聚醋酸乙烯.doc

胶黏剂实验专用周 摘 要 从聚醋酸乙烯胶的合成原理出发 ,通过试验着重讨论了反应体系中聚乙烯醇的量对聚乙烯醇缩甲醛胶粘接性能、粘度和固含量的影响。 关键词：聚醋酸乙烯；聚乙烯醇；影响； Abstract From poly vinyl acetate glue synthesis theory, and through the test focuses on the reaction system of poly (vinyl alcohol) amount of polyvinyl formal adhesive joint performance, viscosity and solid content of influence. Keywords：Poly vinyl acetate; PVA; Influence; 前 言 聚醋酸乙烯乳液俗称白乳胶, 具有单组分、 价格低廉、 使用方便、 无毒无害、 不易燃烧等特点, 广泛用于木材加工、 织物粘接、 木器家具、 涂料等行业。 但是, 它具有耐水性、 耐寒性以及抗热蠕变性能差等缺点, 大大限制了它的应用。 本次试验通过改变反应体系中的PVA的量的不同，通过试验产品的后续的性能测试，得到其对产品粘度、固含量和剪切强度的影响。 1.聚醋酸乳液的合成 1.1实验原理 聚醋酸乙烯酯的聚合是典型的自由基聚合反应。每一个醋酸乙烯酯都带有一个双键，在聚合过程中会严格遵循链引发、链增长、链终止的自由基聚合规律，最终形成高分子聚合物。聚醋酸乙烯乳液的合成是烯类单体在水介质中，由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合，反应体系中主要由单体、水、水溶性引发剂及乳化剂四种基本组分组成。 在乳液聚合体系中，乳化剂以四种形式存在：以单分子的形式存在，形成真溶液；以胶束的形式存在于溶液中；被吸附在单体液滴表面，使单体液滴稳定地悬浮在介质中；吸附在聚合物粒子表面形成乳胶粒，使聚合物乳液体系稳定。乳液聚合反应发生在增溶胶束和乳胶粒中。由于乳胶粒表面吸附了一层乳化剂分子，使表面带有同种电荷，静电斥力使得乳胶粒不能发生相互碰撞而聚并，形成一个稳定的反应体系。无数个彼此孤立的乳胶粒稳定的分散在介质中，在每个胶粒中都能进行聚合发应。而单体液滴，作为贮存单体的仓库，为保持乳胶粒内单体浓度恒定，不断向乳胶粒扩散补充单体直至单体液滴消失，乳胶粒内继续引发、增长、终止，直到单体完全转化，如图1所示。 乳液聚合过程大致可以分为下列三阶段，如图2所示。 (1) 第一阶段——乳胶粒生成期。从开始引发聚合，直至乳化剂形成的胶束消失，聚合速率递增。水相中产生的自由基扩散进入胶束内，进行引发、增长，不断形成乳胶粒，同时水相中单体也可以引发聚合，吸附乳化剂分子形成乳胶粒。随着引发聚合的继续进行，增溶胶束不断成核，乳胶粒不断增多或增大。单体转化率达15％左右，胶束全部消失，不再形成新的乳胶粒，以后引发聚合完全在乳胶粒内进行。 (2) 第二阶段——恒速期。胶束消失后，聚合进入第二阶段。链引发、增长和终止反应继续在乳胶粒内进行，液滴仍起着仓库的作用，不断向乳胶粒供应单体，乳胶粒中单体浓度保持不变，加上乳胶粒数恒定，这一阶段的聚合速率也基本一定。单体转化率达50％左右，液滴全部消失，单体全部进入乳胶粒，开始转入第三阶段。 (3) 第三阶段——降速期。乳胶粒内由单体和聚合物两部分组成，水中的自由基可以继续扩散到乳胶粒引发或终止，但单体再无补充来源，聚合速率将随乳胶粒内单体浓度的降低而降低。 图1分散阶段乳液聚合体系示意图 图2 时间－转化率曲线示意图 1.2主要仪器和试剂 1.2.1试剂 聚乙烯醇PVA-1788（工业一级） 醋酸乙烯酯（工业聚合级） 乳化剂OP-10（化学纯） 过硫酸铵（化学纯） 碳酸氢钠（化学纯） 1.2.2实验仪器 搅拌器（NDJ-90） 水浴锅 三口瓶（500mL） 回流冷凝器(10mL) 滴液漏斗（50mL） 温度计（0-100℃） 医用胶管 天平（感量0.01） 分析天平（感量0.0001） LDJ-1型旋转黏度计 电烘箱 1.3投料比 醋酸乙烯 100g 去离子水 90g 聚乙烯醇 8g 过硫酸铵水溶液（3%）