今天是

实验指导书

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    高分子物理实验
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    计算机在材料科学中的应用C
    高分子材料研究方法
  • 实验二 乙酸乙烯酯乳液聚合及聚乙烯醇缩甲醛

      乳液聚合,是将单体借乳化剂的作用分散在介质中,以机械搅拌或在振动下进行非匀相体系的聚合。乳液聚合时,乳化剂存在水介质中,乳化剂分子(例如.油酸钠CH3(CH3)2-CH(CH2)7-COONa)的一端亲水(—COONa),另一端憎水(—CH2)而能和单体互溶,乳化剂溶于水中是以“胶束”形式存在的.它的亲水一端指向水。憎水一端则背靠背,避开水一部分单体就能进入“胶束”内部和憎水一端互溶。但是在聚合反应的初期,进入胶束的单体是一小部分,而大部分“微球”状态悬浮于水中,它的外面被乳化剂分子所包围,随着引发剂(例如K2S2O8)的自由扩散入胶束内部,引起单体聚合。同时单休“微球”也不断扩散入胶束,使反应得以完成。最后得到高聚物的“胶粒”,它的周围受到乳化剂分子的保护形成稳定的乳液,就像豆浆、牛奶、肥皂水那样。

      乳液聚合物粒子直径约0.05~0.15um,比悬浮聚合常见粒子0.05~2mm(50~ 2000um)要小得多。以水作介质,制备工艺安全廉价;反应体系粘度低,聚合热易控制;聚合速率大,分子量高,可在较低的温度下操作;产物胶乳不用干燥等后处理工序,直接可以利用。由于它的突出优点,乳液聚合在高分子科学和工业上占有重要的地位。

      本实验进行乙酸乙烯酯的乳液聚合。其反应式如下:

      聚合物中加入盐类(例如NaCl)可破坏乳液,通过凝聚作用使其沉析出来。

      聚乙烯缩甲醛是聚乙烯醇与醛在酸催化作用下而制备的。反应如下:

      聚乙烯醇是水溶性的,用甲醛或丁醛进行缩醛化,随着缩醛化程度的增加,水溶性降低。通常用酸作催化剂,由于孤立基团效应,缩醛化程度不完全。作为维尼纶纤维的聚乙烯醇缩甲醛,反应程度一般控制在75~85%,它不溶于水,性能优良。水溶性的聚乙烯醇缩甲醛的缩甲醛化程度较低,主要用于制备胶水。

      注意:1.实验前,乙酸乙烯酯需要重蒸。

      2.瓶外水浴温度不应升得太高,保持在70℃以下,否则会使反应体系局部过热。