第4章 聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂

聚醋酸乙烯乳液粘合剂的制备一、实验目的聚醋酸乙烯乳液粘合剂，俗称白乳胶，适用于粘合多孔性纤维素材料，在建筑、木工、包装和装订等工业部门有着广泛的应用。

其特点是使用方法简便，以水为分散介质，成本低，无毒。

通过本实验掌握自由基聚合的反应原理，了解乳液聚合的反应特点；掌握白乳胶的制备方法及其中助剂的作用。

二、反应机理1、链引发：N H 4OS OOOOS O OONH 4△2NH 4OS O OO2、链增长：N H 4OS OO OC H 2C HOCOC H 3N H 4OS OOOC H 2C H C H 2C H O COC H 3O COC H 3nnC H 2C HO COC H 33、链终止：O COC H 3C H C H 2O COC H 3C H 2C H OC OC H 3C H C H 2O COC H 3C H 2C H O COC H 3C H C H 2O COC H 3C H 2C H OCOC H 3C H 2C H 2O COC H 3C H C H 2+++三、药品和仪器1 药品规格用量 醋酸乙烯酯化学纯b.p 73℃ 34g 聚乙烯纯水溶液 10% 37.5g 过硫酸铵 化学纯 0.085g 乳化剂 少量 蒸馏水 44mlDBP5g辛醇0.2g填料增稠剂防腐剂2 仪器规格数量四口烧瓶250ml 1滴液漏斗125ml 1密封搅拌装置 1球形冷凝器300ml 1酒精温度计100℃ 2水浴锅 1加热装置 1四、实验方法（一）乳液聚合在四口烧瓶中加入10%的聚乙烯纯水溶液37.5g、蒸馏水44g。

装好搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计。

开动搅拌，用水浴加热至65℃（内温），加入引发剂总量的三分之一，待完全溶解后，用滴液漏斗滴加醋酸乙烯，调节滴加速度为10~15ml/hr（约0.5滴/秒），温度计慢慢升至70℃，将温度维持在70±1℃。

一小时后再加入三分之一引发剂，单体滴加速度调至20ml/hr（约1.5秒/滴），在两小时左右将34g单体加完。

聚醋酸乙烯乳液胶粘剂的配方．1 主要原材料(1)单体单体为醋酸乙烯，也称醋酸乙烯酯(VAC)，结构式为CH3C0OCH＝CH2乳液聚合同于自由基型加聚反应，对单体的纯度要求很高，单体在贮存时，常加入阻聚剂以防止自聚，聚合前应除去阻聚剂，或采取在聚合时适量地多加一些引发剂的方法以去除阻聚剂。

(2)乳化剂反应一般使用两种非离子型乳化剂，即壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和聚乙烯醇。

其中聚乙烯醇除作乳化剂外，也起保护胶和增稠剂的作用，所以其用量较大。

也可适量地加入少许的阴离子乳化剂。

乳化剂的品种和用量对乳液的稳定性、粒度大小的分布、胶的性能等都有很大的影响。

(3)引发剂过硫酸盐，如过硫酸铰8、过硫酸钾可以作为引发剂。

乳液聚合一般都用水溶性引发剂，用量为单体量的0.5%左右。

过硫酸盐的加入，会使体系的pH值降低，致使反应速度减慢、乳液粒子变粗，甚至发生凝胶破乳等现象，所以使用时需加入碳酸氢钠等调节控制pH值。

(4)其他助剂增塑剂邻苯二甲酸二丁酯防腐剂亚硝酸钠、苯甲酸钠消泡剂辛醇分散刑甲醇防冻剂乙二醇(5)水采用去离子水，因为自来水中含有金属离子，对聚合反应有阻聚作用，如果用自来水作原料需加入整合剂乙二胺四乙酸。

．2 聚醋酸乙烯乳液合成机理乳液聚合的引发反应在胶束内发生，聚合反应主要是在引发后的胶束中以及由此形成的聚合物微粒中进行的，单体液滴主要起单体储藏的作用。

由于胶束的数目非常大，一个胶束中几乎只可能含合一个自由基，因此链终止速度显著降低，致使乳液聚合速废快，所得聚合物分子量高。

醋酸乙烯乳液聚合，属自由基聚合反应类型，遵循自由基聚合反应的一般规律，需要经过链引发、链增长和链终止3个主要阶段。

下面介绍聚合反应的机理。

(1)聚合反应的链引发将单体、水、乳化剂、引发剂等物料加入到反应器中，经搅拌形成乳状液。

醋酸乙烯乳液聚合通常采用过硫酸盐作引发剂，如过硫酸钾或过硫酸铵，在加热时反应体系中的引发剂分子受热分解生成自由基。

聚醋酸乙烯酯乳液聚醋酸乙烯酯乳液（白乳胶）生产装置设计能力35000吨，为中国最大的白乳胶粘合剂生产基地。

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该产品主要应用于香烟制造、木制品粘接、建筑装潢、印刷装订、纸塑复合、层压波纹纸箱制造、标签粘贴、地毯整理等方面，尤为适用于大规模机械化装置使用。

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产品包装：桶装：铁箍园纸桶双层塑料袋包装，净重30、25千克装。

塑料桶包装，净重20千克装。

箱装：外包装为长方形纸箱，内包装为塑料瓶，净重0.5、1.0、2.5、5.0千克装。

储运条件：存放于常温、通风、干燥的库房内，室温应保持在5℃以上，贮存保质期为12个月，一般在一年或更长一些时间内不发生破乳霉变的都可正常使用。

运输时应轻搬轻放，不得倒置、挤压、淋雨和曝晒，冬季应在0℃以上运输，注意防冻。

聚乙酸乙烯酯乳液（白乳胶）一、均聚系列二、共聚系列三、卷烟胶系列四、印刷装订胶（采用德国汉高公司技术和标准生产）五、高档卷烟胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）六、标签粘贴胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）七、信封纸袋制造胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）八、高档木制品粘接胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）九、地板粘接胶（采用德国汉高公司技术和标准生产）十、壁纸胶（采用德国汉高公司技术和标准生产）十一、文件夹制造胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）十二、纸箱制造胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）十三、地毯整理胶系列（采用德国汉高公司技术和标准生产）。

实验二-聚醋酸乙烯乳液粘合剂的合成实验二聚醋酸乙烯乳液粘合剂的合成一、实验目的聚醋酸乙烯乳液粘合剂，俗称白乳胶，适用于粘合多孔性纤维素材料，在建筑、木工、包装和装订等工业部门有着广泛的应用。

其特点是使用方法简便，以水为分散介质，成本低，无毒。

通过本实验掌握自由基聚合的反应原理，了解乳液聚合的反应特点；掌握白乳胶的制备方法及其中助剂的作用。

二、反应机理1、链引发：2、链增长：3、链终止：塑剂，填料，防腐剂，增稠剂，消泡剂，搅拌均匀后出料。

将样品涂在长10cm宽2cm的胶合板上（涂层的面积约4cm2），在干燥箱中干燥后测定其拉伸强度。

五、注意事项1、称量药品时，过量药品不要回倒，醋酸乙烯酯先倒入烧杯中再倒入量筒。

2、滴液漏斗先关旋塞，再加入醋酸乙烯酯。

3、严格控制单体滴加速度和反应速度，升温要慢一些，防止体系凝胶，结块。

4、反应过程中气泡过多，要降低单体滴加速度，减慢或停止搅拌。

六、思考题1、反应前体系中加入聚乙烯醇的作用是什么？作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化稳定剂为什么要求严格控制单体滴加速度，如果滴加过快，会出现什么现象？可以获得较小的聚合物乳胶粒，防止结块现象产生，聚合反应易控制，可以得到稳定的乳液。

2、引发剂为什么要分批加入，依次加入对聚合反应及白乳胶性能有什么影响？3、为什么要严格控制搅拌速度和反应温度，如升温快了会出现什么现象？4、聚合物乳液含固量比原配比要低，是如何造成的？5、白乳胶所加入各助剂的作用是什么？6、使用白乳胶要注意些什么？备注：1、配制10%聚乙烯醇水溶液的方法：按配比将聚乙烯醇与冷水搅拌浸泡一段时间后，再滴水加热至完全溶解，不同溶解度的聚乙烯醇溶解情况不同。

2、醋酸乙烯单体容易自聚，一般都会有阻聚剂，聚合前通常要蒸馏单体除去阻聚剂，否则应适当增加引发剂的用量。

白乳胶/聚醋酸乙烯胶粘剂，白乳胶由醋酸与乙烯合成醋酸乙烯可常温固化、固化较快、粘接强度较高，粘接层具有较好的韧性和耐久性且不易老化。

聚醋酸乙烯酯胶粘剂配方聚醋酸乙烯酯胶粘剂的配方如下：1.单体：醋酸乙烯，也被称为醋酸乙烯酯(VAC),其结构式为CH3C00CH=CH2o这种乳液聚合反应属于自由基型加聚反应，对单体的纯度要求很高。

在贮存时，通常会加入阻聚剂以防止自聚。

在聚合之前，应除去阻聚剂，或者采取在聚合时适量地多加一些引发剂的方法以去除阻聚剂。

2.乳化剂：反应一般使用两种非离子型乳化剂，即壬基酚聚氧乙烯酸(OP-IO)和聚乙烯醇。

其中，聚乙烯醇除了作为乳化剂外，也起到保护胶和增稠剂的作用，因此其用量较大。

也可以适量地加入少许的阴离子乳化剂。

乳化剂的品种和用量对乳液的稳定性、粒度大小的分布、胶的性能等都有很大的影响。

3.引发剂：引发剂通常使用过硫酸核(APS)和偶氮二异丁月青(AIBN)。

这两种引发剂分别适用于不同的聚合温度，其中过硫酸镂在60-70℃时分解，而偶氮二异丁月青在80-90。

C时分解。

因此，根据所需的聚合温度选择合适的引发剂。

另外，也可以适量地加入一些复合引发剂，如氧化-还原体系引发剂，以提高聚合速率。

4.缓冲剂：缓冲剂通常使用碳酸氢钠(NaHC03)和磷酸氢二钠(Na2HP04),用于调节聚合反应的PH值。

聚合反应的PH值对乳液的稳定性、聚合速率和聚合物分子量都有影响。

在聚合过程中，pH值应保持恒定，以避免乳液不稳定和聚合物分子量降低等问题。

5.填料：为了提高胶粘剂的粘附力和耐久性，可以适量地添加一些填料，如碳酸钙(Caeo3)、高岭土(Kaolin)和滑石粉(Talc)o这些填料可以改善胶粘剂的物理性能，使其更适合于各种应用。

通过调整配方中的各个组分的比例和聚合条件，可以获得不同性能的聚醋酸乙烯酯胶粘剂。

请注意，聚醋酸乙烯酯胶粘剂配方和生产工艺涉及多种因素，需要综合考虑。

如需了解更多信息，建议咨询专业人士或查阅相关书籍文献。

聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂配方和生产工艺
一、配方
醋酸乙烯710千克
水636千克
乙烯醇&tracelog=pd_info_promo" target=_blank>聚乙烯醇（PVA）
62.5千克
过硫酸铵（以10倍水稀释后用） 1.43千克
辛基苯酚聚氧乙烯醚8千克
碳酸氢钠（以10倍水稀释后用） 2.2千克
邻苯二甲酸二丁酯80千克
二、生产工艺
把聚乙烯醇和水加入溶解釜，搅拌10分钟升温至90℃，溶解4小时，溶成10%的溶液。

将已溶解的PVA水溶液过滤后，投入聚合釜，加辛基苯酚聚氧乙烯醚和打底单体100千克（约为总单体量的1/7左右），以及浓度为10%的过硫酸铵溶液5.5千克，关闭投料孔，开冷却水。

开始升温，在30分钟内升至65℃左右，当视镜出现液滴时，关闭蒸汽阀（约30-40分钟），温度自升至75-78℃，此时回流正常，即开始加单体（在8-9小时内加完）。

同时每小时加过硫酸铵50克（用10倍水稀
释）反应温度偏高或偏低，可适当控制加单体的流量及引发剂的量，但不得超过配方的总量。

每30分钟记录加单体回流情况和反应温度，每小时记录加单体的流量和引发剂的用量。

加完单体，观察反应液温度，如偏高（在85℃以上）可以适当补加过硫酸铵440克，补加时，应分次加入（一次加入反应过快），液温自升到90-95℃，保温30分钟，冷却至50℃以下，加入碳酸氢钠溶液。

观察乳液外观合格后，加入邻苯二甲酸二丁醋，搅拌1小时，出料。