丙烯酸树脂的合成.docVIP

实验一 溶剂型丙烯酸酯的合成实验（演示实验） 实验目的 了解涂料用热塑性丙烯酸酯树脂的合成方法。 实验原理 涂料用丙烯酸酯树脂的合成，可采用溶液聚合，乳胶聚合，本体聚合和悬浮聚合及非水分散聚合，其中以前两种方法最常用。 溶剂型丙烯酸酯树脂可分为热塑性和热固性两大类。热塑性丙烯酸酯树脂涂料的成膜主要是通过溶剂的挥发，分子链相互缠绕形成的。因此，漆膜的性能主要取决于单体的选择，分子量大小和分布及共聚物组成的均匀性。漆膜的性能如光泽，硬度，柔韧性，附着力，耐腐蚀性，耐候性和耐磨性等都与上述因素有关。漆用热塑性丙烯酸酯树脂的分子量一般在30000-130000之间，共聚物组成的均一性主要是通过分批逐步增量投入反应速度快的单体来实现的。漆膜的硬度，柔韧性等机械性能又与其玻璃化转变温度（Tg）有直接的关系，共聚物的Tg可由Fox公式近似计算。 对于溶剂型清漆的配方设计，溶剂的选择极为重要，良溶剂使体系的粘度降低，固含量增加，树脂及其涂料的成膜性能好，不良溶剂则相反。选择溶剂时主要取决于溶剂的成本，对树脂的溶解能力，挥发速度，可燃性和毒性等。成膜物质可以由一种或多种热塑性丙烯酸酯树脂组成，也可以与其他成膜物质合用来改进其性能，混溶性好而常用的有硝酸纤维素，醋酸丁酸纤维素，乙基纤维素，氯乙烯-醋酸乙烯树脂以及过氧乙烯树脂等，它们在配方中的比例，可根据产品技术要求选择。 热塑性丙烯酸酯清漆表现了丙烯酸酯树脂的特点，具有较好的色泽，耐大气，保光，保色等性能，在金属，建筑，塑料，电子和木材等的保护和装饰上起着越来越重要的作用。 实验仪器和试剂 电动搅拌机，电动热套，四口烧瓶（250ml），球形冷凝管，温度计，涂-4杯，铝片，秒表。甲基丙烯酸甲酯（MMA，C.P.），甲基丙烯酸（MAA，C.P.），丙烯酸丁酯（BA，C.P.），苯乙烯（St，C.P.），过氧化二苯甲酰（BPO，C.P.），二甲苯（XYL，C.P.）。 实验配方及步骤 （1）实验配方见表-1所示。 表-1 溶剂型丙烯酸合成配方 试剂 名称 用量，g MMA 单体 38 St 13 BA 27 MAA 2 BPO 引发剂 0.45 XYL 溶剂 80 （2）实验步骤1. 在装有搅拌器，温度计，冷凝管，恒压滴液漏斗的50 ml四口烧瓶中，加入70 g，搅拌升温。 2. 当温度升至100-110℃时，缓慢滴加溶有0.4克（精确称取）的混合单体，混合单体是由，滴加时间约需1.5小时。滴加过程中，温度允许由于反应放热而稍有升高，但注意控制滴加速度勿使温度升得过快。 3. 滴加完毕后，温度一般在110-120℃之间。在此温度内保温1小时，然后加入0.05克的甲苯10克，继续保温30分钟后。边搅拌边冷却，温度降至40℃后出料。 4. 测定所合成的树脂溶液粘度（GB1723-79）；测定酸值（GB6743-86）及固含量（GB6751-86）。 注意事项 1． 单体的滴加速度应加以控制，不宜太快，否则易喷料。 2． 控制反应温度，使反应平稳进行，否则会影响漆膜性能。 3． 为提高转化率，可适当保温时间。 思考题 1． 影响聚丙烯酸酯树脂溶液粘度的因素有哪些？ 2． 应用Fox公式计算所合成的共聚物的玻璃化温度 实验二 丙烯酸酯的乳液合成（演示实验） 实验目的 了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线； 理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理； 实验原理 在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚，在一定程度上可提高乳液的稳定性，但因其具有极强的亲水性，聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子，会产生絮凝作用，极易破乳。因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。 聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。在搅拌作用下凝胶分散在乳液中，可通过过滤法或沉降法除去，但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶，使乳液蓝光减弱颜色发白，外观粗糙。严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性，它不仅降低单体的有效利用率，增加聚合装置的停机时间和处理的费用，而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性，污染环境。 目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层