反应温度等各种因素的影响。根据要求可控制缩聚反应进行的程度，在碱性介质中，先生成可溶的“预缩合物”，这些缩合物以三聚氰胺的三羟甲基化合物，在pH值为8~9时特别稳定。进一步缩合（N-羟甲基和NH基的失水）成为微溶并最后变成不溶的交联产物。
在实际生产中，首先生成可溶的预聚物，然后在产品成型中使预聚物缩聚形成体型交联产物。 三、仪器与试剂
三聚氰胺、甲醛水溶液、三乙醇胺，乌洛托品
三口瓶、搅拌口、回流冷凝管，油压机、铝合金板（15×15cm2） 四、实验步骤
1. 合成树脂
在250 mL三口烧瓶上装上搅拌杆、球形冷凝管，为保证搅拌速度均匀，整套装置安装要规范，尤其是搅拌器，安装后用手转动要求无阻力，转动轻松自如。在三口瓶中先后加入50.7 g甲醛水溶液（浓度为37%）和0.5%的NaOH水溶液（调节反应的pH值在9左右），开动搅拌使其溶解。在搅拌下加入31.5 g三聚氰胺，搅拌5 min后加热至80℃，反应进行1.5h后加入稀盐酸将反应的pH值调到7-8，继续反应10分钟后测定沉淀比。沉淀比符合要求后，加入0.15 g三乙醇胺，搅拌均匀。
沉淀比的测定：从反应混合物中精确称取1mL样品，样品冷却至20℃，在搅拌下向其中滴加去离子水，当加入1mL H2O使样品变的浑浊时，停止缩合反应。
2. 浸渍干燥
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将所得溶液倾于培养皿中，用滤纸浸渍1 min，分张进行并保持浸匀，浸透树脂，用镊子取出滤纸，使过剩树脂滴掉后，用夹子固定在拉直绳子上干燥至即不粘手也不脆折，约需15张浸渍过的滤纸。
3. 层压
将浸好干燥的纸张叠整齐，置于预涂硅油的铝合金板上，在油压机上135℃、4~10MPa加热加压15 min，打开压机，趁热取出样品，可制得透明层压塑料板。 五、结果与讨论
缩聚反应的目的在于制备可溶的“预缩合物”，因此反应的时间不宜过长，温度不宜过高，以免形成不溶物。在层压过程中可放气一次，以免层压板中有气泡。
六、思考题
1. 为什么要调解反应的pH值？
2. 结合氨基树脂的结构特点，说明其生产工艺条件的选择依据。 3. 三乙醇胺的作用是什么？
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