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苯丙乳液的制备

一、实验目的：

1、掌握用乳液聚合法制备高分子材料的一般原理和合成方法；

2、了解目标乳合物的设计原理。

二、实验原理（概述）：

乳液聚合是以水为连续相（分散剂），在表面活性剂（乳化剂）存在下，使聚合反应发

生在由乳化剂形成的乳胶粒内部（即表面活性剂形成的胶束作为微反应器），制备高分子材

料的一种方法。目前，因为在世界范围内采用乳液聚合法制备大量的、各种类型的乳液聚合

物和聚合物乳液产品，因此乳液聚合被广泛应用于各个技术领域，成为不可缺少的材料或工

作物质。特别是人们环境保护意识的加强，乳液聚合技术已成为制备“环境友好材料”的主

要方法。在工业生产中有多种用途：

（1）用乳液聚合法可大量生产合成橡胶如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯橡

胶等。

（2）用乳液聚合法生产合成塑料、合成树脂。如聚氯乙烯树脂、ABS树脂、聚四氯乙烯树

脂、聚丙烯酸树脂等。

（3）用乳液聚合生产各种用途的聚合物乳液，如各种粘合剂（聚醋酸乙烯脂乳液—白胶等）、

涂料（如建筑涂料、金属涂料、木制器涂装涂料等）。

乳液聚合技术较本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合相比较，有许多重要特点、优点，既可

制备高分子量的聚合物，又有高的聚合反应速率。反应体系易散热，有利于聚合反应的控制。

生产设备和工艺简单，操作方便，灵活性大，代表了环境保护技术的发展方向，很多场合下，

聚合物乳液可直接利用。因此，近年来乳液聚合技术发展很快，特别是在聚合技术上派生、

发展了多种新技术、新方法。

乳液聚合体系有四大组分：单体、分散介层（水）、乳化剂、引发剂，其次还有用

了pH调节并改善乳液流动性的电解层，pH调节用的中和剂等。依据反应单体与反应性质，

来选用不同的乳化剂。乳化剂是决定乳液稳定性的最主要因素，对反应速率、乳液粘度、胶

粒尺寸等也有很主要的作用。乳化剂的选择除单体要求的种类外，一般以体系要求的HLB

值决定其配比和用量，而且多以非离子型与离子型乳化剂复配，常用的乳化剂如下：

用于乳液聚合的引发剂主要是以过氧化氢为母体的衍生物，如过硫酸铵（NH）SO、

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过硫酸钾KSO、有机过氧化氢，对某些体系，还可采用其他热分解引发剂如芳基偶氮氨

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基化合物等。

经典的乳液聚合物工艺的定性理论（用以描述乳液聚合体系中各种物料所处的状态及它

们之间的相互影响、相互作用和相互转化规律）将乳液聚合过程分为四个阶段：

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分散阶段：乳化剂在分散相（水）中形成胶束：加入部分单体后，在搅拌作用下，部分

形成单体珠滴、部分增溶在乳化剂形成的胶束中或溶解在水相中。乳化剂、单体化水相、单

体珠滴和胶束之间建立动态平衡。

阶段Ⅰ（成核阶段）：水溶性引发剂加入到体系中后，在反应温度下引发剂在水相中开

始分解出初始自由基，或扩散到胶束中或在水相引发聚合，或扩散到单体珠滴中。无论那种

情况都可引发单体聚合形成乳胶粒。在阶段Ⅰ，乳化剂有四个去处，即形成胶束、吸附在乳

胶粒表面上、吸附在单体珠滴表面上及溶解在水中。单体也有四个去向，即形成单体珠滴、

分布在乳胶粒中、分布在增溶胶束中，或溶解在水中，此时乳化剂和单体在水相、单体珠滴、

乳胶粒和胶束之间建立动态平衡，直到胶束耗尽后，标志阶段Ⅰ结束。

阶段Ⅱ（乳胶粒长大阶段）：聚合反应发生在乳胶粒中，逐渐加入的单体形成单体珠滴，