聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试
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聚醋酸乙烯酯(PV Ac)的合成與分析一、實驗目的:1.學習乳化聚合方法合成聚合體2.學習使用pH計3.學習使用萬能拉力試驗機4.學習分析紅外線光譜圖二、實驗原理乳化聚合第一次被使用是在第二次世界大戰時,製造1,3-Butadiene 及Styrene 之合成橡膠時的方法。
其較Bulk Polymerization 來說,熱傳及黏度的問題都能獲得良好的改善。
經乳化聚合所得的產物,稱之為乳液(Latex),有時產物不需再進一步處理就可直接拿來使用。
以水為分散媒(連續相),加入乳化劑(Emulsifier or Surfactant)及水溶性起始劑,在攪拌下進行聚合反應。
而一般典型之乳化聚合的進料如下:1.單體相:單體(油溶性,不溶於水)鏈轉移劑(油溶性,不溶於水,用於控制分子量大小)2.水溶液相:水(分散媒或連續相)起始劑(水溶性)乳化劑(具親水、親油端)市售的「萬能膠水」合成膠劑,即為乳化聚合的聚醋酸乙烯酯黏合劑,將醋酸乙烯酯單體分散於水中,利用過硫酸鉀為起始劑,加熱聚合生成高分子聚合物。
CH3CH2OC O33CH2OC OCH3nnVAc PVAc圖1 聚醋酸乙烯酯反應結構圖乳化聚合方法通常裝設簡單攪拌反應器,在加入乳化劑、起始劑的水溶液和單體後,一邊攪拌一邊加熱即可製備出乳液,一般聚合溫度控制在70~90℃之間。
因醋酸乙烯酯聚合熱較大,反應溫度上昇顯著,要想獲得高濃度之安定乳液較困難,因此一般採分批加入法。
乳化聚合法的優點為:1.容易控制:反應混合物的黏度遠小於相同濃度的真溶液,大量的水可增加其熱容量,且反應混合物可迴流。
2.可同時獲得高聚合速率和高平均鏈長(使用高乳化劑濃度和低起始劑濃度)。
3.乳液成品可直接利用。
4.乳液粒子小,有助於低程度殘留單體成品之獲得。
其缺點為:1.不易獲得純聚合體(乳化劑不易移除)。
2.欲收取固態聚合體需相當的技術。
3.水的加入降低了每單位反應器體積的聚合體產量。
聚乙酸乙烯酯乳液的中温合成(摘要:介绍了一种用氧化-还原体系引发醋酸乙烯酯中温合成的工艺。
实验比较了氧化还原引发体系与单一的水溶性引发剂所合成的乳液的性能,探讨了最佳工艺条件,讨论了单体、乳化剂、引发剂、反应温度、聚乙烯醇对乳液粘度和固含量的影响,以及搅拌速度对聚合速率的影响。
确定了适宜的用量,并且从实验中得到了由中温50℃合成的生产成本低而性能优良的聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂。
关键词:中温氧化-还原体系聚乙酸乙烯酯乳液THE MIDDLE TEMPERATURE GATHERING ACETIC ACID THENE ESTER EMULSION IS COMPOSED(Changzhou Institute of Technology Engineering Department ofChemical Engineering 213164)ABSTRACTThe system having introduced that one kind uses oxide- to restore initiates the handicraft that the temperature composes in acetic acid ethene ester. Parallel experiment oxide deoxidation initiates system and unitary water-solubility initiates two kind type emulsion function of agent, have discussed the best technological conditions, viscosity and the effect strengthening contents having discussed that the monomer , the emulsifier, initiate the agent , the reaction temperature and poval to emulsion, in having ascertained proper dosages, and having got a reason from experiment middle 50℃ warm composite cost of production is low but the function is good gather acetic acid ethene ester emulsion adhesive.Keywords:middle temperature oxide-deoxidation system gathers acetic acid ethene ester emulsion第一章绪论1.1前言聚乙酸乙烯酯(PVAc) 乳液俗称白乳胶, 1929年问世, 1937年进行工业生产。
高分子现代实验技术专业:姓名:学号:高分子现代实验技术实验报告作者学号:完成单位:摘要:本次综合实验包括三部分:聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、结构表征及性能测试。
通过这一系列实验,对本学期现代高分子化学课上学习的知识进行巩固,从理论到实践,进一步掌握重点、难点,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。
关键词:溶液聚合、乳液聚合、醇解、缩甲醛、红外、核磁。
一、实验设计1.1 聚醋酸乙烯酯的合成及改性1.1.1实验原理溶液聚合是单体溶于适当溶剂中进行的聚合反应。
溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。
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呈白色乳液状。
1.1.2实验思路分别采用溶液聚合和乳液聚合的方法合成聚醋酸乙烯酯,将所得产物进行不同程度的醇解并测定其醇解度,用工业的聚乙烯醇进行缩醛化反应并测定其缩醛度。
1.2 聚醋酸乙烯酯及乙烯醇的表征1.2.1实验原理(一)由于聚合物的相对分子质量远大于溶剂,因此将聚合物溶解于溶剂时,)。
当温度和溶剂一定时,对于同种溶液的粘度(η)将大于纯溶剂的粘度(η聚合物而言,其特性粘度就仅与其相对分子质量有关(二)红外光谱是研究聚合物结构和性能关系的基本手段之一。
广泛用于高聚物材料的定性定量分析,如分析聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置以及顺反异构、测定聚合物的结晶度、计划度、取向度,研究聚合物的相转变,分析共聚物的组成和序列分布等。
红外分析具有速度快、试样用量少并能分析各种状态的试样等特点。
(三)核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象。
通常人们所说的核磁共振指的是利用核磁共振现象获取分子结构、人体内部结构信息的技术。
在交变磁场作用下,自旋核会吸收特定频率的电磁波,从较低的能级跃迁到较高能级。
这种过程就是核磁共振。
表面及性能测试高分子现代实验技术(实验报告)题目:聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试学生姓名:XXXX学号:XXXXXX所在院系:XXXXX专业名称:XXXXX级别:XXXXX指导教师:XXXXXXXX目录摘要Abstract引言 (1)1 药品及仪器 (2)1.1 药品 (2)1.2 仪器 (2)2 实验部分 (3)2.1 原料的精制 (3)2.1.1 乙酸乙烯酯的精制 (3)2.1.2 偶氮二异丁腈的精制 (4)2.2 溶液聚合 (5)2.2.1 乙酸乙烯酯:偶氮二异丁腈=1525.917:1(摩尔比) (5)2.2.2 乙酸乙烯酯:偶氮二异丁腈=1525.917:2(摩尔比) (7)2.3乳液聚合 (8)2.4 粘度法测定聚乙酸乙烯酯的黏均分子量 (9)2.5聚乙酸乙烯酯的醇解 (15)2.5.1高醇解醇解度 (15)2.5.2低醇解度醇解 (16)2.6 聚乙酸乙烯酯醇解度的测定 (16)3 结果与讨论 (17)3.1 粘度法测聚合物分子量实验结果总结173.2 X-RD实验结果总结 (18)3.3 拉力实验结果总结 (19)3.3.1 木块拉力实验测试 (19)3.3.2 PVAc膜和PVA膜拉力实验测试203.4 凝胶渗透色谱法(GPC)实验结果总结213.5 H1-NMR实验结果总结 (22)总结 (23)参考文献 (25)附录表 (26)聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试学生:李成才(指导老师:左彪赵福刚)(浙江理工大学理学院化学系)摘要聚乙酸乙烯酯(PV Ac)为常用的胶黏剂之一,以乙酸乙烯酯(V Ac)为单体进行聚合,聚合方法有溶液聚合、乳液聚合。
溶液聚合时改变引发剂的用量从而得到不同分子量的产物,但分子量皆在十万以下,乳液聚合则可得到分子量十万以上的产品。
聚乙酸乙烯酯(PV Ac)经过化学改性可得到不同产物,其中聚乙酸乙烯酯(PV Ac)经过醇解可得到聚乙烯醇(PV A),醇解时改变溶剂以及催化剂碱的用量从而导致聚乙酸乙烯酯(PV Ac)醇解度变化1-3。
一、实验目的及意义1.熟悉乳液聚合的特点,了解乳液聚合中各组分的作用。
2. 掌握制备聚醋酸乙烯胶乳的方法。
3. 进一步掌握乳液聚合的原理和合成白乳胶的工艺流程,以及实验中的注意事项。
4、熟悉NDJ-79型旋转式粘度计的用法。
5、熟悉TGL-16G型离心机的操作方法。
6、了解GB/T11175-2002《合成树脂乳液试验方法》国家标准的实验条件和试验方法。
7、查阅文献对比国内外聚乙酸乙烯酯的合成方法、合成条件、发展现状存在的差异。
8、通过性能测定总结造成产品的各种性能不合格及转化率相对较低的原因。
9、熟悉白乳胶的用途、国内外现在生产的白乳胶的性能和研究方向。
10、复习直接滴定方法以及标准液的配制和标定。
二、白乳胶概述醋酸乙烯胶粘剂是由醋酸乙烯单体经聚合反应而得到的一种热塑性胶。
按其聚合方式不同,又分为溶液型和乳液型两种,一般用于木材胶合的为乳液型。
聚醋酸乙烯乳液俗称“乳白胶”或“白胶”,简称为PVAc乳液。
聚醋酸乙烯乳液胶粘剂为白色或乳酪色的粘稠液体,具有微酸性,能溶于多种有机溶剂,并能耐稀酸稀碱,但遇强酸强碱会引起水解而形成聚乙烯醇。
具有良好的、安全的操作条件。
聚醋酸乙烯乳液胶粘剂为水性乳液(分散剂为水),因而操作过程中洗涤方便;乳液略带乙酸味,无毒无火灾和操作的危险;没有腐蚀性,对人的呼吸道和皮肤均无刺激作用。
常温固化速度较快,由于乳液胶的干燥固化是靠水分的挥发来达到的,因而用于多孔性木材胶合时,便能在较短的时间内固化,而得到较高的干状粘接强度。
初期粘接强度高,使用简便,不必加热和添加固化剂,胶层具有韧性,对刃具的损伤小。
聚醋酸乙烯乳液胶粘剂也存在很大的不足如:耐水性和耐湿性差,对冷水有一定的耐水性,但对温水的抵抗性差。
易吸湿,在湿度为65%的空气中吸湿为胶质量的1.3%;在湿度为96%的空气中吸湿为3.5%。
耐热性差,因为它是热塑性胶,软化点低(45-90℃)固化后的胶层在软化点以上就出现蠕变现象,使胶层强度下降。
**理工大学乙酸乙烯酯系列聚合物的制备、表征及性能实验报告**学院材料**班指导老师:** ***** ********实验日期:2009年6月22日-2009年7月3日目录摘要 (2)一、实验部分 (3)乙酸乙烯酯的精制 (3)聚乙酸乙烯酯的溶液聚合 (4)乙酸乙烯酯的乳液聚合 (6)粘度法测定粘均相对分子质量 (7)聚乙酸乙烯酯的醇解 (10)聚乙烯醇缩甲醛的制备 (10)缩醛度分析 (11)红外光谱法表征聚合物的结构特征 (12)核磁表征聚合物的结构特征 (14)磁聚乙烯醇的DSC分析 (15)二、分析讨论 (16)三、参考文献 (17)四、实验心得 (17)五、附录一主要试剂规格 (18)乙酸乙烯酯系列聚合物的制备、表征及性能摘要:聚乙酸乙烯酯(PVAc )是一种重要的化工产品,其主要作为中间产品制造聚乙烯醇及其衍生物,而且还作为常用的胶黏剂之一,其制备过程中的影响因素包括搅拌强度、反应温度、分散介质、保护胶体、引发剂、乳化剂、交联剂和添加剂等等,这些对其产品的性能和成本有极大的影响,因此通过本次高分子方向研究型实验能让我们掌握PVAc 制备方法和工艺,熟悉其中的各个环节,思考实验中步骤安排,用料选择等操作的意义,增加动手能力,通过实际操作加深巩固书本知识。
培养操作能力和团队合作能力。
结构性能醇解缩醛化结构表征 结构表征 改变聚合方式改变醇解度改变缩醛度分子量粘结强度结晶度力学、分离性能表面性能溶胀性能一、实验部分i.乙酸乙烯酯的精制作为整个实验的主要起始原料,由于单体中杂质含量多样,例如生产过程中引入的副产物和销售时加入的阻聚剂、转运过程中的少量氧化还原产物等,都会在试验过程中队实验造成干扰,所以我们对乙酸乙烯酯需要进行精制。
液体单体可以采用萃取分液以及精馏的方法提纯。
阻聚剂对苯二酚等酸性杂质可用NaOH溶液洗涤除去,苯胺等碱性杂质能用稀盐酸洗除;芳香族杂质用硝化试剂除去,杂环化合物能用硫酸洗涤除去;通过减压蒸馏除去单体中难挥发杂质;最后用无水CaCl2等干燥剂除水,必要时可使用CaH2除水。
聚醋酸乙烯酯胶黏剂的合成和改性孙文玉(大连工业大学辽宁,大连116033)摘要:简述了聚醋酸乙烯醋乳液的作用和合成原理,介绍目前聚醋酸乙烯醋乳液的主要改性方法:共聚改性、保护胶体的改性、共混改性、复合乳液改性、乳化体系改性,分析不同改性方法,相关的研究进展和应用情况,并展望了聚醋酸乙烯酷乳液的改性研究方向。
其中共聚改性由于洗择范围广而有可能成为主要的改性手段。
关键词:聚醋酸乙烯酯乳液;改性;耐水性;胶黏剂0 引言聚醋酸乙烯酯(PV Ac)乳液是指以醋酸乙烯酯为主单体,水为分散介质[1],借助乳液聚合或悬浮聚合方法,通过均聚或与其他单体共聚制成的聚合物乳液。
聚醋酸乙烯酯乳液是口前使用量最大、历史最悠久的合成树脂乳液之一。
聚醋酸乙烯酯胶粘剂是由醋酸乙烯酯单体经聚合反应得到的一种热塑性胶,俗称白乳胶,该材料具有使用方便,价格低廉,用途广泛,生产容易,性能好,无毒安全等一系列优点,深受用户欢迎[2],已广泛用于木材加工、建筑装演、织物粘合、包装材料、印刷装订等领域中多孔材料的粘接。
[3]聚醋酸乙烯酯均聚乳液存在一些固有的缺点,如耐水性、耐热性、耐寒性以及机械稳定性均软差;湿热条件下,其粘接强度会大幅下降;抗蠕变性差,在长期载荷作用或高温作用下胶层易发生滑动为了克服上述缺点,拓宽其应用范围,对其进行改行研究便成了迫切的需要。
时至今日,对聚醋酸乙烯酯乳液改性方法的托道已经非常多,其中最主要的是共混改性和共聚改性。
[4]1聚醋酸乙烯乳液的合成原理聚乙酸乙烯酯是乙酸乙烯酯与多种单体参与聚合,反应复杂。
现以过硫酸按作引发剂为例,说明聚乙酸乙烯酯合成反应口。
1)链引发引发剂过硫酸按分解,形成初级游离基,然后再与乙酸乙烯单体加成,形成单体游离基。
2)链增长单体游离基又和单体结合,形成新的链游离基,如此不断反应单体游离基继续与其他单体加聚就进入链增长阶段。
使链游离基不断增长。
3)链终比链游离基之间相互作用,或者链自由基与引发剂的游离基相碰,形成稳定分子结构,链自由基失去活性中心,聚合反应终。