聚叔碳酸乙烯酯-乙酸乙烯酯-乙烯乳液及其乳液聚合制备的研究

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。

简述叔碳酸乙烯酯的性能及应用摘要：叔碳酸乙烯酯以其独特的结构，使其具有优异的耐候、耐碱、共聚和环保成膜性。

目前叔醋乳液的性能已经接近苯丙、纯丙，叔醋乳胶涂料得到迅猛发展。

我国在叔碳酸生产技术上取得极大突破，为叔碳酸乙烯酯的利用和发展提供了坚实基础。

目前，研制叔醋乳胶涂料并提高其性价比，或叔碳酸乙烯酯同其他树脂进行共聚以提高其性能和应用范围的研究是重点。

关键词：叔碳酸；叔碳酸乙烯酯；叔醋乳胶；共聚引言早在20世纪50年代，德国的H·Koch博士成功地将羰基化反应(OXO)应用于直接合成具有叔碳结构的有机羧酸。

进入20世纪60年代中期，美国的EXXON公司和荷兰的Shell公司利用Koch反应，采用三氟化硼系催化剂相继实现了工业化生产。

这两个国家现已成为世界上叔碳酸及其衍生物(如叔碳酸乙烯酯)的主要生产国。

日本则主要致力于以硫酸为主催化剂的所谓改良Koch法的工艺研究[1]。

从1984年开始，Shell公司的叔碳酸乙烯酯单体已经形成系列化[2]，其商品名为Veova。

1999年3月我国自主研制的一氧化碳羰基合成叔碳酸告捷[3]，2000年，天津四友公司采用羰基合成叔碳酸制备叔碳酸缩水甘油酯和叔碳酸乙烯酯，通过化工部验收，改变了我国长期依赖进口的局面。

1. 叔碳酸乙烯酯的特性叔碳酸乙烯酯是一种无色透明带有水果香味的液体，黏度比水大，密度比水小，微溶于水，可燃，但不属于易燃品，低毒[4]。

其结构式见图1。

叔碳酸乙烯酯是一种多支链一元饱和羧酸乙烯酯，其α碳原子上的烷基形成的空间位阻以及它的非极性，使其表现出优异的抗紫外线性能和极强的疏水性能，从而使其聚合物具有良好的耐候性、耐水性、耐碱性以及低表面张力等优点。

叔碳酸乙烯酯分子中的双键又使其具有一定的反应活性，能与乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等具有双键的单体进行共聚，提高其共聚物的性能，拓宽其应用范围，是一类优良的改性单体[5]。

式中，R1、R2、R3为烷基取代基,其中至少有一个为甲基,根据取代基中碳原子数的多少,可以有一系列产品。

一、实验目的1. 了解醋酸乙烯酯乳液聚合的基本原理和过程。

2. 掌握乳液聚合实验操作步骤，熟悉实验设备的使用。

3. 分析影响乳液聚合的因素，提高实验操作技能。

二、实验原理醋酸乙烯酯乳液聚合是以水为分散介质，在乳化剂的作用下，单体在引发剂的作用下发生聚合反应，生成聚醋酸乙烯酯乳液。

该反应属于自由基聚合反应，反应过程中，单体分子在引发剂的作用下产生自由基，自由基与单体分子发生链增长反应，最终形成聚合物。

三、实验材料1. 醋酸乙烯酯单体2. 过硫酸铵引发剂3. 十二烷基硫酸钠乳化剂4. 去离子水5. 聚乙烯醇6. 实验仪器：反应釜、搅拌器、温度计、pH计、移液管、容量瓶等四、实验步骤1. 准备实验材料：称取一定量的醋酸乙烯酯单体、过硫酸铵引发剂、十二烷基硫酸钠乳化剂、去离子水、聚乙烯醇，分别置于反应釜中。

2. 调整pH值：使用pH计测定反应体系pH值，调节至实验要求范围。

3. 加入引发剂：将过硫酸铵引发剂缓慢加入反应体系中，搅拌均匀。

4. 搅拌反应：开启搅拌器，将反应体系搅拌均匀，保持恒速搅拌。

5. 加热反应：将反应体系加热至实验要求温度，保持恒温。

6. 反应时间：根据实验要求，控制反应时间。

7. 冷却反应：反应结束后，关闭加热装置，自然冷却至室温。

8. 测定乳液粘度：使用粘度计测定乳液粘度。

9. 收集乳液：将乳液转移到适当的容器中，密封保存。

五、实验结果与分析1. 乳液粘度：根据实验数据，分析不同实验条件对乳液粘度的影响。

2. 聚合反应速率：通过测定不同时间下的乳液粘度，计算聚合反应速率。

3. 影响因素分析：分析乳化剂、引发剂、温度、pH值等因素对乳液聚合的影响。

六、实验总结1. 醋酸乙烯酯乳液聚合实验操作简单，易于掌握。

2. 乳化剂、引发剂、温度、pH值等因素对乳液聚合具有显著影响。

3. 通过实验，加深了对乳液聚合原理和操作步骤的理解。

4. 实验过程中应注意搅拌速度、加热温度、反应时间等因素，以确保实验结果的准确性。

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜原理引言乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液是一种常见的涂料原材料，具有良好的成膜性能。

本文将介绍乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜的原理及其相关特性。

一、乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液的组分乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液主要由乙酸乙烯酯单体、乙烯单体、乳化剂和稳定剂组成。

乳化剂和稳定剂的添加可以使乳液粒子细小均匀，增强其稳定性。

二、乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜的原理乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜的原理可以分为两个步骤：乳液涂膜和膜形成。

1. 乳液涂膜乳液涂膜是指将乳液涂刷在基材表面形成涂层。

当乳液涂刷在基材表面时，乳液中的水分逐渐蒸发，形成固体膜层。

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液中的乙酸乙烯酯和乙烯单体可以相互交联，增加膜层的稳定性和硬度。

2. 膜形成乳液中的乙酸乙烯酯和乙烯单体在水分蒸发的同时，发生聚合反应，形成聚合物链。

这些聚合物链与基材表面的固体膜层相互交联，形成致密的聚合物网络结构。

这种网络结构具有较好的耐候性和耐化学性能，使得乳液成膜涂料具有良好的耐久性。

三、乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜的特性1. 良好的附着力：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜后能够牢固附着在基材表面，不易剥离。

2. 良好的透气性：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜后具有一定的透气性，使基材表面能够呼吸，避免积水和潮湿。

3. 优异的耐久性：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜涂料具有优异的耐候性和耐化学性能，能够长时间保持涂层的色泽和光泽。

4. 环境友好：乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜涂料中不含有机溶剂，减少了对环境的污染。

总结乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜原理是通过乳液涂膜和膜形成两个步骤实现的。

乳液中的乙酸乙烯酯和乙烯单体在水分蒸发的同时发生聚合反应，形成致密的聚合物网络结构，具有良好的成膜性能。

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液成膜涂料具有良好的附着力、透气性、耐久性和环境友好性等特点，广泛应用于涂料行业。

实验三醋酸乙烯酯的乳液聚合一、实验目的1、加深对乳液聚合基本原理及其特点的了解。

2、掌握乳液聚合制备聚醋酸乙烯酯的实验方法。

二、实验原理单体在水相介质中，由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合，称乳液聚合。

其主要成份是单体、水、引发剂和乳化剂。

引发剂常采用水溶性引发剂。

乳化剂是乳液聚合的重要组份，它可以使互不相溶的油－水两相，转变为相当稳定难以分层的乳浊液。

乳化剂分子一般由亲水的极性基团和疏水的非极性基团构成，根据极性基团的性质可以将乳化剂分为阳离子型、阴离子型、两性和非离子型四类。

当乳化剂分子在水相中达到一定浓度，即到达临界胶束浓度（ CMC ）值后，体系开始出现胶束。

胶束是乳液聚合的主要场所，发生聚合后的胶束称作为乳胶粒。

随着反应的进行，乳胶粒数不断增加，胶束消失，乳胶粒数恒定，由单体液滴提供单体在乳胶粒内进行反应。

此时，由于乳胶粒内单体浓度恒定，聚合速率恒定。

到单体液滴消失后，随乳胶粒内单体浓度的减少而速率下降。

乳液聚合的反应机理不同于一般的自由基聚合，其聚合速率及聚合度式可表示如下：式中N为乳胶粒数，NA是阿佛加德罗常数。

由此可见，聚合速率与引发速率无关，而取决于乳胶粒数。

乳胶粒数的多少与乳化剂浓度有关。

增加乳化剂浓度，即增加乳胶粒数，可以同时提高聚合速度和分子量。

而在本体、溶液和悬浮聚合中，使聚合速率提高的一些因素，往往使分子量降低。

所以乳液聚合具有聚合速率快、分子量高的优点。

乳液聚合在工业生产中的应用也非常广泛。

醋酸乙烯酯（V Ac）的乳液聚合机理与一般乳液聚合相同。

采用水溶性的过硫酸盐为引发剂，为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分批加入。

聚合中常用的乳化剂是聚乙烯醇（PV A）。

实验中还常采用两种乳化剂合并使用，其乳化效果和稳定性比单独便用一种好。

本实验采用十二烷基苯磺酸钠和TX-10复配乳化剂。

聚醋酸乙烯酯（PV Ac）胶乳漆具有水基漆的优点，粘度小，分子量较大，不用易燃的有机溶剂。

作为粘合剂时(俗称白胶) ，木材、织物和纸张均可使用。

实验一聚醋酸乙烯酯乳液的制备一、实验目的1.了解自由基聚合的原理。

2.掌握醋酸乙烯酯乳液的制备方法。

3.理解聚醋酸乙烯酯乳液中各组分的作用。

二、实验原理1.性质和用途聚醋酸乙烯酯和醋酸乙烯酯的共聚物是目前最重要的聚乙烯基酯，乳液聚合是生产乙烯基酯均聚物和共聚物的最重要方法。

聚醋酸乙烯酯乳液又称白乳胶，为乳白色粘稠液体，是一种应用广泛的胶粘剂。

聚醋酸乙烯酯乳液具有粘接强度较高，固化速度较快，使用方便，成本低廉，无污染等优点，但耐水性、耐热性差，对多孔材料如木材、纸张、棉布、皮革、陶瓷等有很强的粘合力，广泛应用于木材加工、书籍装订、织物处理、皮革加工、瓷砖粘贴等领域。

2.原理醋酸乙烯酯聚合属自由基型聚合反应，反应方程式如下：本实验以聚乙烯醇为保护胶体，OP-10为乳化剂，水为分散介质，过硫酸钾为引发剂，采用乳液聚合制备聚醋酸乙烯酯乳液。

乳液聚合的主要成分有单体、引发剂、乳化剂及分散介质，引发剂为水溶性引发剂，乳化剂通常为阴离子型表面活性剂，也可采用非离子型表面活性剂或二者的复配体系，分散介质一般为水。

三、主要仪器与试剂仪器：天平、烧杯、量筒、电动搅拌装置一套、恒温水浴锅、四口烧瓶（500 mL）、恒压滴液漏斗、球形冷凝管、温度计（100℃）。

试剂：醋酸乙烯酯（精制）、聚乙烯醇1788、乳化剂OP-10、过硫酸钾、碳酸氢钠、邻苯二甲酸二丁酯。

聚乙烯醇：通常有1788和1799两种规格（17表示聚合度为1700，88和99分别表示醇解度为88%和99%）白色粒状粉末，用于乳液聚合时，一般采用1788。

乳化剂OP-10：黄色至橙黄色半流动状液体，溶于水，pH为5-7，HLB15.0，浊点85-90℃，耐酸碱。

醋酸乙烯酯：无色易燃液体，有甜的醚香味，ρ0.9317（20/20℃），m.p.-93.2℃，b.p.72.2℃，闪点-1℃，折射率1.3959，与乙醇混溶，能溶于乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，不溶于水。

简述叔碳酸乙烯酯的性能及应用摘要：叔碳酸乙烯酯以其独特的结构，使其具有优异的耐候、耐碱、共聚和环保成膜性。

目前叔醋乳液的性能已经接近苯丙、纯丙，叔醋乳胶涂料得到迅猛发展。

我国在叔碳酸生产技术上取得极大突破，为叔碳酸乙烯酯的利用和发展提供了坚实基础。

目前，研制叔醋乳胶涂料并提高其性价比，或叔碳酸乙烯酯同其他树脂进行共聚以提高其性能和应用范围的研究是重点。

关键词：叔碳酸；叔碳酸乙烯酯；叔醋乳胶；共聚引言早在20世纪50年代，德国的H·Koch博士成功地将羰基化反应(OXO)应用于直接合成具有叔碳结构的有机羧酸。

进入20世纪60年代中期，美国的EXXON公司和荷兰的Shell公司利用Koch反应，采用三氟化硼系催化剂相继实现了工业化生产。

这两个国家现已成为世界上叔碳酸及其衍生物(如叔碳酸乙烯酯)的主要生产国。

日本则主要致力于以硫酸为主催化剂的所谓改良Koch法的工艺研究[1]。

从1984年开始，Shell公司的叔碳酸乙烯酯单体已经形成系列化[2]，其商品名为Veova。

1999年3月我国自主研制的一氧化碳羰基合成叔碳酸告捷[3]，2000年，天津四友公司采用羰基合成叔碳酸制备叔碳酸缩水甘油酯和叔碳酸乙烯酯，通过化工部验收，改变了我国长期依赖进口的局面。

1. 叔碳酸乙烯酯的特性叔碳酸乙烯酯是一种无色透明带有水果香味的液体，黏度比水大，密度比水小，微溶于水，可燃，但不属于易燃品，低毒[4]。

其结构式见图1。

叔碳酸乙烯酯是一种多支链一元饱和羧酸乙烯酯，其α碳原子上的烷基形成的空间位阻以及它的非极性，使其表现出优异的抗紫外线性能和极强的疏水性能，从而使其聚合物具有良好的耐候性、耐水性、耐碱性以及低表面张力等优点。

叔碳酸乙烯酯分子中的双键又使其具有一定的反应活性，能与乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等具有双键的单体进行共聚，提高其共聚物的性能，拓宽其应用范围，是一类优良的改性单体[5]。

式中，R1、R2、R3为烷基取代基,其中至少有一个为甲基,根据取代基中碳原子数的多少,可以有一系列产品。