高分子化学实验指导

1、前 言通过高分子化学实验，可以获得许多感性认识，加深对高分子化学基础知识和基本原理的理解；通过高分子化学实验课程的学习，能够熟练和规范地进行高分子化学实验的基本操作，掌握实验技术和基本技能，了解高分子化学中采用的特殊实验技术，在实验的过程中训练科学研究的方法和思维，培养学生严谨求实的科研精神，为以后的科研工作打下坚实的实验基础。实 验 规 则1实验前认真预习，明确目的和要求，弄清基本原理，了解操作步骤和方法，做到心中有数。2实验过程中要听从教师的指导，保持实验室的安静，正确操作，细致观察，认真做好操作记录。3特别要注意安全，同时还要爱护仪器、设备，并注意整洁和节约，养成良好的实验习惯。4实验完

2、毕，立即把仪器洗刷干净，并整理好药品、实验台。5根据原始记录，整理出实验报告，按时交给教师。实验1 聚乙烯醇缩甲醛的制备一、实验目的1. 了解小分子的基本有机化学反应，在高分子链上有合适的反应性基团时，均可按有机小分子反应历程进行高分子化学反应。2. 了解缩醛化反应的主要影响因素。3. 了解聚乙烯醇缩醛化反应的原理，并制备红旗牌胶水。二、实验原理早在 1931年，人们就已经研制出聚乙烯醇(PVA)的纤维，但由于 PVA的水溶性而无法实际应用。利用"缩醛化"减少其水溶性，就使得PVA有了较大的实际应用价值，用甲醛进行缩醛化反应得到聚乙烯醇缩甲醛(PVF)。PVF随缩醛化程度不

3、同，性质和用途有所不同。控制缩醛在35%左右，就得到了人们称为"维纶'的纤维(vinylon)。维纶的强度是棉花的1.52.0倍，吸湿性5%，接近天然纤维,又称为"合成棉花"。在PVF分子中，如果控制其缩醛度在较低水平，由于PVF分子中含有羟基，乙酸基和醛基，因此有较强的粘接性能，可作胶水使用，用来粘结金属、木材、皮革、玻璃、陶瓷、橡胶等。 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇缩与甲醛在盐酸催化的作用下而制得的，其反应如下：由于几率效应，聚乙烯醇中邻近羟基成环后，中间往往会夹着一些无法成环的孤立的羟基，因此缩醛化反应不能完全。为了定量表示缩醛化的程度，定义已缩合的

4、羟基量占原始羟基量的百分数为缩醛度。聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩甲醛化，随着缩醛度的增加，水溶性愈差。作为维尼纶纤维的聚乙烯醇缩甲醛的缩醛度一般控制在35%左右。它不溶于水，是性能优良的合成纤维。本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水。反应过程中须控制较低的缩醛度，使产物保持水溶性。如反应过于猛烈，则会造成局部高缩醛度，导致不溶性物质存在于水中，影响胶水质量。因此在反应过程中，特别要注意严格控制催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同。它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃（二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷）、乙醇-苯混

5、合物（30：70）、乙醇-甲苯混合物（40：60）以及60%的含水乙醇等。本实验中，由于缩醛化反应的程度较低，胶水中尚含有未反应的甲醛，产物往往有甲醛的刺激性气味。缩醛基团在碱性环境下较稳定，故要调整胶水的pH值。三、实验仪器和试剂仪器：250mL三口瓶一只，电动搅拌器一台，温度计一支，球形冷凝管一只，恒温水浴槽一只，10mL量筒一只，100mL量筒一只，培养皿一个；试剂：聚乙烯醇（PVA1799），甲醛水溶液(40%工业甲醛)，盐酸，NaOH水溶液（8%），去离子水。四、操作步骤在250ml三颈瓶中，加入90mL去离子水，7g聚乙烯醇，在搅拌下升温溶解。待聚乙烯醇完全溶解后，于90作用加入4

6、.6mL甲醛（40%工业甲醛）搅拌15分钟。再加入1：4盐酸，控制反应体系pH值13，保持反应温度90左右，继续搅拌，反应体系逐渐变稠，当体系中出现气泡或者有絮状物产生，立即迅速加入1.5mL 8%NaOH溶液，同时加入34 mL去离子水,调节体系的pH值为89。然后冷却降温出料。获得无色透明粘稠的液体，即市售的红旗牌胶水。图2 反应装置图1-搅拌器 2-密封套 3-温度计4-温度计套管 5-冷凝管6-三口瓶五、性能测试测试制品的黏度、pH值、粘结力。用旋转黏度计或涂-4黏度计测定黏度并与标准样品比较。对胶水质量的检验，主要是测定其黏度和缩醛度，但由于测定缩醛度的操作麻烦且费时，因而常借测定胶

7、水中的游离甲醛量来了解缩醛反应完成的情况以及在该反应条件下缩醛度的大小。通常游离甲醛量少，表明缩醛度高，反之表明缩醛度低。游离甲醛量的测定 将所合成的胶水倒入称量瓶中，称取5g胶水，置于250mL具塞锥形瓶中，加入30mL 0.5mol/L Na2SO4溶液，迅速摇匀（约数秒钟），并加入3滴0.5%玫红酸指示剂，立即用0.2mol/L的标准HCl溶液滴定至溶液由红色变为无色。再用250mL具塞锥形瓶进行空白实验（不加胶水，其余同）。按照下面的公式计算游离甲醛量(%)。式中，V为滴定胶水消耗的标准HCl溶液的体积，mL；V0为空白滴定（不加胶水）消耗的标准HCl溶液的体积，mL；W为胶水的质量，

8、g；30.03为甲醛的分子量。玫红酸指示剂的配制：称取0.5g玫红酸，溶于50mL乙醇中，然后用去离子水稀释至100mL，混匀。六、思考题1. 试讨论缩醛反应的机理及催化剂作用？2. 为什么缩醛度增加，水溶性下降，当达到一定的缩醛度之后产物完全不溶于水？3. 产物最终能够为什么要把pH调到8-9？试讨论缩醛对酸和碱的稳定性。七、实验拓展采用非均相反应制备聚乙烯醇缩甲醛，如下所述。1. 调制10%聚乙烯醇水溶液。在100mL烧杯里称取1g聚乙烯醇，用15mL水使其溶解，为加速溶解，可升温并搅拌。2. 在另一100mL烧杯里加入15g硫酸铵，搅拌使之溶解，加入30mL水，5mL甲醛和2mL浓硫酸，

9、搅拌均匀。3. 把1中制备的聚乙烯醇溶液慢慢倒入2的溶液中（硫酸铵水溶液不溶聚乙烯醇），可以看到聚乙烯醇逐渐变成白色不透明固体状物质析出，摇动烧杯让聚乙烯醇絮状物析出，注意摇动不要太快太猛烈以免聚乙烯醇成团。4. 50恒温水浴中反应1h，每隔15min搅动一次。5. 反应完毕，用水冲洗产物，得到不黏的白色橡胶状产物，放到表面皿风干或60恒温箱中干燥。6. 干燥后的样品可用沸水煮沸，观察其溶解性。八、注意事项1. 甲醛是无色、具有强烈气味的刺激性气体，其35%40%的水溶液通称福尔马林。甲醛是原浆毒物，能与蛋白质结合，吸入高浓度甲醛后，会出现呼吸道的严重刺激和水肿，皮肤直接接触甲醛，可引起皮炎、

10、色斑、坏死。实验中注意勿吸入甲醛蒸气或与皮肤接触。2. 由于缩醛化反应的程度较低，胶水中尚有未反应的甲醛，产物往往有甲醛的刺激性气味。反应结束后胶水的pH值调至弱碱性，有以下作用：可防止分子链间氢键含量过大，体系黏度过高；缩醛基团在碱性条件下较稳定。实验2 苯乙烯的自由基悬浮聚合自由基聚合反应属连续聚合反应，活性中心是自由基。自由基聚合是合成高分子化学中极为重要的反应其合成产物约占总聚合物的60、热塑性树脂的80以上，是许多大品种通用塑料、合成橡胶及某些纤维的合成方法。 一、目的要求 本实验将通过对苯乙烯单体的自由基悬浮聚合，了解自由基聚合的实施方法。并掌握粘均分子量的测定方法。 二、原理 自

11、由基聚合反应包括链引发、链增长和链终止三个部分，当体系中含链转移剂时。还可引起链转移反应，引起聚合物的分子量的降低。各部分简述如下： (一)链引发 链引发反应是形成单体自由基的反应，热、光、高能辐射等均可直接使单体产生自由基，但较常用的是从容易分解成自由基的化合物(引发剂)来得到。引发剂主要是过氧化物和偶氮化合物，在加热条件下分为两个自由基。 (1)引发剂I分解产生初级自由基。 (2)初级自由基与单体加成，生成单体自由基： 因为ki>>kd，所以反应(1)决定了整个引发速率，表示为ki=2fkdI，式中f为引发效率，表示引发剂分解产生初级自由基并与单体加成的部分。分解速率常数kd或

12、半衰期t1/2表示引发剂的活性，kd越大或t1/2越小，则引发剂活性越高。在科研中，引发剂活性常用kd (秒-1)表示，但在工程技术上，则常以t12表示。 不同的引发体系应选用不同类型的引发剂。引发剂的分解反应为吸热反应，引发剂的选择与聚合温度密切相关，聚合温度高，可选用低活性引发剂，反之，则选用高活性引发剂，使自由基形成速率适中。 (二)链增长 链引发形成的单体自由基，能继续与单体反应，生成大分子自由基。由于链增长反应活化能低，故链增长速率极快，约在0.01至几秒内，即可使聚合度达到103104，所以聚合体系中存在的或是未反应单体，或是已生成的高分子，不存在聚合度递增的一系列中间产物。 假定

13、不同链长的自由基活性相等，则链增长速率Rp为： ，式中M为单体浓度，M·为自由基浓度。 当聚合体系中含有两种或多种单体时，则生成含有两种或多种单体单元的共聚物，形成共聚反应。共聚物的组成与体系中各单体的浓度、单体及其自由基的反应活性密切相关。(三)链终止当两个自由基相遇，活泼的孤单电子相互作用可使链增长终止。其中又有双基偶合终止和歧化终止两种形式。终止速率Rt=2ktM.2；根据稳定态假设(RiRt)(Ri为引发速率)和聚合物长链假定（Ri<<Rp）,可导出总聚合速率方程式：Rp=kpfkd/kt1/2I1/2M上式表明，聚合速率与引发剂浓度的平方成正比，与单体浓度的一次

14、方成正比。此外，自由基聚合中还可发生链转移反应，即链自由基从单体、溶剂、引发剂甚至从大分子链上转移出一个原子，使链自由基本身终止，便使失去原子的分子成为新的自由基-，并继续增长形成新的活性链。链转移的结果，是聚合物的分子量降低，但自由基数目不变，若链转移所产生的自由基单体的活性和原自由基相同，则聚合中速率不变，利用此性质可控制产物的分子量。若前者的活性减弱或失活，则会出现缓聚或阻聚现象。为了防止单体在储存时发生聚合，常常在其中加入一定量的阻聚剂如硝基苯、苯醌等。在聚合反应前，上述阻聚剂必须彻底除去。链式自由基聚合的实施方法主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合以及乳液聚合，本体聚合是单体本身加入(

15、或不加)少量引发剂的聚合；溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应，悬浮聚合一般是将单体以液滴状悬浮于水中的聚合；乳液聚合则是单体在水中以乳液状态进行的聚合。不同要求的产品，可通过不同的聚合方法来得到。 悬浮聚合实质上是借助于较强烈的搅拌和悬浮剂的作用，将单体分散在不溶的介质中，单体以小液滴的形式进行本体聚合；在每个小液滴内，单体的聚合过程和机理与本体聚合相似。悬浮聚合解决了本体聚合中不易散热的问题，产物容易分离、清洗，可得到纯度较高的颗粒状聚合物。工业上用悬浮聚合生产的聚苯乙烯是一种易定型的热塑性高分子材料，其分子量分布较宽，制品有较高的透明性和良好的耐热性及电绝缘性。 三、仪器

16、和试剂 仪器 聚合装置如图1： 三口瓶，球形冷凝管,电热锅，表面皿、吸管、移液管、搅拌马达：水浴、 布氏漏斗等。 试剂 苯乙烯、过氧化二苯甲酰(BPO)、聚乙烯醇(PVA)、去离子水； 0.1次甲基蓝溶液。搅拌器；2.四氟密封塞3.温度计4.温度计套管5.球形冷凝管6.三口烧瓶图1 通用聚合装置图按图1装好实验装置，整套装置安装要规范，搅拌器转动自如。用分析天平准确称取0.3gBPO放于100ml锥形瓶中，用移液管移取16ml苯乙烯，加人到锥形瓶中轻轻摇动，待BPO完全溶解于苯乙烯后将溶液倒入三口瓶。再加入20ml 1.5的PVA：溶液。最后用130ml去离子水分别冲洗锥形瓶和量筒后加入三口瓶

17、中。再加入0.1%次甲基蓝水溶液数滴。通冷凝水，启动搅拌器并控制转速恒定，在2030min内将温度升至8590，开始聚合反应。聚合反应在整个过程中，既要控制好反应温度，又要控制好搅拌速度。反应进行1个多小时后，体系中分散的颗粒由于聚合度的增加而变得发粘，这时搅拌速度忽快忽慢或停止都会导致颗粒粘在一起，或粘在搅拌器上形成结块，致使反应失败。反应1.52小时后，如这时珠子已向下沉，可升温至95度，用吸管吸取少量颗粒于表面皿中冷却观察,如颗粒已变硬发脆，表明大部分单体己聚合，可结束反应。 停止加热撤出加热器，在搅拌状态下用冷水将反应体系冷却至室温。停止搅拌取下三口瓶。产品用布氏漏斗滤干；并用热水洗涤

18、数次，冷水洗涤数次，洗去颗粒表面的分散剂。产品在50度烘箱中烘干，称重并计算产率。 悬浮聚合的产物颗粒的大小与分散剂的用量及搅拌速度有关系，严格控制搅拌速度和温度是实验成功的关键，为了防止产物结团，可加入极少量的乳化剂以稳定颗粒。若反应中苯 乙烯的转化率不够高，则在干燥过程中颗粒中会出现小气泡，可利用在反应后期提高反应温度并适当延长反应时间来解决。 思考题1.结合悬浮聚合机理，说明配方中各组分的作用。2.分散剂的作用原理是什么?改变用量会产生什么影响?实验3 甲基丙烯酸甲酯本体聚合一 、实验目的1.了解本体聚合的特点，掌握本体聚合的实施方法。2.熟悉有机玻璃的制备方法及工艺。二、实验原理本体聚

19、合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或光、热等作用下进行的聚合。本实验是以甲基丙烯酯甲酯（MMA）进行本体聚合，生产有机玻璃棒。甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰（BPO）引发剂存在下进行如下聚合反应：用MMA 进行本体聚合时，为了解决散热、避免自动加速作用而引起的爆聚现象，以及单体转化为聚合物时由于比重不同而引起的体积收缩等问题，工业上或实验室目前多采用预聚浇铸聚合的方法。将本体聚合迅速进行到某种程度（转化率10%左右）做成单体中溶有聚合物的粘稠溶液（预聚）后，再将其注入相应的模具中，在低温下缓慢聚合使转化率达到9395，最后在100下高温聚合至反应完全，最后脱模制得有机玻璃。三、实验仪器和试剂

20、四口瓶，电动搅拌器，温度计，球形冷凝管，恒温水浴，试管等。 甲基丙烯酸甲酯(MMA)，过氧化二苯甲酰(BPO) 四、实验步骤1.预聚合反应在装有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml的四口瓶中加入溶有0.5g BPO的MMA 50ml，开动搅拌并升温至升温至7580，反应2030分钟，观察粘度变化。当物料呈蜜糖状时，用冷水浴骤然降温至40以下停止搅拌，将四口瓶中预聚物灌入已备好的试管中。2.聚合反应将上述试管放入水浴中，升温至60，保温12h,待试管中基本无气泡产生，且聚合物基本变硬时，升温至100，保温1小时后，任其自然冷却到40以下，去除玻璃试管，即可得到光滑无色透明的有机玻璃棒。五、思考题及

21、实验结果讨论1. 本体聚合方法有什么特点? 2. 制备有机玻璃时，为什么需要首先制成具有一定粘度的预聚物?3. 如果最后产物出现气泡，试分析致成原因？ 4. 凝胶效应进行完毕后，提高反应温度的目的何在?参考文献 1.潘祖仁主编，高分子化学（第三版），北京：化学工业出版社，2003年.2. 复旦大学高分子科学系编著，高分子实验技术（修订版），复旦大学出版社，1996年.实验4双酚A环氧树脂的制备一、实验目的1、学习环氧树脂的实验室制备方法，掌握环氧值的测定；2、了解环氧树脂的性能和使用方法。二、实验原理 环氧树脂为含有环氧基团的聚合物，它的种类很多，但是以双酚A型环氧树脂的产量最大，用途最为广泛

22、，有通用环氧树脂之称。双酚A型环氧树脂是由环氧氯丙烷与2，2二酚基丙烷（双酚A）在氢氧化钠作用下聚合而得的。原料配比不同、反应条件不同(如反应介质、温度和加料顺序)，可制得不同软化点、不同分子量的环氧树脂。工业上将软化点低于50(平均聚合度小于2)的称为低分子量树脂或软树脂：软化点在5095之间(平均聚合度在25之间)的称为中等分子量树脂；软化点高于100(平均聚合度大于5)的称为高分子量树脂。环氧树脂在没有固化前为热塑性的线型结构，强度低，使用时必须加入固化剂。固化剂与环氧基团反应，从而形成交联的网状结构，成为不溶不熔的热固性制品，具有良好的机械性能和尺寸稳定性。环氧树脂的固化剂种类很多，不

23、同的固化剂，相应的交联反应也不同。乙二胺为室温固化剂，其固化机理如下： 乙二胺的用量为：其中G为每100g 环氧树脂所需的乙二胺的克数，M为乙二胺的分子量，Hn为乙二胺的活泼氢的总数，E为环氧树脂的环氧值。固化剂的实际使用量一般为计算值的1.1倍。 作为固化剂的胺还有：二亚基三胺（f5），三亚基四胺（f6）， 4，4二氨基二苯基甲烷（f4）和多元胺的酰胺（由二亚基三胺与脂肪酸生成的酰胺）。除了胺外，多元硫醇、氰基胍、二异氰酸酯、邻苯二甲酸酐和酚醛预聚合物等也可以作为固化剂。三级胺常作固化反应的促进剂，以提高固化速率。大多数环氧树脂配方中，都要加入稀释剂、填料或增强材料及增韧剂。稀释剂可以是反应

24、性的单或双环氧化合物，也可以是非反应性的邻苯二甲酸二正丁酯：增韧剂可用低分子量的聚酯、含端羧基的丁二烯丙烯腈共聚物和刚性微球等。环氧树脂中含有羟基、醚键和极为活泼的环氧基团，这些高极性的基团，使环氧树脂与相邻材料的界面形成化学键，因此环氧树脂具有很强的粘合力。环氧树脂的抗化学腐蚀性、力学和电性能都很好，对许多不同的材料具有突出的粘合力。它的使用范围为90130。可以通过单体、添加剂和固化剂等的选择组合，生产出适合各种需求的产品。环氧树脂的应用可大致分为涂覆和结构材料两大类。涂覆材料包括各种涂料，如汽车、仪器设备的底漆等。水性环氧树脂涂料用于啤酒和饮料罐的涂覆。结构复合材料主要用于导弹外套、飞机

25、的舵及折翼、油、气和化学品输送管道等。层压制品用于电气和电子工业，如线路板基材和半导体器件的封装材料。此外，它还是用途广泛的粘合剂，有“万能胶”之称。本实验以环氧氯丙烷与双酚A作为原料制备环氧树脂，并定性测试它的粘合性能。三、 化学试剂和仪器化学试剂：环氧氯丙烷，双酚A，氢氧化钠，丙酮，盐酸，苯。反应监测： HCl丙酮溶液、NaOH标准溶液，丙酮，酚酞溶液，滴定管。 仪器设备：三颈瓶，冷凝管，搅拌器，减压蒸馏装置。四、实验步骤1.环氧树脂的制备向装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口瓶中加入27.8g环氧氯丙烷（0.1mol）和22.8g双酚A（0.1mol）。水浴加热到75，开动搅拌，使双酚A

26、全部溶解。取8g氢氧化钠于20ml蒸馏水中，溶液加入到滴液漏斗中，自滴液漏斗中缓慢加入氢氧化钠溶液（滴液漏斗与回流冷凝管相接），保持温度在70左右，约0.5h滴加完毕。在7080分别继续反应0.5h,1.0h,1.5h,2.0h，2.5h.此时液体呈乳黄色。停止反应，冷却至室温，向反应瓶中加入蒸馏水30ml和苯60ml，充分搅拌后用分液漏斗静置并分离出水分，再用蒸馏水洗涤数次，直至水相为中性且无氯离子。分出的有机层，常压蒸馏除去大部分的苯，然后减压蒸馏除去剩余溶剂、水和未反应的环氧氯丙烷。得到淡黄色粘稠的环氧树脂。2.环氧树脂粘接实验在50 mL烧杯中，称取4g环氧树脂，加入乙二胺0.3g，用

27、玻璃棒调和均匀。取两块洁净的玻璃片，将少量环氧树脂薄而均匀地敷于表面，对接合拢，并用夹具固定，室温放置待其固化，观察其粘结效果。3.环氧值的测定环氧值为每100g环氧树脂中环氧基团的摩尔数。对于分子量小于1500的环氧树脂，其环氧值可由盐酸丙酮法测定。测定方法：环氧值是环氧树脂质量的重要指标之一，也是计算固化剂用量的依据。分子量愈高，环氧值就相应降低，一般低分子量环氧树脂的环氧值在0.480.57之间。分子量小于1500的环氧树脂，其环氧值测定用盐酸丙酮法， (分子量高的用盐酸吡啶法。)反应式为：过量的HCl用标准NaOHC2H5OH液回滴。取锥形瓶两只，在分析天平上各称取1g左右(精确到1m

28、g)环氧树脂用移液管加入25mL盐酸丙酮溶液，加盖摇动使树脂完全溶解。放置阴凉处lh，加酚酞指示剂三滴，用NaOH溶液滴定，同时按上述条件做空白滴定两次。 环氧值（mol100g树脂)E按下式计算：式中，V1为空白滴定所消耗的NaOH溶液，mL；V2为样品测试所消耗的NaOH溶液，mL；N为NaOH溶液的体积摩尔浓度；W为树脂质量，g。注释：1） 开始滴加要慢些，环氧氯丙烷开环是放热反应，反应液温度会自动升高；2） 分液漏斗使用前应检查盖子和塞子是否原配，活塞要涂上凡士林，使用时振摇几下后须放气。3） 描述环氧树脂所含环氧基的多少，除了用环氧值表示外，还可用环氧基百分含量或环氧摩尔质量表示。环

29、氧基百分含量：每100g树脂中含有环氧基克数。环氧摩尔质量：相当于每摩尔环氧基的环氧树脂质量（g）。三者之间有如下互换关系：4） 盐酸丙酮溶液：将2mL浓盐酸溶于80mL丙酮中，均匀混合即成。（现配现用） NaOH溶液：将1g NaOH溶于250mL C2H5OH中，用标准邻苯二甲酸氢钾溶液标定，酚酞作指示剂。邻苯二甲酸氢钾溶液：称取0.2克标准邻苯二甲酸氢钾溶液溶于蒸馏水中。实验5醋酸乙烯酯的乳液聚合（白乳胶的制备）1、 实验目的 1、掌握实验室制备聚醋酸乙烯酯乳液的方法。2、了解乳液聚合的基本原理、配方及乳液聚合中各个组分的作用。 2、 实验原理乳液聚合是指单体在分散介质中由乳化剂分散成乳

30、液状态进行的聚合。体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成。乳液聚合可以同时提高反应速率和分子量，目前已成为生产高聚物的重要方法之一。乳化剂在乳液聚合中起着重要作用，常见的乳化剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。醋酸乙烯酯乳液聚合最常用的乳化剂是非离子型乳化剂聚乙烯醇。聚乙烯醇主要起保护胶体作用，防止粒子相互合并。由于其不带电荷，对环境和介质的pH值不敏感，但是形成的乳胶粒较大。而阴离子型乳化剂，如烷基磺酸钠RSO3Na（R=C12C13）或烷基苯磺酸钠RPhSO3Na(R=C7C14)，由于乳胶粒外负电荷的相互排斥作用，使乳液具有较大的稳定性，形成的乳胶粒子较小，乳液黏度

31、大。本实验将非离子型乳化剂和离子型乳化剂按一定比例混合使用，以提高乳化效果和乳液的稳定性。聚合反应采用过硫酸盐为引发剂，按自由基聚合反应历程进行聚合。为了聚合反应进行得较为平稳，单体和引发剂均需分批加入。本实验分两步加料反应：第一步加入少许的单体、引发剂和乳化剂进行预聚合，可生成颗粒很小的乳胶粒子；第二步继续滴加单体和引发剂，在一定的搅拌条件下使其在原来形成的乳胶粒子上继续长大。由此得到的乳胶粒子，不仅粒度较大，而且粒度分布均匀。这样保证了乳胶在高固含量的情况下，仍具有较低的黏度。3、 仪器、器材1、 仪器：水浴锅、电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、四口瓶、滴液漏斗、烧杯、表面皿。2、 试剂：聚

32、乙烯醇、OP-10（20%水溶液）、醋酸乙烯酯、20%过硫酸铵溶液、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯。4、 实验步骤(图1-1打印给你们！)1、 实验装置如图1-1所示，四口瓶中装好搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计。首先加入5.0g聚乙烯醇和90mL去离子水。开动搅拌，加热水浴，使温度升至8058摄氏度，聚乙烯醇完全溶解。2、 降温至6870摄氏度，依次加入1g十二烷基磺酸钠、5mLOP-10、2.5mL引发剂和21.4mL醋酸乙烯酯。反应30min后，加入另一半引发剂，并开始滴加剩余单体42.8mL。滴加速度控制在3040滴/min，滴加时注意控制反应温度不变。3、 单体滴加完后，继续加热回流

33、，缓慢升温以不产生大量泡沫为准，最后升温至8590摄氏度，反应至无单体回流为止。降温至50摄氏度，加碳酸氢钠溶液使溶液pH值为56，再加入5.0mL邻苯二甲酸二丁酯，搅拌0.51h。4、 将反应体系降至室温，出料。5、 固含量的测定：取已称量好的表面皿，称取1.52g胶乳，置于105摄氏度烘箱中烘1h，取出尖刀切开薄膜，翻转，继续烘至恒重，干燥后样品质量×100%按下式计算固含量= 干燥前样品质量5、 思考题1、 醋酸乙烯酯乳液聚合体系与理想的乳液聚合体系有何不同？2、 为什么要严格控制单体滴加速度？3、 与其他聚合方法比较，乳液聚合有何特点？4、 聚乙烯醇在反应中起什么作用？为什么

34、要与乳化剂OP-10混合使用？5、 为什么在反应结束后要用碳酸氢钠调整pH值为56？附录一 高分子化学实验须知1. 必须了解实验室各项规章制度及安全制度。 2. 实验前应充分预习实验内容及教材中的有关部分内容，做到明确本实验的目的、内容及原理。经检查合格方能进行实验。 3. 实验时操作仔细，认真观察实验现象，并随时如实记录实验现象和数据，以培养严谨的科学作风。 4. 爱护实验室仪器设备，实验时必须注意基本操作，仪器安装准确安全，实验台保持整齐清洁。 5. 公用仪器、药品、工具等使用完毕应立即放回原处，整齐排好，不得随便动用实验以外的仪器、药品、工具等。 6. 实验时应严格遵守操作规程，安全制度

35、，以防发生事故。如发生事故，应立即向指导教师报告，并及时处理。 7. 实验后立即清洗仪器，做好清洁卫生工作，并在规定时间内做好实验报告。 8. 发扬勤俭办学精神，注意节约水电、药品，杜绝一切浪费。 附录二 高分子实验室安全制度 在高分子合成实验中，经常使用易燃、有毒的试剂，为杜绝实验室事故的发生，必须严格遵守以下规则： 1. 蒸馏有机溶剂时，要注意装置是否漏气，以防蒸汽逸出着火。不能直接加热，要用水浴或油浴等加热，操作时不能随意离开工作岗位。 2. 减压蒸馏时要戴防护眼镜，以防爆炸。 3. 万一发生火灾，必须保持镇静，立即切断电源，移去易燃物，同时采取正确的灭火方法将火扑灭。切忌用水灭火。 4

36、. 有毒、易燃、易爆炸的试剂，要有专人负责，在专门地方保管，不得随意存放。 5. 电气设备要妥善接地，以免发生触电事故，万一发生触电，要立即切断电源，并对触电者进行急救。 6. 实验完毕，应立即切断电源，关紧水阀，离开实验室时，关好门窗，关闭总电闸，以免发生事故。附录三 常用仪器操作规定（一）电子天平 1. 称量前先明确天平的量程及精度范围。 2. 使用天平者在操作过程中必须要小心谨慎，做到轻放、轻拿、轻开、轻关，不要碰撞操作台，读数时，人身体的任何部位不能碰着操作台。 3. 接通电源，仪器预热10 min 。 4. 轻轻并短暂地按 ON 键，天平进行自动校正，待稳定后，即可开始称量。 5. 轻轻地向后推开右边玻璃门，放入容器或称量纸（试样不得直接放入称量盘中），天平显示容器重量，待显