精细化工专业综合设计实验

1、精细化工专业综合设计实验廖文波 黄相璇 陈默东莞理工学院 化学与环境工程学院 化工工艺实验室2013年11月目 录 实验一 溶剂型聚丙烯酸酯的合成实验1实验二 水性聚丙烯酸酯的合成4实验三 洗发香波的制备9实验四 沐浴露的制备15实验五 洗手液的制备18实验六 雪花膏的制备20实验七 聚醋酸乙烯酯乳液的制备23实验八 水性丙烯酸酯压敏胶的合成26实验九 聚乙烯醇缩甲醛的制备及性能30专业综合设计实验实验一 溶剂型聚丙烯酸酯的合成实验一、 实验目的 了解涂料用热塑性丙烯酸酯树脂的合成方法。 二、 实验原理 涂料用丙烯酸酯树脂的合成，可采用溶液聚合，乳胶聚合，本体聚合和悬浮聚合及非水分散聚合，其中

2、以前两种方法最常用。 溶剂型丙烯酸酯树脂可分为热塑性和热固性两大类。热塑性丙烯酸酯树脂涂料的成膜主要是通过溶剂的挥发，分子链相互缠绕形成的。因此，漆膜的性能主要取决于单体的选择，分子量大小和分布及共聚物组成的均匀性。漆膜的性能如光泽，硬度，柔韧性，附着力，耐腐蚀性，耐候性和耐磨性等都与上述因素有关。漆用热塑性丙烯酸酯树脂的分子量一般在30000-130000之间，共聚物组成的均一性主要是通过分批逐步增量投入反应速度快的单体来实现的。漆膜的硬度，柔韧性等机械性能又与其玻璃化转变温度（Tg）有直接的关系，共聚物的Tg可由Fox公式近似计算。 对于溶剂型清漆的配方设计，溶剂的选择极为重要，良溶剂使体

3、系的粘度降低，固含量增加，树脂及其涂料的成膜性能好，不良溶剂则相反。选择溶剂时主要取决于溶剂的成本，对树脂的溶解能力，挥发速度，可燃性和毒性等。成膜物质可以由一种或多种热塑性丙烯酸酯树脂组成，也可以与其他成膜物质合用来改进其性能，混溶性好而常用的有硝酸纤维素，醋酸丁酸纤维素，乙基纤维素，氯乙烯-醋酸乙烯树脂以及过氧乙烯树脂等，它们在配方中的比例，可根据产品技术要求选择。 热塑性丙烯酸酯清漆表现了丙烯酸酯树脂的特点，具有较好的色泽，耐大气，保光，保色等性能，在金属，建筑，塑料，电子和木材等的保护和装饰上起着越来越重要的作用。 三、 实验仪器和试剂 电动搅拌机，电动热套，四口烧瓶（250ml），球

4、形冷凝管，温度计，涂-4杯，铝片，秒表。甲基丙烯酸甲酯（MMA，C.P.），甲基丙烯酸（MAA，C.P.），丙烯酸丁酯（BA，C.P.），苯乙烯（St，C.P.），过氧化二苯甲酰（BPO，C.P.），二甲苯（XYL，C.P.）。 四、 实验配方及步骤 （1）实验配方见表1-1所示。表1-1 溶剂型丙烯酸合成配方试剂名称用量，gMMA单体38St13BA27MAA2BPO引发剂0.45XYL溶剂80（2）实验步骤1. 在装有搅拌器，温度计，冷凝管，恒压滴液漏斗的500 ml四口烧瓶中，加入XYL70 g，搅拌升温。 2. 当温度升至100-110时，缓慢滴加溶有BPO0.4克（精确称取）的混合单

5、体，混合单体是由表2-1所示，滴加时间约需1.5小时。滴加过程中，温度允许由于反应放热而稍有升高，但注意控制滴加速度勿使温度升得过快。 3. 滴加完毕后，温度一般在110-120之间。在此温度内保温1小时，然后加入溶解有BPO 0.05克的甲苯10克，继续保温30分钟后。边搅拌边冷却，温度降至40后出料。 4. 测定所合成的树脂溶液粘度（GB1723-79）；测定酸值（GB6743-86）及固含量（GB6751-86）。 五、 注意事项 1 单体的滴加速度应加以控制，不宜太快，否则易喷料。 2 控制反应温度，使反应平稳进行，否则会影响漆膜性能。 3 为提高转化率，可适当保温时间。 六、 思考题

6、 1 影响聚丙烯酸酯树脂溶液粘度的因素有哪些？ 2 应用Fox公式计算所合成的共聚物的玻璃化温度？31实验二 水性聚丙烯酸酯的合成一、 实验目的1. 了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线；2. 理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理；二、 实验原理在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚，在一定程度上可提高乳液的稳定性，但因其具有极强的亲水性，聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子，

7、会产生絮凝作用，极易破乳。因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。在搅拌作用下凝胶分散在乳液中，可通过过滤法或沉降法除去，但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶，使乳液蓝光减弱颜色发白，外观粗糙。严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性，它不仅降低单体的有效利

8、用率，增加聚合装置的停机时间和处理的费用，而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性，污染环境。目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关，酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的，使乳胶粒子表面带上一层电荷，从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力，乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时，其稳定性则与空间位阻有关。乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。乳化剂虽不直接参与反应，但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发

9、速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。如果所选用的乳化剂不适合本乳液聚合体系，则不论怎样改变乳化剂的浓度和调节聚合工艺参数，乳液聚合仍不能平稳进行或是所得到的乳液产品缺乏实用价值。离子型乳化剂的特点是乳化效率高，可有效地降低表面张力，胶束和乳胶粒子尺寸小，机械稳定性好，但由于其离子特性对电解质比较敏感；非离子型乳化剂对电解质有较好的稳定性，但机械稳定性不好，对搅拌速度比较敏感。离子型乳化剂主要靠静电斥力使乳液稳定，而非离子型乳化剂主要靠水化，两种乳化剂复合使用时，两类乳化剂分子交替吸附在乳胶粒子表面

10、上，既使乳胶粒间有很大的静电斥力，又在乳胶粒表面形成很厚的水化层，二者双重作用的结果可使聚合物乳液稳定性大大提高。目前乳液聚合体系多采用阴离子型与非离子型复配乳化体系，所得乳液兼有粒子尺寸小、低泡和稳定性好的特点。引发剂对整个聚合过程起着重要的作用，不同的引发剂制得的聚合物具有不同的分子结构及性能。乳液聚合引发剂分为两类：受热分解产生自由基的引发剂(如过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS、过氧化氢等无机过氧化物)；有机过氧化物和还原剂组合可构成另一类引发剂。丙烯酸酯类共聚物乳液聚合体系中的引发剂多为水性的过硫酸盐，常用的有APS、KPS及NPS等。较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%

11、0.8%，当引发剂用量为0.2%0.4%时，制备的丙烯酸酯类共聚物乳液呈蓝相、乳液粒子的粒度小，并且稳定性好。用于聚合的丙烯酸酯类单体分为粘性单体、内聚单体和官能单体三大类，表1.1给出了常用丙烯酸酯类单体的玻璃化温度和物性指标。粘性单体又称为软单体，417碳原子的、玻璃化温度较低的(甲基)丙烯酸烷基酯是常用的粘性单体，它的主要作用是比较柔软，有足够的冷流动性，易于润湿被粘物表面，能较快地填补粘附表面的参差不齐，具有较好的初粘力和剥离强度。玻璃化温度太低时聚合物太软，内聚性能不理想会影响应用性能，因此要用玻璃化温度较高的内聚单体与粘性单体共聚来提高内聚力，以获得较好的内聚强度和较高的使用温度，

12、同时也改善耐水性、粘接强度和透明性。官能单体是指分子中含有羧基、羟基、环氧基、胺基或酰胺基官能基团的单体，官能单体的存在可以改善乳液对各种基材的粘附性能，如羧基化的丙烯酸乳液具有良好的稳定性和自增稠性，同是时官能基团的存在为交联提供了可能，通过自身交联和外加交联剂可得到交联的聚合物，大大提高内聚力，使内聚强度、耐油性、耐热性和耐老化性提高，但交联也降低了聚合物分子链的自由度，使剥离强度、初粘性下降，只有控制合理的交联密度才能获得性能优良的聚合物乳液。表2-1 丙烯酸酯单体及玻璃化温度单体类别单体各称Tg/°C主要特征粘性单体丙烯酸乙酯(EA)-22臭味大丙烯酸丁酯(BA)-55粘性大

13、丙烯酸异辛酯(2-EHA)-70粘性大内聚单体醋酸乙烯酯(VAc)22廉价，内聚力，易黄变丙烯腈(AN)97内聚力，有毒丙烯酰胺165内聚力苯乙烯(St)80内聚力，易黄变甲基丙烯酸甲酯(MMA)105内聚力丙烯酸甲酯8内聚力，有亲水性功能单体甲基丙烯酸130粘合力和交联点丙烯酸（AA）106粘合力和交联点丙烯酸羟乙酯-60交联点丙烯酸羟丙酯-60交联点甲基丙烯酸羟乙酯86交联点甲基丙烯酸羟丙酯76交联点甲基丙烯酸缩水甘油酯可自交联马来酸酐粘性和交联点N-羟甲基丙烯酰胺自交联甲基丙烯酸三甲胺乙酯13交联点，可自乳化此外，要获得一种结构均匀、转化率高的共聚物，还必须考虑共聚单体的竞聚率（r1和r

14、2）。因为丙烯酸酯单体在聚合时，往往会同时表现出自聚和共聚的倾向。乳液聚合时由于单体极性的差异，在水中溶解度不同，竞聚率与溶剂型（如表所示）有所差异，采用“饥饿”滴加法，可减少均聚物的产生，使共聚物的结构更趋于一致。一般而言共聚反应进行的难易取决于自由基和单体的活性、空间位阻以及单体极性的大小等，如自由基有共轭现象发生或空间位阻大时稳定性强，共聚活性低，有供电子基团的烯类单体更易于与有吸电子基团的烯类单体反应。三、 实验仪器及试剂1.仪器：电子天平、水浴锅、搅拌器、250ml三口烧瓶、回流冷凝管、恒压滴液漏斗、50ml烧杯、称量纸、滴管（5支）、广泛pH试纸、25ml量筒。2.试剂：苯乙烯（S

15、t）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸（AA）、过硫酸铵（APS）、碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠（K12）、OP-10、氨水、去离子水。四、 基本配方及实验步骤（1）实验配方见表1-1所示。表1-1 溶剂型丙烯酸合成配方试剂名称用量，gMMA单体38St30BA30HEMA2MAA2KPS引发剂0.5碳酸氢钠缓冲剂0.3K12+OP10乳化剂2+1去离子水溶剂120氨水pH调节剂适量（2）实验步骤1、在250 ml烧杯中，加入计量好的碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和OP-10，然后加入55 g的去离子水，用玻棒搅拌溶解，然后倒入四口烧瓶，开启电动搅拌，水浴加热至80-82。2、取0.2 g的过硫酸铵加入10

16、g的去离子水，用玻棒搅拌溶解，然后加入到四口烧瓶中，温度下降到75左右，待重新升温到80-82，开始滴加种子单体。3、将上述单体首先在一个250 ml的烧杯中混合，然后用滴管取出10 g，用恒压漏斗10 min滴加到四口烧瓶中去。滴加到5 min左右的时候，体系就会出现蓝光，表明乳液聚合反应开始启动。滴加完毕后，保温20 min。注意，滴加过程，保证四口烧瓶内的温度在78-82的范围。4、剩余的90 g单体和引发剂（0.3 g过硫酸铵加入30 g去离子溶解）水溶液在两个恒压漏斗同时滴加，在2 h内滴加完毕。要求在滴加过程尽量保证滴速均匀，同时，聚合过程保持反应温度在78-82。5、单体和引发剂

17、溶液滴加完毕后继续搅拌，保温78-82反应0.5小时，然后升温到85再保温反应0.5小时。6、冷却至40，将生成的乳液经纱布过滤倒出，并用氨水调节乳液的pH值为7.08.0，用塑料瓶保存。五、 思考题1.乳液聚合中所用单体苯乙烯或MMA、丙烯酸丁酯、丙烯酸各自的作用是什么？若不用它们时是否有其它单体可替代？用什么单体来替代？2.为什么大部分的单体和过硫酸铵用逐步滴加入方式加入？3.过硫酸铵在反应中起什么作用？其用量过多或过少对反应有何影响?实验三 洗发香波的制备一、 概述香波（Shampoo）是为清洁人的头皮和头发并保持头发美观而使用的化妆品，它是以各种表面活性剂和添加剂复配而成的，人们之所以

18、喜欢用香波取代肥皂洗发，是因为香波不单是一种清洁剂，而且有良好的护发和美发效果，洗后能使头发光亮、美观和顺眼。随着人们生活水平的提高，对香波性能的要求也越来越高，一种性能理想的香波，应具有如下性能特点：泡沫细密、丰富且有一定的稳定度；去污力适中，不致过分脱脂；使用方便，易于清洗；性能温和，对皮肤和眼睛无刺激性；洗后头发滑爽、柔软而有光泽，不产生静电，易于梳理；能赋予头发自然感和保持头发良好的发型；能保护头发，促进新陈代谢；洗后头发留有芳香；还有去屑、止痒、抑制皮肤过度分泌等功能。近几年来，人们特别重视洗发香波对眼睛和皮肤的低刺激性以及是否会损伤头皮和头发。由于洗头次数的增多和对头发保护意识的增

19、强，对香波不要求脱脂力过强，而要求性能温和。同时具有洗发、护发功能的调理香波，以及集洗发、护发、去屑、止痒等多功能于一身的香波成为市场流行的主要品种。许多香波选用有疗效的中草药或水果、植物的提取液作为添加剂，或采用天然油脂加工而成的表面活性剂作为洗涤发泡剂等，以提高产品的性能，顺应“回归大自然”的世界潮流。二、 香波的组成香波的主要功能是洗净粘附于头发和头皮上的污垢和头屑等，以保持清洁。在香波中对主要功能起作用的是表面活性剂。除此之外，为改善香波的性能，配方中还加入了各种特殊添加剂。因此，香波的组成大致可分为两大类：表面活性剂（调理剂）和添加剂。表1-1 香波组成a组成具体组成具体成分功能表面

20、活性剂阴离子表面活性剂AES、AESA、K12A、MAPK、MES起泡、去污阳离子表面活性剂烷醇酰胺（6501）、甜菜碱（CAB、CHS、BS-12）、氧化胺、季铵盐降低刺激性，改善香波的洗涤性和调理性两性表面活性剂调理剂阳离子表面活性剂易在头发表面吸附形成保护膜，能赋予头发光滑、光泽和柔软性，使头发易梳理，抗静电阳离子聚合物聚季铵盐、阳离子纤维素聚合物、阳离子瓜尔胶、阳离子高分子迪恩普、高分子阳离子蛋白肽具有抗静电、杀菌、柔软，赋予头发光泽、蓬松感润滑剂有机硅改善头发的湿梳理性和干梳理性，赋予头发抗静电性、润滑性和柔软性、光泽性等，对受损头发有修复作用，防止头发开叉保湿剂甘油、丙二醇、山梨醇

21、、聚乙二醇和吡咯烷酮羧酸钠保持头发合适水分，避免头发由于干燥而变脆护发、养发营养添加剂维生素E、维生素B5，丝肽、水解蛋白，人参、当归、芦荟、何首乌、啤酒花、沙棘、茶皂素等的提取液，护发、养发添加剂增稠剂和增泡剂无机增稠剂：氯化钠、氯化铵、硫酸钠有机增稠剂：聚乙二醇、卡波树脂、聚乙烯吡咯烷酮增泡剂：烷醇酰胺、氧化胺和甜菜碱型增加香波的稠度，获得理想的使用性能，提高香波的稳定性等去屑止痒剂吡啶硫酮锌（ZPT）延缓头发衰老，减少脱发和产生白发螯合剂柠檬酸、酒石酸、EDTA防止在硬水中洗发时生成钙、镁皂而粘附在头发上，影响去污力和洗后头发的光泽遮光剂珠光剂提高价格澄清剂壬基酚聚氧乙烯醚和多元醇如甘油

22、、丙二醇、丁二醇或山梨醇保持或提高透明香波的透明度酸化剂柠檬酸、酒石酸、磷酸以及硼酸、乳酸防腐剂尼泊金酯类、凯松等防腐色素、香精掩盖不愉快的气味，赋予制品愉快的香味，且洗后使头发留有芳香a 代号具体名称见配方设计三、 香波的种类和配方设计香波的种类很多，其配方结构也多种多样。按形态分类有液状、膏状、粉状等；按功效分有普通香波、调理香波、去屑止痒香波、儿童香波以及洗染香波等；按照发质不同，香波的品种有供油性、中性、干性头发使用的规格。目前，不论是液状香波，还是膏状香波都在向洗发、护发、调理、去屑止痒等多功能方向发展。（1）香波配方设计技术1洗涤力和发泡力香波需要一定的去污力，但去污力和脱脂性是正

23、比变化的，过高的去污力不但浪费原料，而且对皮肤和头发都没有好处。所以越高档的香波越要选择低刺激性的表面活性剂。通常香波中活性剂含量约为15%20%，婴儿香波可酌减。香波必须具有一定类型和一定量的稳定泡沫，需要加入起泡剂和稳泡剂。非离子表面活性剂由于泡沫少，一般很少用于香波中。2粘度香波制作中需将香波调整到一定粘度，可使用前述的增稠剂。但并不是说粘度越大越好，粘度太大时会使香波成果冻状，特别含盐量较大的香波，在冬季时果冻现象特别明显。如果需要降低粘度，可使用降粘剂，如丙二醇、乙二醇和水溶性硅油DC-193等。3润发和保湿香波和其他洗涤剂不同，就是香波对头发有更好的修饰效果，因此需加入润发剂（如前

24、所述）。但值得注意的是，油性物质是引起香波分层的主要原因，必须经过试验确定配方稳定性。欲使头发柔软，除了加入油脂外，水分也很重要，可以防止头发发脆。甘油等保湿剂具有保留水分和减少水分挥发的特性，加入香波中能使头发保持水分而柔软顺服。另外，香波应具有一定的抗硬水性能，需加入金属离子螯合剂。为保持香波pH=7左右，应加入适量pH值调节剂等。（2）透明液状香波透明液状香波（Clear Shampoo）具有外观透明、泡沫丰富、易于清洗等特点，在整个香波市场上占有很大比例。但由于要保持香波的透明度，在原料的选用上受到很大限制，通常以选用浊点较低的原料为原则，以便产品即使在低温时仍能保持透明清晰，不出现沉

25、淀、分层等现象。常用的表面活性剂是溶解性好的AES的钠盐、铵盐或三乙醇胺盐，醇醚琥珀酸酯磺酸盐，烷醇酰胺等。 使用氧化胺、甜菜碱等表面活性剂可代替烷醇酰胺用于配制透明液状香波，能显著提高产品的粘度和泡沫稳定性，且具有调理和降低刺激性等作用。磷酸盐类表面活性剂具有良好的吸附性和调理性，也可用于透明香波。近几年来新开发的温和型表面活性剂琥珀酸单酯磺酸盐类，如醇醚琥珀酸酯磺酸盐和油酰胺基琥珀酸酯磺酸盐，具有降低其他表面活性剂刺激性的性能，且溶解性好，可用来配制透明香波，特别是油酰胺基琥珀酸酯磺酸盐具有优良的低刺激性、调理性和增稠性，是较为理想的配制透明香波的原料。为改进透明香波的调理性能，可加入阳离

26、子纤维素聚合物、DNP、水溶性硅油等调理剂。四、 透明液状香波配方实例及制作方法（1）实验配方原料比例AES(70%)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐12K12A(70%)十二烷基硫酸铵56501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4CAB-35椰油酰胺丙基甜菜碱4阳离子瓜尔胶0.1硼酸0.1EDTA0.1柠檬酸0.08氯化钠适量香精、防腐剂适量去离子水75（2）制备方法1. 在250 ml的烧杯A中加入0.2g阳离子瓜尔胶，120 g去离子水，然后升温至70，用玻棒搅拌溶解至透明；2. 烧杯B中加入AES、K12A、6501、CAB、硼砂和EDTA；3. 烧杯A趁热加入烧杯B中，并用玻棒搅拌，再移至四口烧瓶；70下

27、，搅拌溶液至透明为止；4. 降温至40，加入香精，然后用50%的柠檬酸溶液调节pH=7；5. 用3g氯化钠用30g的去离子水溶解，加入烧瓶，调则粘度在200010000 cp。6. 出料，用塑料瓶密封包装。五、 思考题1. 如何评介香波的性能？2. 试说明配方中各组分的功能？3. 为什么要调节体系的pH=7？实验四 沐浴露的制备一、 概述沐浴用品（Bath products）是用于清洁皮肤，并具有一定护肤作用的化妆品，目前比较流行的沐浴用品主要有泡沫浴用沐浴液和淋浴用沐浴液。淋浴浴剂（Shower cleaner）亦称沐浴露，是由多种表面活性剂为体成分配而成的液态洁身护肤品，浴液与液体香波有许

28、多相似之处，外观为粘稠状液体。对皮肤头发均有洗净去污能力，浴液中常添加对皮肤有滋润、保温和清凉止痒作用的成分。是近年发展较快的浴用制品，具有使用方便、卫生和多功能等特点。随着市场需求的发展，配方和产品种类不断更新。面对市场的激烈竞争，沐浴液正朝着温和、易清洗、泡沫丰富、肤感好、香气宜人等方向发展。二、 沐浴露的组成浴液的主要组分有表面活性剂、保湿剂、调理剂和营养添加剂等；辅助成分常添加珠光剂、防腐剂、香精和色素等。（1）表面活性剂主要表面活性剂是阴离子表面活性剂，起起泡和清洁作用，如AES、AESA、K12、K12A、AOS、MAPK、皂基等。辅助表面活性剂是两性离子表面活性剂和非离子表面活性

29、剂，起增泡、稳泡和增稠作用，如CAB、CHS、6501、氧化胺等。（2）pH值调节剂表面活性剂型沐浴液的pH值范围为5.57，此pH值与人体皮肤pH值一致，而且在此pH值甜菜碱和防腐剂可发挥最佳功效，可用pH值调节剂（如柠檬酸等）调节pH值。但皂基型沐浴液的pH较高，需pH=8.5以上才能使皂基型沐浴液稳定。（3）粘度调节剂粘度调节剂有如下两类：（1）水溶性聚合物：如双硬脂酸乙二醇(6000)酯、Carbopol、纤维素。（2）有机增稠剂：如烷醇酰胺、甜菜碱型两性表面活性剂、氧化胺等。（3）无机盐：如氯化钠、氯化铵和硫酸钠等对含有AES盐的体系有很好增稠效果。（4）其他为了避免表面活性剂的过分

30、脱脂造成皮肤干燥，除了应加入温和型的表面活性剂之外，还应当加入一定的润肤剂，有的沐浴液中还加入天然提取物、杀菌剂、抗氧剂等制成调理型沐浴液。三、 沐浴露配方实例及其制作方法（1）实验配方原料比例AES(70%)11K12(70%)十二烷基硫酸钠36501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4CAB-35椰油酰胺丙基甜菜碱6氯化钠1丙二醇2硼酸0.1EDTA0.1柠檬酸0.08珠光浆3.5香精、防腐剂适量去离子水70（2）制备方法1. 在250 ml的烧杯中加入计量的去离子水，在加热至60；2. 加入AES和K12用玻璃棒搅拌至透明溶液，搅拌过程保证温度在6065；3. 加入氯化钠、硼酸和EDTA，搅拌至完全

31、溶解（溶液透明）；4. 加入CAB-35和丙二醇，搅拌5 min至均匀混合；5. 降温至50以下，加入香精和珠光浆，搅拌10 min至均匀混合；6. 加入6501，搅拌10 min 至均匀混合；7. 出料，用塑料瓶密封包装，室温自然消泡24 h以上。四、 思考题1. 试说明配方中各组分的功能？2. 为什么珠光浆要在50以下加入？实验五 洗手液的制备一、 实验目的1. 了解和掌握洗手液的合成配方；2. 了解洗手液的合成工艺及指标控制二、 实验原理及配方设计目前，人们多用肥皂、洗衣粉、汽油、洗洁精等洗手。这虽然能起到一定的清洗作用，但对皮肤的刺激性较大，洗后皮肤常出现干燥、裂纹、脱皮等现象，而且对

32、某些特殊工种操作人员手上的污垢去污能力很不理想，尤其是汽油等油类，由于具有毒性，会给人的身体带来危害。而洗手液能避免上述缺点，用其洗手去污力强、无毒、无刺激、润肤、芳香。配制该洗手液简单方便而且成本低。根据表面活性剂的原理，如图1所示，可知LAS:AES=6:49:1时复配体系在油和水的界面张力有明显的增效作用。在考察以LAS、AES、6501为原料的液体洗涤剂在低温时的粘度及产品的稳定性时发现，在LASAES=1.21.5，调整NaCl含量，而AES: 6501=5:1时可使产品具有较好的粘度和低温稳定性。通过NaCl来调节粘稠使之达到最大值，采用边加边测定其粘度，刚开始粘度随着NaCl的加

33、入而逐渐的增加，达到最大值后又逐渐减小。通过本实验的研究发现当N的值为2.0g 时粘度最大。AES在碱性中稳定的，在酸性中容易水解,苯甲酸钠水解后呈碱性。根据上述叙述，制定配方见表1所示：表1 洗手液配方设计原料质量分数/%主要作用AES（70）10去污LAS（35）12去污65012助洗甘油2护肤苯甲酸钠0.5防腐NaCl2增稠香精适量盐基玫瑰红适量调色去离子水至100溶剂三、 制备工艺（1）以配制100g产品为基准。用200 ml的烧杯，按配方要求用加量法分别称取AES、LAS和苯甲酸钠。（2）在称好原料的烧杯中加入60 g去离子水，在水浴中加热至6070，搅拌使原料全部溶解。（3）适当降

34、温至50，加入6501和甘油，搅拌均匀，降至室温。（4）加入余量去离子水，适量香精和盐基玫瑰红，搅拌均匀。（5）搅拌下缓慢加入NaCl，调节产品粘度。实验六 雪花膏的制备一、 实验目的1. 了解乳化原理；2. 初步掌握配方原理和配方中各原料的作用及其添加量。 二、 实验原理一般雪花膏是以硬脂酸和碱化合成硬脂酸盐作为乳化剂，加上其它的原料配置而成。它属于阴离子型乳化剂为基础的油水乳化体，是一种非油腻性护肤用品，敷在皮肤上，水分蒸发后就留下一层硬脂酸，硬脂酸皂和保湿剂所组成的薄膜。于是皮肤与外界干燥空气隔离，节制皮肤表皮水分的过量挥发，使反肤不致干燥、粗糙或开裂，起到保护皮肤的作用。雪花膏中含有的

35、保湿剂可制止皮肤水分的过快蒸发从而调节和保持角质层适当的含水量，起到使皮肤表皮柔软的作用。三、 实验内容和要求实验内容是雪花膏的制备。实验要求学生严格按的实验配方去做，保证产品质量。并严格遵守实验室的各项规章制度，自觉遵守实验室规则，保持实验室安静、卫生。做到安全实验，严防违反操作规程事故发生。要求学生坚决服从指导教师及实验工作人员的指导，积极配合实验工作人员做好仪器清点，赔损等工作。做好实验前的预习工作。实验中要积极思考问题，认真观察实验现象。实验后要整理好自己使用的仪器、药品，关闭电源，搞好卫生后再离开。认真写好实验报告上交。四、 实验主要仪器设备和试剂电动搅拌器、有机合成仪、恒温箱、加热

36、套、电吹风机、电子天平、各种玻璃仪器、温度计等。三压硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、十六醇、甘油、氢氧化钾、香精、防腐剂、水。五、 实验方法、步骤及结果测试1. 配方： 三压硬脂酸 10.0% 单硬脂酸甘油脂 1.5% 十六醇 3.0 甘油 10.0 氢氧化钾（100） 0.5 香精 适量 防腐剂 适量 水 752. 将配方中的三亚硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、十六醇和甘油等油相一起加至四口烧瓶，然后在水浴加热至90-95，物料融解，保持搅拌15 min3. 再将氢氧化钾和水加到烧杯中，在90-95的水浴中，加热20 min，保证KOH水溶液温度在80以上，然后在剧烈搅拌下将水相徐徐加入到油相中（5 min

37、），滴加完后，在此温度下，进行皂化反应40 min。4. 用冷凝水降温到60时，加入香精，搅拌1 min后，停止搅拌。5. 静置，冷却至室温。6. 出料六、 实验注意事项1. 要用颜色洁白的工业三亚硬脂酸，其碘价在2以下（碘价表示油酸含量）。碘价过高，硬脂酸的凝固点降低，颜色泛黄，会影响雪花膏的色泽和在储存过程中引起的酸败。2. 水质对雪花膏有重要影响。3. 加入少量氢氧化钠，有助于增大膏体黏度，也可以不加。七、 思考题1. 配方中各组分的作用是什么？ 2. 为什么水质对雪花膏质量有很大影响？实验七 聚醋酸乙烯酯乳液的制备一、 实验目的1、 学习乳液聚合方法，制备聚醋酸乙烯酯乳液2、 了解乳液

38、聚合机理及乳液聚合中各个组分的作用二、 实验原理乳液聚合是以水为分散介质，单体在乳化剂的作用下分散，并使用水溶性的引发剂引发单体聚合的方法，所生成的聚合物以微细的粒子状分散在水中的乳液。 乳化剂的选择对稳定的乳液聚合十分重要，起到降低溶液表面张力，使单体容易分散成小液滴，并在乳胶粒表面形成保护层，防止乳胶粒凝聚。常见的乳化剂分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种，一般多使用离子型和非离子型配合使用。 市场上的“白乳胶”就是乳液聚合方法制备的聚醋酸乙烯酯乳液。乳液聚合通常在装备回流冷凝管的搅拌反应釜中进行（如图1所示）：加入乳化剂、引发剂水溶液和单体后，一边进行搅拌，一边加热便可制得乳液。乳液聚合

39、温度一般控制在7090之间，pH值在26之间。由于醋酸乙烯酯聚合反应放热较大，反应温度上升显著，一次投料法要想获得高浓度的稳定乳液比较困难，故一般采用分批加入引发剂或者单体的方法。醋酸乙烯酯乳液聚合机理与一般乳液聚合机理相似，但是由于醋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；同时，醋酸乙烯酯自由基十分活泼，链转移反应显著。因此，除了乳化剂，醋酸乙烯酯乳液生产中一般还加入聚乙烯醇来保护胶体。 醋酸乙烯酯也可以与其他单体共聚合制备性能更优异的聚合物乳液，如与氯乙烯单体共聚合可改善聚氯乙稀的可塑性或改良其溶解性；与丙烯酸共聚合可改善乳液的粘接性能和耐碱性。三、 仪器和试剂机

40、械搅拌器一套，球形冷凝管一个，500ml四口烧瓶一个、100ml滴液漏斗一个，恒温水槽一套，温度计一支，固定夹若干。 醋酸乙烯酯、聚乙烯醇-1788、十二烷基磺酸钠、OP-10、过硫酸胺、碳酸氢钠、去离子水。广泛pH试纸、NDJ-79型旋转粘度计、烘箱四、 实验步骤1、实验装置如图4-1所示，准备试剂如表4-1所示（A：三口瓶；B：温度计；C：搅拌马达； D：搅拌器；E：滴液漏斗；F：回流冷凝管； G：加热水浴；H：玻璃缸；）图4-1 乳液聚合反应装置图表4-1 聚醋酸乙烯酯乳液实验试剂用量表试剂名称用途用量,g醋酸乙烯酯（VAC）单体70聚乙烯醇-1788（PVA-1788）保护胶体5.0十

41、二烷基硫酸钠（K12）阴离子乳化剂1.0烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）非离子乳化剂1.0过硫酸胺（APS）引发剂0.4碳酸氢钠（NaHCO3）缓冲剂0.26去离子水分散介质902、首先在四口烧瓶内加入去离子水70 g、PVA-1788 5 g，1g OP-10，开启搅拌，水浴加热至80使其溶解；3、降温至75，停止搅拌，加入K12 1g及NaHCO3 0.26 g后，开启搅拌，用常压漏斗内加入7 g VAC（约1/10单体量）和0.1 g APS。APS一次性加入，而单体滴加10 min，单体滴加过程，体系温度维持75。滴加过程中，体系会出现蓝光，说明聚合反应开始。4、单体滴加完毕后，因为反应

42、是放热反应，所以体系温度会上升至7580。在此温度下保温反应15 min；5、控制体系的温度在8082，然后分别用两个常压漏斗同时滴加剩余的单体（63 g）和引发剂水溶液（0.3 g APS+30 g 去离子水）；6、滴加时间为2 h，尽量保证滴加均匀（建议：在常压漏斗处划刻度线来估计滴速）；7、 滴加完毕后继续搅拌，保温反应0.5小时，撤除恒温浴槽，继续搅拌冷却至室温；6、 将生成的乳液装瓶。五、 乳液的物性测试1、 pH值测定：以广泛pH试纸测定乳液pH值；2、 固含量测定：在培养皿（预先称重m0）中倒入2 g左右的乳液并准确记录（m1），105烘箱内烘烤2小时，称量并计算干燥后的重量（m

43、2），测其固体百分含量：3、粘度测试：以NDJ79型旋转式粘度计测试乳液粘度。选用×1号转子，测试温度25。实验八 水性丙烯酸酯压敏胶的合成一、 实验目的了解乳液型压敏胶的制备方法和配方设计原理二、 实验原理 压敏胶是无需借助于溶剂或热，只需施以一定压力就能将被粘物粘牢，得到实用粘结强度的一类胶粘剂。其中乳液压敏胶粘剂在我国压敏胶粘剂工业中占有相当重要的地位，约占压敏胶粘剂总产量的80，占全部丙烯酸酯乳液的60。乳液压敏胶被广泛用于制作包装胶粘带、文具胶粘带、商标纸、电子、医疗卫生等领域。本实验学习利用乳液聚合方法制备丙烯酸酯乳液压敏胶。 压敏胶乳液的基本配方组成与常规乳液一样，包括

44、单体、水溶性引发剂、乳化剂和水。其中单体和乳化剂的选择是最为重要的。 影响乳液压敏胶力学性能的主要因素之一就是胶粘剂中共聚物的玻璃化温度Tg。压敏胶的玻璃化温度一般应保持在-20-60的范围比较合适，当然不同使用要求的压敏胶配方体系有不同的最佳Tg值。玻璃化温度的调节可以通过选择具有很低的玻璃化温度的软单体与较高玻璃化温度的硬单体按一定比例共聚，这样可在保持一定内聚力的前提下有很好的初粘性和持粘性。硬单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等，软单体包括丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯等。使用多种单体进行共聚时，共聚物的玻璃化温度Tg可以用下式来近似计算：为了提高压敏胶的性能，单体配方中往往

45、还需要加入其他的功能性单体，如丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟基丙烯酰胺、二丙烯酸乙二醇酯等。以丙烯酸为例，丙烯酸的加入可以提高乳液的稳定性（包括乳液聚合稳定性和乳液的储存稳定性），并且提供可以与羟基交联的功能团COOH，而压敏胶的适度交联可以提高胶的耐水性和粘接性。 乳化剂的选择也十分重要，它不但要使聚合反应平稳，同时也要使聚合反应产物具有良好的稳定性。可用于乳液聚合的乳化剂(又称表面活性剂)种类很多，有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂。在聚合过程中，实验证明单独使用阴离子或非离子乳化剂均难以达到满意的效果。这是因为离子型乳化剂对pH值和离子非常

46、敏感，如果单独使用离子型乳化剂，在聚合过程中很难控制，稳定性不好。而单独使用非离子乳化剂，合成的乳液虽然离子稳定性好，对pH值要求不太严格，但这种乳液粒子很大，在重力的作用下容易下沉，放置稳定性不好。采用复合乳化剂如阴离子和非离子乳化剂的复配就可以克服上述缺点合成稳定的乳液。另外，乳化剂的用量对乳液的稳定性有很大影响，当乳化剂用量少时乳液在聚合中稳定性差，容易发生破乳现象，随着乳化利用量的增加，乳液逐步趋向稳定。但乳化剂用量过高又会降低压敏胶的耐水性，而且施胶时泡沫过多，影响施工性能。 在实际应用时，一个完整乳液压敏胶配方中可能还要加入抗冻剂、消泡剂、防霉剂、色浆等等。三、 仪器和试剂 机械搅

47、拌器一套，球形冷凝管一个，500ml四口烧瓶一个、200ml滴液漏斗一个，恒温水槽一套，温度计一支，固定夹若干，50ml烧杯和400ml烧杯若干、若干。丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、十二烷基磺酸钠、OP-10、过硫酸胺、碳酸氢钠、氨水、去离子水。四、 实验步骤1、实验装置如图5-1所示，准备试剂如表5-1所示（A：三口瓶；B：温度计；C：搅拌马达； D：搅拌器；E：滴液漏斗；F：回流冷凝管； G：加热水浴；H：玻璃缸；）图5-1 乳液聚合反应装置图表5-1 乳液压敏胶实验试剂用量表试剂名称用量，g丙烯酸丁酯单体97丙烯酸2丙烯酸羟丙酯1十二烷基硫酸钠阴离子乳化剂0.5OP-10非离子乳化剂0.5过硫酸铵引发剂0.6碳酸氢钠缓冲剂0.5氨水pH调节剂适量去离子水介质852、在250 ml的烧杯中，加入计量好的碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠和OP-10，然后加入55 g的去离子水，用玻棒搅拌溶解，然后倒入四口烧瓶，开启电动搅拌，水浴加热至80-82。3、取0.2 g的过硫酸铵加入10 g的去离子水，用玻棒搅拌溶解，然后加入