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五、乳液聚合影响因素分析 1、乳化剂的浓度 N ∝ [E]0.6[I]0.4 Rp ∝ [E]0.6[I]0.4 Xn ∝ [E]0.6[I]-0.6 乳液聚合的反应历程以及动力学研究表明：乳化剂浓度越大，形成的胶束越多，聚合反应速率越快，分子量也因胶束数的增加而相应增大。 乳液聚合的速率和产物分子量可以同时得到提高。 T↑，Rp ↑ ，Xn 因链转移速率增加而相应降低 。 T↑，胶束数目 N ↑，粒径↓。 T↑,单体分子向乳胶粒扩散速率增加，胶粒内单位浓度增加，凝胶、支化、链转移增加。 T↑，乳液稳定性下降。 * * 姓名：石新秀 自由基乳液聚合原理 自由基乳液聚合原理 一、乳液聚合的基本概念 1、乳液聚合：是指单体、水、乳化剂形成的乳状液中进行的聚合反应过程。 2、乳液聚合体系：主要由单体、水、乳化剂、引发剂和其它助剂所组成。 3、乳液聚合方法的优缺点 优点： 以水作分散介质，价廉安全；水比热较高，利于传热；乳液粘度低，便于管道输送；生产工艺可连续可间歇。 聚合速率快，同时产物分子量高，可在较低的温度下聚合。 制备的乳液可直接利用。可直接应用的胶乳有水乳漆，粘结剂，纸张、皮革、织物表面处理剂等。 不使用有机溶剂，干燥中不会发生火灾，无毒，不会污染大气。 缺点： 需固体聚合物时，乳液需经破乳、洗涤、脱水、干燥等工序，生产成本较高。 产品中残留有乳化剂等，难以完全除尽，有损电性能、透明度、耐水性等。 聚合物分离需加破乳剂，如盐溶液、酸溶液等电解质，因此分离过程较复杂，并且产生大量的废水；如直接进行喷雾干燥需大量热能；所得聚合物的杂质含量较高。 二、乳液聚合的单体 1、种类：乙烯基单体(主要)、共轭二烯单体、丙烯酸酯类单体 2、选择乙烯基单体时注意的三个条件： 可增溶溶解，但不能全部溶解于乳化剂水溶液； 能在发生增溶溶解作用的温度下进行聚合； 与水或乳化剂无任何活化作用，如不水解等。 3、单体的质量要求 要求严格，但不同生产方法其杂质容许含量不同；不同聚合配方对不同杂质的敏感性也不同，因此应根据具体配方及工艺确定原辅材料的技术指标。 三、乳化剂与表面活性剂 1、乳化剂 （1）乳化剂的定义 能使油水变成相当稳定且难以分层的乳状液的物质。 （2）乳化剂的作用 降低水的表面张力；乳化作用（利用两亲性质，降低油水的界面力）；分散作用（利用吸附在聚合物粒子表面的乳化剂分子将聚合物粒子分散成细小颗粒）；增溶作用（利用亲油基团溶解单体）；发泡作用（降低了表面张力的乳状液容易扩大表面积）。 （3）乳化剂实际上是一类表面活性剂 《自然》报道化学所揭示水黾在水上行走的奥秘 昆虫水黾为何能够毫不费力地站在水面上，并能快速地移动和跳跃？ 水黾脚和后脚特别细长，长着许多直径为纳米量级的细毛，具有疏水性，利用水的表面张力，使它们能在水面上自由行走、快速滑移和跳跃。 仅仅一条腿在水面的最大支持力就达到了其身体总重量的15 倍。 （4）表面活性剂的特征参数 a. HLB 值：亲水亲油平衡值 (Hydrophile-Lipophile Balance)值用来衡量乳化剂分子中亲水部分和亲油部分对其性质所做贡献大小的物理量。HLB值越大表明亲水性越大；反之亲油性越大。 对于大多数乳化剂来说，HLB 值处于 3 – 18 之间。 油包水 水包油 b. CMC 值：形成胶束的最低浓度 临界浓度以下 单分子状态溶解或分散于水中 达到临界浓度 若干个表面活性剂分子聚集形成带有电荷的胶体粒子(胶束)，亲油基团靠在一起，而亲水基团向外伸向水中。 单纯小型胶束 棒状胶束 薄层状胶束 球状胶束 4.35nm 水 5nm 3.2nm 1.8nm 3.2nm c. 浊点和三相点 非离子表面活性剂被加热到一定温度，溶液由透明变为浑浊，出现此现象时的温度称为浊点(Cloud Point)，乳液聚合在浊点温度以下进行。 离子型乳化剂在一定温度下会同时存在乳化剂真溶液、胶束和固体乳化剂三相态，此温度点称三相点。乳液聚合在三相点温度以上进行。 a. 阴离子表面活性剂 应用最广泛，通常是在 pH＞7 的条件下使用。 n 9 时，在水中不形成胶束。 n＝10，可生成胶束，乳化能力校差。 n＝12-18，乳化效果较好。 n 22，亲油基团过大，不能分散于水中。 b. 阳离子表面活性剂 主