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微乳液聚合及其影响因素

微乳液聚合及其影响因素
微乳液聚合及其影响因素

1 概 述

微乳液(Microemulsion)的概念最早是由Hoar 和

Schulman等人在1943年提出的,之后这样的体系又被称为溶胀的胶束溶液或者透明的乳液。1980年Stoffer和Bone首先报道了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸甲酯(MA)的微乳液聚合;Atik和Thomas报道了一系列关于苯乙烯O/W的微乳液聚合研究。进入20世纪90年代,微乳液聚合的研究工作更为深入。人们研究了微乳液的动力学、微乳液聚合及粒子的

2 微乳液聚合特点及机理

微乳液内部有许多平衡的相态存在。一相结构的微乳液,在单体浓度较低时生成一种多相结构和

在表面活性剂较高的时候生成液晶区[2],如图1中下方的TypeⅠ代表了两相,O/W微乳液与过量的油共存,Type Ⅱ代表两相,单体连续相与过量的水共存,以及Type Ⅲ 代表三相,中间态的双连续微乳液与过量的水、油共存。

微乳液体系中含有大量的表面活性剂,形成的微乳液滴非常小,由于液滴的总表面积大大增加,覆盖其表面的乳化剂分子的数目大大增加,形成胶束

微乳液聚合及其影响因素

石 岩,王小妹

(中山大学化学与化学工程学院高分子研究所,广州510275)

摘 要:阐述了微乳液聚合的特点及机理,并对其影响因素进行了分析,指出微乳液体系有着广泛的应用领域。

关键词:微乳液;微乳液聚合;普通乳液

中图分类号:TQ 630 文献标识码:A 文章编号:1006-2556(2006)02-0041-03

尺寸控制,微乳液粒子乳化机理等等。

乳液体系通常是以分散相的液滴大小来区别的。微乳液是区别于微滴乳液(Miniemulsion)和普通乳液(Emulsion)而言的,微乳液直径为(10~100)nm[1],细乳液直径为(100~400)nm,普通乳液直径一般在几百纳米到上千纳米, 微乳液是一种热力学稳定、光学上透明或半透明的分散体系,体系中包含相当数目的表面活性剂。微乳液和乳液一样分为O/W型微乳液(正相微乳液)和W/O型微乳液(反相微乳液),其对比见表1。

表1 微乳液与普通乳液的比较

乳液类型普通乳液

微乳液

液滴直径/nm100~100010~100

外观乳白色,不透明

透明或半透明,清亮略微黄光或蓝光稳定性

热力学不稳定,静置易分层热力学稳定, 静置不易分层通常所含表面活性剂的量1~5

15~30(有的微乳液可达到150)

(与单体的比)/%搅拌方法

机械搅拌

机械+超声波搅拌

图1 单体、表面活性剂和水的三相图

表面活性剂

固体催化剂

单相多相

单体

单体连续相过量的水

过量溶剂双连续乳液过量的水

过量的油

O/W微乳液

TypeⅡTypeⅠ

TypeⅢW

HINA PAINT 2006.02

中国涂料

就大大减少了。所以微乳聚合反应的主要场所不是增溶胶束,而为乳化单体液滴,聚合物粒子的平均粒径和初始单体液滴的直径相同,但是,在增溶胶束成核生成的粒子较单体液滴成核生成的粒子小[3]。微乳液聚合过程一般包括:种核的产生和粒子成长。种核的产生过程:对于油溶性的引发剂,溶于单体液滴里面,分解产生自由基引发聚合,生成种子核;水溶性引发剂在水中分解生成自由基,再通过扩散由水相进入单体液滴引发聚合。粒子成长过程微乳液聚合的反应场所主要是单体液滴,每一个被乳化剂包围、尺寸又特别小的单体液滴就是一个微反应器,反应过程中不会像普通乳液那样有单体的补充。因此,随着反应的进行,单体越来越少,反应速

率也要不断减慢直到单体消耗完,反应结束[4]。

如果继续向体系滴加单体,新加入的单体就会被过量的乳化剂分散乳化,形成新的微小的单体液滴。

3 微乳液聚合和乳液聚合的比较

微乳液和普通乳液的区别不仅仅在于粒子的大

小,还在于它们的热力学状态不同。普通乳液液滴的大小随着时间增加而变大,最终变成不稳定体系,导致相分离。而微乳液是热力学稳定的体系,液滴大小不随时间变化而改变。表2对乳液聚合和微乳液聚合的胶束直径、液滴数目、聚合物链长进行了比较。

可以是分散在水中的溶胀的油滴,也可以是分散在油中的水滴[3]。

4 影响微乳液聚合的因素

4.1 表面活性剂

不论是微乳液还是普通乳液,表面活性剂(Surfactant)都是至关重要的。一个乳液/微乳液体系的稳定性,粒径的大小都和乳化剂的种类和用量有关。表面活性剂浓度过低的时候,单体液滴上吸附的表面活性剂的量不足,单体液滴易于凝结,乳液不稳定。当表面活性剂的用量增大的时候,粒子的尺寸变小,但是超过一定的值,再增加表面活性剂,粒子的尺寸变化不大[6]。

制备微乳液的乳化剂和普通乳液的乳化剂一样,分子内同时含有亲水基团和亲油基团,按照乳化剂亲水基团性质的不同将乳化剂分为四类:阴离子型乳化剂,阳离子型乳化剂,非离子型乳化剂和两性乳化剂。为了达到较好的乳化效果,一般将离子型乳化剂和非离子型乳化剂一起联合使用,如SDS和OP-10一起使用。经过实验发现,一般情况下使用阴离子乳化剂得到的产物粒径较小,而在某些体系中使用阳离子乳化剂得到的固含量较高。共乳化剂(Cosurfactant)的加入,使液滴中油水界面的表面张力急剧减小,单体形成较小液滴,共乳化剂起到稳定;或是乳化剂分子与脂[7]。Higuch等人则用部分单体扩散出来,使液滴内亲油性物直至大到足以补偿较小液滴的化学势,形成稳定的聚合物乳液[8],其现象如图2微乳液聚合中,初始的反应速率几乎和单体的聚合开始后,反应速率随着单体浓度的增单体浓度越高,单体液滴中的单体越在聚合反应开始后,想要进一步减小粒仅增加乳化剂效果不大,这就需要其他方来控制粒径。一种方法是微滴乳液聚合

知识窗

(Miniemulsion polymerization),用一些水溶性的化学试剂来阻止生成粒子的集聚,如保护胶之类的,能够在生成的聚合物颗粒周围形成一层水化层,阻止粒子之间发生集聚而使粒径增大;另一种方法是控制单体的浓度,如饥饿加料法(Starve the feed),严格控制滴加单体的速度,使单体液滴不能够存在,因为单体浓度非常低,加入后,马上被链增长或者生成自由基粒子所消耗。所以采用不同滴加单体的方法可以在一定范围控制聚合物粒子[2]的粒径。单体滴加方式对聚合物粒径的影响列于表3。

表3 单体滴加方式和聚合物粒径的关系[6](单体为MMA)4.3 引发剂

引发剂分为水溶性引发剂和油溶性引发剂。对于正相微乳液聚合,为保证聚合反应发生在单体液滴中,要求引发剂不溶于水,而溶于这些液滴,在液滴中引发聚合,这些液滴就形成聚合物颗粒。而在反相微乳液聚合中,比较适合使用水溶性引发剂。但是M.Gan,Lizhong Feng等人[3]认为用油溶性引发剂引发的微乳液聚合实际上比水溶性引发剂慢。由于油溶性引发剂在单体液滴中分解生成两个自由基,很容易发生链终止反应。而水溶性引发剂在水中分解成自由基,然后进入单体液滴,自动终止反应要小得多。通过查阅近期的一些外文期刊,发现做正相微乳聚合大多用水溶性引发剂,如APS,KPS等等。

5 应用及前景展望

微乳液具有很多优点,因此已广泛应用到各个

方面。如:用微乳液制得的涂料干燥时间缩短,耐老化性能、成膜性好,涂膜的表面硬度、附着牢度及热稳定性等显著提高。有机硅改性丙烯酸酯微乳液具有卓越的贮存和剪切稳定性,被广泛地用于织物、皮革和纸张的整理,使织物获得细腻、丰满、挺括、滑爽的手感[9];用微乳液制备纳米材料的方法,进行催化剂、半导体、超导体、磁性材料等的制备;微乳液制备药物,可以使药物保质期延长,并且易于扩散和吸收,缓释和提高药物的生物活性等等[10]。

微乳液固然有它的众多优点,但是也存在不足。比较突出的是乳化剂用量大(有的微乳液乳化剂和单体的比达到1:1~10:1),带来了成本高、后处理困难、难以满足环保要求等问题,因此发展环保型微乳液,降低乳化剂用量是一个发展方向。还有提高微乳液的固含量,加入功能型单体合成具有特殊功能的微乳液,用反应型乳化剂代替普通乳化剂进行微乳聚合等都有很好的发展前景,是进一步研究的重点。

参考文献

[1] Wan Jiang,Wu Li Yang,etc. Journal of poly- mer science:Part A:polymer chemistry, 2004, 42: 733-741

[2] John Klier,Christopher, J.Turker,Properties And Applications of Microemulsions.Advanced Materials, 2000,12 (23): 1751-1757[3] 耿耀宗,曹同玉.合成聚合物乳液制造与应用技术.中 国轻工业出版社,1999:82-86[4] 施冠成,华载文. 微乳液的聚合及其应用. 印染助剂, 1997,4,14 (2):1-5

[5] 刘德峥. 乳液与微乳液聚合及其应用. 平原大学学报, 2002,19 (2):1-5

[6] Guangwei He,Qinmin Pan ,Garry L.Rempel.Syn thesis of Poly(methyl methacrylate) Nanosize Par- ticles by Differential Miceroemulsion Polymerization. Macromol.Rapid Commun.2003,24:585-588[7] 李建宗,等. 微乳液的制备及稳定性. 湖北大学学报 (自然科学版), 1996, 18 (1):53-56[8] Tang P L, Suddle E D, SileBi C A, Minieraulsion polymerization,A comparative study of preparative variables. J. Polym. Sci. 1991,43; 1059-1066[9] 许涌深,赵宁. 有机硅微乳液的制备及应用. 天津化 工,2003, 17, (2):50-52[10] 王正平,马晓晶,等. 微乳液的制备及应用. 化学工 程师,2004, (2):61-62

收稿日期 2005-09-30

(a) (b)

乳化剂

共乳化剂

编号单体滴加方式粒径/nm

1一次性加入

452依次分3次加入12%、50%、38%363依次分4次加入12%、20%、30%、38%27.94

先加入12%,其余缓慢滴加

14.5

(a) 微乳液中油水混合区域

(b) 乳化剂和助乳化剂分子吸附在O/W界面上[5]图2 微乳液聚合中单体和乳化剂界面

SUMMARIES

Preparation of Waterborne Acrylic-Epoxy GraftCopolymer Resin

Zhou Xiaoyong, Li Caihong etc.(16 )Abstract: This paper introduces synthesis technology ofwaterborne acrylic modified epoxy resin by graftcopolymerization and the performances of waterborneanticorrosive coatings of primer-top coat in1 with the resin.Keywords: acrylic, epoxy ester, graft copolymerization,waterborne resin

Synthesis Study of High-etherized MelamineFormaldehyde Resin Used in Coatings

Sun Lishui, Li Shaoxiang etc.(19 )Abstract: This paper discusses the synthesis ofhexamethylolmelamine (HMM) and reaction conditions ofits etherisation, resolving the problems presenting totraditional manufacture methods. The synthesized samplesare analyzed, which reduces free formaldehyde content tounder 0.2%, from 5% of similar product.

Keywords: synthesis, hexamethylolmelamine (HMM),high-etherized methanol etherized melamine formaldehyderesin (HMMM)

Synthesis and Use of Alkyd Resin without BenzoicAnhydride

Zhong Xin, Zhang Di etc.(22)Abstract: The paper narrates raw materials selection,basic proportion, and technical index and use examples ofalkyd resin without benzoic anhydride; and discusses mainfactors influencing its performance indexes.

Keywords: alkyd resin, synthesis, coatings

InfluenceofFire-retardantAdditivesonFire-retardantCoatingsPerformances

Gu Junwei, Zhang Guangcheng etc. (26)Abstract: This paper focuses on the influence of fire-retardant additives on fire-retardant performances, fixingunsaturated polyester and epoxy as binder, and aminephosphate polymer, pentaerythritol and melamine of thebest ratio as fire-retardant additives for the preparation offire-retardant coatings.

Keywords: fire-retardant additives, fire-retardant coatings,intumescent, orthogonal test, fire-retardant performanceRoom-temperature Cured Non-tar Two-canPolyurethaneWater-proofingCoatings

Nan Bohua, Zheng Shuirong etc. ( 29 )Abstract: A study of room-temperature cured non-tar two-can polyurethane water-proofing coatings is conducted,showing that drawing intension and tensibility of coatingscan meet the performance requirements of architecturalwater-proofing material when NCO content in pre-polymeris 10%, light calcium use level is 15% and oil resin uselevel is 30%; the touch dry time is relatively short becauseof oil resin誷 certain activity when oil resin and dioctylphthalate is as liquid fillers.

Keywords: two-can, polyurethane, water-proofingcoatings, polyether, isocyanate

Formulation Design of Special Baking Paint forAluminum Plated PET Membrane of Metallic Yarn

Fang Hongxia ( 32 )Abstract: Basing on the technology and performancerequirements of special baking paints for vacuum platingaluminum membrane of metallic yarn, a study wasconducted to assess the formulation design factors ofbaking paint printed on it, showing that amino resin as wellas other filming resin has distinct effect on performancesof backing paint. Optimizing and selecting everycomposition of amino baking coatings, products with perfectuse performances are gotten.

Keywords: metallic yarn, baking paint, formulation designInfluence of Thickener Assort on Performance of HighPVC Latex Coatings

Guo Qian and Tang Jun ( 35 )Abstract: This paper introduces the influence of thickeneron rheological property of latex coatings through studyingthe use of different thickener in coatings.

Keywords: high PVC latex coatings, thickener, assorting,rheological

Analysis of Influencing Factors on the Performanceof Crack Resistant Mortar Materials for Outer HeatPreservation

Liu Yingkun ( 37 )Abstract: This article analyzes factors influencing theperformances of crack-resistant mortar materials and thecrack resisting mechanism through introducing the reaction,function and basic performance of outer heat preservationmortar.

Keywords: crack resistant mortar, material performance,influencing factors

Micro-polymerizationandtheInfluencingFactors Shi Yan and Wang Xiaomei ( 41 )Abstract: This paper narrates characteristics andmechanism of micro-polymerization; analyzes theinfluencing factors on it and points out the wide use areaof micro latex.

Keywords: micro latex, micro-polymerization

乳液聚合的影响因素讲课讲稿

乳液聚合的影响因素

乳液聚合的影响因素 (2007-03-09 15:48:57) 转载 分类:现代水性涂料 一、乳化剂影响 (1)乳化剂浓度[s]的影响 [s]越大,胶束数目越多,按胶束机理成核的乳胶粒数Np也就越多,乳胶粒的直径Dp也就越小 对于水中溶解度不大的单体的乳液聚合,Np∝[s]0.6 [s]越大,分子量Mn越高,聚合反应速率Rp越大。 (2)乳化剂种类的影响 特性临界参数CMC,聚集数及单体的增溶度各不相同 CMC越小和聚集数越大的乳化剂成核几率大,所生成的乳胶粒数Np就越大,乳胶粒直径Dp越小,且聚合反应速率Rp大及聚合物分子量高;增溶度大的乳化剂所生成的增溶胶束多,成核几率高,故可生成更多的乳胶粒。 二、引发剂的影响 引发剂浓度[I]增大,Mn降低 Rp提高 三、搅拌速度的影响 搅拌的一个重要作用就是把单体分散成单体珠滴,并有利于传热和传质。(1)搅拌速度对乳胶粒直径的影响

在乳液聚合中的分散阶段,搅拌强度不宜太高,否则会使单体分散成更小的单体珠滴,每立方厘米水中单体珠滴的表面积更大,在单体珠滴表面所吸附的乳化剂量增多,致使每立方厘米水中胶束数目减少,胶束成核几率下降,故生成的乳胶粒数目减少、乳胶粒直径增大。 所以搅拌强度增大时,乳胶粒的直径不但不减小,反而增大。 (2)搅拌速度对聚合反应速率的影响 一方面,每立方厘米中乳胶粒数目减少,反应中心减少,聚合反应速率降低;另一方面,会使混入乳液聚合体系中的空气增多,而空气中的氧是自由基反应的阻聚剂,会使聚合反应速率降低。 (3)搅拌对乳液稳定性的影响 过于激烈的搅拌同时会使乳液产生凝胶,甚至破乳。 四、反应温度的影响 温度高,Mn降低,Rp增大 温度高,乳胶粒数目Np增大,粒径Dp减小。 温度高,乳液稳定性降低。 五、单体相比的影响 相比M0为乳液聚合中初始加入的单体和水的质量比 乳胶粒的平均直径随相比的增大而增大 单体转化率随相比的增大而降低 六、电解质的影响 电解质的用量盐析降低CMC 提高乳化剂有效比率

影响化学反应速率的因素 专题练习题 带答案

高二年级化学选修四同步小题狂练 第二章第二节影响化学反应速率的因素 一、单选题 1.下列说法中有明显错误的是() A. 对有气体参加的化学反应,增大压强体系体积减小,可使单位体积内活化分子数 增加,因而反应速率增大 B. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大 C. 活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞 D. 加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化 学反应的速率 2.化学反应的速率主要取决下列哪个因素() A. 催化剂 B. 温度 C. 压强 D. 物质的性质 3.通过下列有关实验研究影响化学反应速率的因素得出的相关结论,你认为不正确的 是() A. 在其它条件相同时,将等质量的锌块和锌粉与相同浓度的盐酸反应,锌粉反应快 B. 将质量相同、形状大小一样的铝条分别与稀硫酸和浓硫酸反应,浓硫酸产生氢气 快 C. 两支试管中分别加入双氧水,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热, 产生氧气的快慢不同 D. 在稀硫酸和铁粉反应制取氢气时,加入适量醋酸钠晶体,可减慢反应速率 4.硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+ S↓+H2O下列四种情况中最早出现浑浊的是() A. 10℃时0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4各 5 mL B. 20℃时0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4各 5 mL C. 10℃时0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4各5 mL,加水10mL D. 20℃时0.2mol/L Na2S2O3和0.1mol/LH2SO4各5 mL,加水10 mL 5.铁粉与足量1mol/L盐酸反应,为了加快反应速率且不影响产生氢气的量可以加入() ①2mol/L的硝酸溶液②少量CuSO4(s)③少量铜粉④少量 CH3COONa(s)⑤对溶液加热⑥向反应液中通入HCl气体⑦加入过量铁粉⑧将铁粉改为铁片.

影响乳液聚合的因素

影响聚醋酸乙烯乳液质量的因素 单体质量的影响 醋酸乙烯单体应该用新精馏的,并控制一定的质量指标。 外观——无色透明液体 活化度(10ml单体加过氧化苯甲醚——<30min 沸点——72-73℃——20ml在70℃时测定) 含醛(以乙醛计)——<0.02% 含酸(以乙酸计)——<0.01% 醋类是醋酸乙烯单体中的主要杂质,能起到明显的阻聚作用,阻聚作用使得聚合物的分子量不易长大,并且使聚合过程变复杂。在本体聚合和悬浮聚合时经常使用乙醛调节分子量大小。酸对乳液聚合也有影响,活化度实际上是醛、酸和其他杂质在单体中的综合影响,杂质多聚合诱导期变长。杂质少,诱导期短,活化时间也短。活化度太差的单体在乳液聚合反应进行时会出现聚合反应时行缓慢,回流一直很大,使连续加入单体有困难。加单体太慢或中途停止加单体则反应放热少而回流带出的热量多,反应温度就会下降,反应难于控制,无法平稳进行。 引发剂的影响 在乳液聚合中都用水溶性的引发剂,如过硫酸盐和过氧化氢,而不能用溶解于单体中的过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈,引发剂溶解在单体中不好。过氧化氢在存放中易变化,而硫酸盐比过氧化氢易控制,在操作时加水溶解后即加入反应釜内,因此比较稳定,所以一般多采用过硫酸钾、过硫酸铵等。 一般情况下过硫酸钾的用量为单体量的0.2%,实际上在反应中只加入2/3,其余1/3是在反应最后阶段加入的,目的是为了减少乳液中的游离单体。引发剂用量根据设备情况、投料量确定,反应设备越大,投料量越大,引发剂的用量就相应减少些。做小试验的时候,引发剂使用的比例比中试、实际生产的比例要大一点。而在每次反应时间中初加的部分也需视反应情况而稍有不同。 用过硫酸盐为引发剂时,乳液的pH值需加以控制,因为在反应中加入过硫酸盐会使反应液的酸性不断增加,而pH值太低(如小于2时),则反应速度很慢,有时会破坏了乳液聚合反应的正常进行,使乳液粒子变粗,甚至会使反应时间过长或使反应无法进行。若所用聚乙烯醇是碱醇解的产品,水溶液呈弱碱性,则在反应前可不调整pH值,而在反应结束后加入部分碳酸氢钠中和至pH值4-6间。 乳化剂的影响 乳化剂是一种表面活性剂,在乳液聚合过程中能降低单体和水的表面张力,并增加单体在水中的溶解度,形成胶束和乳化的单体液滴。乳化剂的选择对乳液的稳定性和质量有很大影响,乳化剂的用量多少也对乳液的稳定性有影响,乳化剂用量太少乳液的稳定性差,而用量太大耐水性则差。 聚乙烯醇是聚醋酸乙烯乳液聚合中最常用的乳化剂,由于对乳液的质量要求不同,聚乙烯醇的规格和用量也有所不同。聚乙烯醇在乳液中起乳化作用,也起保护胶体的的作用,但也有使胶体增稠的作用,所以其用量不仅以乳化的角度也从增稠的角度,聚乙烯醇地一般用量是为单体的5%左右。

阳离子乳液聚合及其应用研究进展

阳离子乳液聚合及其应用研究进展 化工与材料学院 材化081—18 程如清

阳离子乳液聚合及其应用研究进展 程如清 (大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连 116034) 摘要:本文简单的介绍几种比较主流的阳离子乳液的聚合方法,并且介绍了阳离子聚合物乳液在 造纸工业和纺织工业以及在建筑业的应用,并对阳离子聚合物乳液在生活生产中应用和发展作了 展望。 关键词:阳离子乳液聚合阳离子聚合物乳液应用研究进展 1. 引言 阳离子聚合物乳液对正负电荷具有良好的平衡性能, 用于纸张上浆剂[1, 2]、粘合剂[3,4]以及染印、钻井、化妆品、生物医学等领域[5- 7]。阳离子聚合物乳液的基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷,早在60 年代阳离子乳液就引起人们的关注, 目前已有很多人从事这方面的研究, 在理论和应用方面取得了显著的成果。要赋予乳胶粒或聚合物正电荷, 可以根据需要采用不同的聚合方法。 2. 阳离子聚合物乳液的制备方法 2.1 常规乳液聚合法 用乙烯基单体、阳离子型乳化剂或高分子乳化剂, 在自由基引发剂或阳离子型引发剂作用下, 按常规乳液聚合法可以合成阳离子乳液。如sheetz[8]用十二烷基氯化铵作乳化剂, 在H2O 2- F3+e , pH= 2 中制得了稳定的阳离子聚合物乳液; Sarota 等[9]用十二烷基吡啶氯化铵作乳化剂, 加入少量的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯, 合成了稳定性良好的PSt 阳离子胶乳; 李效玉等[10]研究了利用不同的表面活性剂如聚乙烯醇,N ,N - 二甲基,N - 十二烷基,N - 苄基氯化铵,N - 甲基,N - 十六烷基吗啉硫酸甲酯季铵盐(CMM ) 等对合成的阳离子乳液的稳定性、聚合转化率的影响, 结果发现: CMM 作乳化剂, 聚合转化率最高, 乳液的稳定性最好。 2.2 转换法 转换法是用阳离子型表面活性剂或两性、非离子型表面活性剂对某些阴离子胶乳进行转换而制备阳离子胶乳。如Heinz 等[11]采用两性表面活性剂和阳离子表面活性剂对阴离子聚苯乙烯、丁二烯胶乳进行转换, 得到了阳离子胶乳;B low [12,13]在研究天然胶乳与阴离子合成胶乳时, 考察了阳离子表面活性剂对胶乳稳定性和胶粒表面电荷的影响, 发现加入阳离子乳化剂使胶乳的稳定性降低, 但是在搅拌下把稀胶乳加到过量的阳离子表面活化剂中, 非常成功地转换成阳离子胶乳; 恩知钢太郎[14]采用烷基取代胺与环氧乙烷的加成物为阳离子乳化剂, 对用转换法生产阳离子丁苯胶乳进行系统研究, 所用的乳化剂除具有同阴离子乳化剂混溶性好的特点外, 还可与胶乳微粒进行交联, 在该转换中, 乳化剂用量占胶乳中聚合物的3- 5% (重量) , 并且边搅拌边向阴离子胶乳(pH 为9- 12) 中定量加入浓度为30% 的阳离子表面活性剂, 然后将pH 值调到8 以下, 从而完成转换过程。 2.3 微乳液聚合法 微乳液聚合法是一种特殊的乳液聚合法, 合成的聚合物具有分子量分布窄、胶乳粒径小等特点, 通常利用可交联的功能单体作共聚单体, 以防止粘度增加

化学反应速率及其影响因素

化学反应速率及其影响因素

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明士教育集团个性化教学辅导导学案 (2015秋季使用) 编写教师: 校对教师: 审核教师: 教学课题 化学反应速率和化学平衡 课时计划 第(1)次课 授课教师 学科 化学 授课日期和时段 上课学生 年级 高二 上课形式 阶段 基础( ) 提高(√ ) 强化( ) 教学目标 1.使学生了解化学反应速率的概念及表示方法 2.使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 重点、难点 重点:浓度对化学反应速率的影响 难点:浓度对化学反应速率影响的原因 知识点一:化学反应速率 1、含义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 2、表示方法:在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 。 3、数学表达式: V = △C/ △t 4、单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h) 注意事项:1. 化学反应速率是标量,即只有大小而没有方向; 2. 一般地计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,不同时刻的化学反应速率是不相同的; 3. 对于固体物质或气态反应中的液体物质,反应在其表面进行,它们的“浓度”是不变的,因此不用液体和固体表示化学反应速率; 4. 对于同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同,但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比。例如在N 2+3H2 2NH3中 v (N 2)∶v (H 2)∶v (NH 3)=1∶3∶2。 要点诠释: 知识点二:影响化学反应速率的因素 (一)浓度对化学反应速率的影响规律(图示) “凡事预则立,不预则废”。科学地预习 Ⅰ、知识梳理 一、学习与应用

乳液聚合中乳胶粒粒径大小的影响因素

乳液聚合中乳胶粒粒径大小的影响因素 概述 乳液聚合中,乳胶粒子的直径大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指标之一。目前分子设计中的核心体现在乳液聚合中乳胶粒大小及分布的控制上。粒径大小不同的乳液有不同的应用价值,如微乳液,粒径在 10~100nm 之间,是理想的小粒径、单分散聚合物颗粒的合成介质,在食品、医药、透明材料的填料等领域都有广泛的应用;大粒径(即微米级)、单分散、具有不同颗粒形态和表面特征的聚合物微球已经应用到高档涂料、粘合剂、浸渍剂、化妆品等科学技术领域,尤其是应用到高分子、生物医学和临床医学等高新技术领域中,成为不可缺少的材料和工作物质。 影响乳胶粒粒径大小有以下各种因素。 1乳化剂的影响 在乳液聚合中,乳液稳定是因为分界面上亲水基团的存在,这种基团为残留的引发剂、共聚单体,大部分是被吸附的乳化剂。乳化剂作为乳液聚合体系中关键组分之一,它的组成、结构与性能直接影响最终乳液体系的稳定性、粒径大小及分布。乳化剂用量越大,形成的胶束就越多,乳胶粒也越多,乳胶粒粒径就越小。随着乳化剂用量增加,乳液聚合转化率提高,乳胶粒粒径减小。 在乳液聚合中,阴离子乳化剂因其能使乳胶粒子外层具有静电荷,防止离子聚集,使乳液的机械稳定性好,在工业中应用最广泛。而阳离子型乳化剂中胺类化合物具有阻聚作用,且易被过氧化物引发剂氧化而发生副反应,因此阳离子乳化剂的应用较少。非离子型乳化剂不怕硬水,化学稳定性好。一般而言,单纯用非离子型乳化剂进行乳液聚合反应,反应速率低于阴离子乳化剂参加的反应,且生产出的乳胶粒子粒径较大,涂膜光泽差。与非离子型乳化剂相比,由于乳化剂离子带电荷,同时还会产生一定程度的水化作用,在乳胶粒子间静电斥力和水化层的空间位阻的双重作用下可使聚合物乳液更稳定,另一方面离子型乳化剂比非离子型乳化剂相对分子质量小得多,加入质量相同的乳化剂时,离子型乳化剂所产生的胶束数目多,成核几率大,会生成更多的乳胶粒,聚合反应速率大,合成的乳胶粒径小。因此在有离子型和非离子型乳化剂可供选择时,优先选择离子型乳化剂。两性乳化剂由于价格昂贵,尚未能在乳液聚合工业上体现其独特的性

细乳液聚合最新研究进展

第49卷第8期2019年8月 涂料工业 PAINT&COATINGS INDUSTRY Vol.49 No.8 Aug.2019细乳液聚合最新研究进展 钟瑞英,付长清%申亮 (1.江西科技师范大学化学化工学院涂料与高分子系,南昌330013; 2.江西省水性涂料工程实验室,南昌330013) 摘要:随着高分子合成技术的迅速发展,乳液聚合法的发展创新趋势较为明显,其聚合过程对 商品聚合物的生产至关重要,所制备出的聚合物乳液可直接用作水性涂料和胶粘剂等。文中具体介 绍了细乳液聚合体系的设计方法、聚合过程及稳定机理,重点综述了近年来细乳液聚合在高固含量 细乳液制备、纳米复合材料制备(荧光聚合物纳米粒子、有机/无机纳米复合材料)及聚合物空心球或 微球制备等方面的研究进展。 关键词:细乳液聚合;应用;制备;进展 中图分类号:TQ630. 6 文献标识码:A文章编号:0253-4312(2019)08-0081-07 doi:10. 12020/j.issn.0253-4312. 2019. 8.81 Recent Progress in Mini-Emulsion Polymerization Zhong Ruiying,Fu Changqing,Shen Liang (1.Department of P olymer and Coating ^Jiangxi Science& Technology Normal University, Nanehang330013, China;2.Jiangxi Waterborne Coatings Engineering Laboratory,Nanchang330013, China) Abstract:With the rapid development of polymer synthesis technology,the development trend of emulsion polymerization is more obvious.Now its polymerization process is more important for the production of commercial available polymers.The emulsion can be directly used for waterborne coatings and adhesives,etc.The preparation technique,polymerization process and stabilization mechanism of mini-emulsion polymerization system were introduced in this paper,focusing on the recent progress of minie—emulsion polymerization in the preparation of high solid content polymer mini-emulsion,nanocomposite(fluorescent polymer nanoparticles,organic/inorganic nanocomposites)and hollow or microspheres polymer was reviewed in this paper. Key words :minie-mulsion polymerization;application;preparation;development 20世纪70年代初,美国Lehigh大学的Ugelstad 等学者发现m,在乳液聚合中乳胶粒生成的主要方式 可以为珠滴成核,但单体珠滴必须分散得足够细。在乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和助稳定剂十六醇 (CA)/十六烷(HD)的共同作用下,通过强力的均化作 用,可以把单体分散成单体珠滴直径为亚微米(50?*500 nm)级的细乳液,并提出了新的粒子成核机理—在亚微单体液滴中引发成核'开发了细乳液聚 合技术。 与常规乳液聚合相比,细乳液聚合在体系中引 进了助乳化剂,并采用了微乳化工艺(简称MP),这样 使得原本较大的单体液滴(直径1 〇〇〇?5 000 nm)被 [基金项目]江西科技师范大学拔尖人才项目(2016QNBJRC007);国家自然科学基金(51563011) *通信联系人

自由基聚合与离子型聚合特征区别

引发剂种类> 自由基聚合: 采用受热易产生自由基的物质作为引发剂<偶氮类 过氧类 氧化还原体系 引发剂的性质只影响引发反应,用量影响Rp和 > 离子聚合: 采用容易产生活性离子的物质作为引发剂 * 阳离子聚合:亲电试剂,主要是Lewis酸,需共引发剂 * 阴离子聚合:亲核试剂,主要是碱金属及其有机化合物 引发剂中的一部分,在活性中心近旁成为反离子 其形态影响聚合速率、分子量、产物的立构规整性单体结构 自由基聚合<带有弱吸电子基的乙烯基单体 共轭烯烃 离子聚合:对单体有较高的选择性 <阳离子聚合:阳离子聚合:带有强推电子取代基的烯类单体 共轭烯烃(活性较小)阴离子聚合:带有强吸电子取代基的烯类单体 共轭烯烃 环状化合物、羰基化合物 溶剂的影响 自由基聚合<向溶剂链转移,降低分子量 笼蔽效应,降低引发剂效率 f 溶剂加入,降低了[M],Rp略有降低 水也可作溶剂,进行悬浮、乳液聚合 离子聚合<溶剂的极性和溶剂化能力,对活性种的形态有较大影响:离子对、自由离子影响到RRp、Xn 和产物的立构规整性 溶剂种类:阳:卤代烃、CS2、液态SO2、CO2;阴:液氨、醚类(THF、二氧六环) 反应温度自由基聚合:取决于引发剂的分解温度,50 ~80 ℃ 离子聚合:引发活化能很小 为防止链转移、重排等副反应,在低温聚合,阳离子聚合常在-70 ~-100 ℃进行。聚合机理 自由基聚合:多为双基终止<双基偶合 双基歧化 离子聚合:具有相同电荷,不能双基终止<无自加速现象

阳:向单体、反离子、链转移剂终止 阴:往往无终止,活性聚合物,添加其它试剂终止 机理特征:自由基聚合:慢引发、快增长、速终止、可转移阳离子聚合:快引发、快增长、易转移、难终止 阴离子聚合:快引发、慢增长、无终止 阻聚剂种类自由基聚合:氧、DPPH、苯醌 阳离子聚合:极性物质水、醇,碱性物质,苯醌 阴离子聚合:极性物质水、醇,酸性物质,CO2 问题:有DPPH和苯醌两种试剂,如何区别三种反应?

化学反应速率及其影响因素

化学反应速率及其影响因素 Z 真题感悟 hen ti gan wu (课前) 1.(2017·江苏·10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(D) A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大 [解析]本题考查反应条件对反应速率的影响。由图甲可知,起始时H2O2的浓度越小,曲线下降越平缓,说明反应速率越慢,A项错误;OH-的浓度越大,pH越大,即0.1 mol·L -1NaOH对应的pH最大,曲线下降最快,即H2O2分解最快,B项错误;由图丙可知,相同时间内,0.1 mol·L-1 NaOH条件下H2O2分解最快,0 mol·L-1 NaOH条件下H2O2分解最慢,而1.0 mol·L-1 NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间,C项错误;由图丁可知,Mn2+越多,H2O2的分解速率越快,说明Mn2+对H2O2分解速率影响较大,D项正确。 2.(2016·全国Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO x,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。 在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。 _大于__ 是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是_NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高__。 [解析]由实验结果可知,c(SO2-4)=8.35×10-4 mol·L-1>c(NO-3)=1.5×10-4 mol·L-1,

乳液聚合中乳胶粒粒径大小及分布的影响因素

乳液聚合中乳胶粒粒径大小及分布的影响因素 王竹青葛圣松 (山东科技大学化学与环境工程学院山东青岛 266510) 摘要在乳液聚合中,乳胶粒的大小及分布对乳液的性能及其应用有很大的影响,同时也反映了乳液聚合反应进行的过程。本文综述了影响乳胶粒粒径大小及分布的各种因素,如聚合工艺、乳化剂、单体种类、聚合温度、引发剂等,并介绍了不同粒径乳液的性能及其应用。关键词乳液聚合;乳胶粒粒径;影响因素;应用 引言 乳液聚合中,乳胶粒子的直径大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指标之一。目前分子设计中的核心体现在乳液聚合中乳胶粒大小及分布的控制上[1]。粒径大小不同的乳液有不同的应用价值,如微乳液,粒径在 10~100nm 之间,是理想的小粒径、单分散聚合物颗粒的合成介质[2],在食品、医药、透明材料的填料等领域都有广泛的应用[3];大粒径(即微米级)、单分散、具有不同颗粒形态和表面特征的聚合物微球已经应用到高档涂料、粘合剂、浸渍剂、化妆品等科学技术领域,尤其是应用到高分子、生物医学和临床医学等高新技术领域中,成为不可缺少的材料和工作物质[4]。 本文综述了影响乳胶粒粒径大小的各种因素,并介绍了不同粒径乳液的性能及其应用。 1乳化剂的影响 在乳液聚合中,乳液稳定是因为分界面上亲水基团的存在,这种

基团为残留的引发剂、共聚单体,大部分是被吸附的乳化剂[5]。乳化剂作为乳液聚合体系中关键组分之一,它的组成、结构与性能直接影响最终乳液体系的稳定性、粒径大小及分布[6]。乳化剂用量越大,形成的胶束就越多,乳胶粒也越多,乳胶粒粒径就越小。付永祥[7]通过实验总结出随着乳化剂用量增加,乳液聚合转化率提高,乳胶粒粒径减小的结论。张文兴[8]讨论了高固含量条件下各因素对微胶乳粒径及分布的影响,通过控制乳化剂用量制备了固含量 40%、粒径50nm、分布 0.050 级别的纳米微胶乳。 在乳液聚合中,阴离子乳化剂因其能使乳胶粒子外层具有静电荷,防止离子聚集,使乳液的机械稳定性好,在工业中应用最广泛。而阳离子型乳化剂中胺类化合物具有阻聚作用,且易被过氧化物引发剂氧化而发生副反应,因此阳离子乳化剂的应用较少。非离子型乳化剂不怕硬水,化学稳定性好。一般而言,单纯用非离子型乳化剂进行乳液聚合反应,反应速率低于阴离子乳化剂参加的反应,且生产出的乳胶粒子粒径较大,涂膜光泽差[9]。与非离子型乳化剂相比,由于乳化剂离子带电荷,同时还会产生一定程度的水化作用,在乳胶粒子间静电斥力和水化层的空间位阻的双重作用下可使聚合物乳液更稳定,另一方面离子型乳化剂比非离子型乳化剂相对分子质量小得多,加入质量相同的乳化剂时,离子型乳化剂所产生的胶束数目多,成核几率大,会生成更多的乳胶粒,聚合反应速率大,合成的乳胶粒径小。因此在有离子型和非离子型乳化剂可供选择时,优先选择离子型乳化剂。两性乳化剂由于价格昂贵,尚未能在乳液聚合工业上体现其独特的性能

第二章_自由基聚合-习题

第二章自由基聚合-习题 1.举例说明自由基聚合时取代基的位阻效应、共轭效应、电负性、氢键和溶剂化对单体聚合热的影响。 2.什么是聚合上限温度、平衡单体浓度?根据表3-3数据计算丁二烯、苯乙烯40、80℃自由基聚合时的平衡单体浓度。 3.什么是自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合? 4.下列单体适合于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由。 CH 2=CHCl,CH 2 =CCl 2 ,CH 2 =CHCN,CH 2 =C(CN) 2 ,CH 2 =CHCH 3 ,CH 2 =C(CH 3 ) 2 , CH 2=CHC 6 H 5 ,CF 2 =CF 2 ,CH 2 =C(CN)COOR, CH 2=C(CH 3 )-CH=CH 2 。 5.判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。 CH 2=C(C 6 H 5 ) 2 ,ClCH=CHCl,CH 2 =C(CH 3 )C 2 H 5 ,CH 3 CH=CHCH 3 , CH 2=C(CH 3 )CO℃H 3 ,CH 2 =CH℃℃H 3 ,CH 3 CH=CHCO℃H 3 。 6.对下列实验现象进行讨论: (1)乙烯、乙烯的一元取代物、乙烯的1,1-二元取代物一般都能聚合,但乙烯的1,2-取代物除个别外一般不能聚合。 (2)大部分烯类单体能按自由基机理聚合,只有少部分单体能按离子型机理聚合。 (3)带有π-π共轭体系的单体可以按自由基、阳离子和阴离子机理进行聚合。 7.以偶氮二异丁腈为引发剂,写出苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯自由基聚合历程中各基元反应。 8.对于双基终止的自由基聚合反应,每一大分子含有1.30个引发剂残基。假定无链转移反应,试计算歧化终止与偶合终止的相对量。 9.在自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接? 10.自由基聚合时,单体转化率与聚合物相对分子质量随时间的变化有何特征?与聚合机理有何关系? 11.自由基聚合常用的引发方式有几种?举例说明其特点。 12.写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式。其中哪些是水溶性引发剂,哪些是油溶性引发剂,使用场所有何不同? (1)偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈。 (2)过氧化二苯甲酰,过氧化二碳酸二乙基己酯,异丙苯过氧化氢。 (3)过氧化氢-亚铁盐体系,过硫酸钾-亚硫酸盐体系,过氧化二苯甲酰-N,N二甲基苯胺。 13.60℃下用碘量法测定过氧化二碳酸二环己酯(DCPD)的分解速率,数据列于下 表,求分解速率常数k d (s -1 )和半衰期t 1/2 (hr)。

专题二、影响速率的因素

课时二、影响速率的因素 提问:化学反应是进行的快好还是进行得慢好? 教学过程: 一、有效碰撞的理论 1、化学反应发生的必要条件是: 2、化学反应发生的充要条件是: 3、什么是活化分子?什么是活化能? 4、单位体积活化分子数与化学反应速率的关系? 二、影响化学反应速率最主要的因素是: 三、影响化学反应速率的外在条件: 1、浓度对化学反应速率的影响 规律:其它条件不变时,浓度越大 原因分析: 注意:对于纯固体或纯液体,增大反应物的量, 2、压强对反应速率的影响 (1)结论:其它条件不变时,有气体参加的反应,增大压强减小压强, (2)原因分析: 3、温度对化学反应速率的影响 (1)规律:其它条件不变时,升高温度降低温度(2)原因分析: (3)经验规律 4、催化剂 (1)规律:其它条件不变时,使用催化剂 (2)原因分析:

5、固体物质 强化训练: 1.决定化学反应的速率的大小的根本原因是()A.温度与压强 B.反应物的浓度 C.参加反应的各物质的性质 D.催化剂的加入 2.在溶液中发生的反应,对反应速率不发生影响的因素是() A.温度 B.压强 C.浓度 D.催化剂 3.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气产生速率的因素是()A.盐酸的浓度 B.铝条的表面积 C.溶液的温度 D.加少量Na2SO4 4.下列因素一定会使化学反应速率加快的是:①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小容器体积 ④加入生成物(5)形成原电池() A.①②④ B.②③○5 C.①②③ D.只有②○5 5.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:下列描述正确的是() A、反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s) B、反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L C、反应开始到10s时,Y的转化率为79.0% D、反应的化学方程式为:X(g)+ Y(g) Z(g) 6.下列措施对增大反应速率明显有效的是() A.Na与水反应时增大水的用量 B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸 C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强 D.Al在氧气中燃烧生成A12O3,将Al片改成Al粉 7.100mL6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速度,但又不影响生成氢气的总量.可向反应物中加入适量的() A.碳酸钠(固体) B.水 C.硫酸钾溶液 D.浓硫酸 8.在反应:C+CO22CO中,可使反应速率增大的措施是() ①增大压强②升高温度③通入CO2④增加碳的量⑤降低压强 A.①②③④ B.②③④⑤ C.①②③ D.②③④ 9、将 4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:

化学反应速率及其影响因素

明士教育集团个性化教学辅导导学案 (2015秋季使用) 编写教师: 校对教师: 审核教师: 教学课题 化学反应速率和化学平衡 课时计划 第(1)次课 授课教师 学科 化学 授课日期和时段 上课学生 年级 高二 上课形式 阶段 基础( ) 提高(√ ) 强化( ) 教学目标 1.使学生了解化学反应速率的概念及表示方法 2.使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 重点、难点 重点:浓度对化学反应速率的影响 难点:浓度对化学反应速率影响的原因 知识点一:化学反应速率 1、含义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 2、表示方法:在容积不变的反应器中,通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 。 3、数学表达式: V = △C/ △t 4、单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h) 注意事项:1. 化学反应速率是标量,即只有大小而没有方向; 2. 一般地计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,不同时刻的化学反应速率是不相同的; 3. 对于固体物质或气态反应中的液体物质,反应在其表面进行,它们的“浓度”是不变的,因此不用液体和 固体表示化学反应速率; “凡事预则立,不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对 Ⅰ、知识梳理 认真阅读、理解教材,带着自己预习的疑惑认真听课学习,复习与本次课程相关的重点知识与公式及规律,认真听老师讲解本次课程基本知识要点。请大家做好课堂笔记。 一、学习与应用

4. 对于同一化学反应,用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同,但其化学反应速率比等于化学方程式 中化学计量数之比。例如在N 2+3H 2 2NH 3中 v (N 2)∶v (H 2)∶v (NH 3)=1∶3∶2。 要点诠释: 知识点二:影响化学反应速率的因素 (一)浓度对化学反应速率的影响规律(图示) (二)压强对化学反应速率的影响 说明:压强对化学反应速率的影响的几种情况 改变压强,对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因。 (1)对于没有气体参与的化学反应,由于改变压强时,反应物浓度变化很小,可忽略不计,因此对化学反应速率无影响。 (2)对于有气体参与的化学反应,有以下几种情况:

种子乳液聚合的研究进展

种子乳液聚合的研究进展 邵谦1,2*,王成国1,郑衡2,王建明2 (11山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,济南250061; 21山东科技大学化学与环境工程学院,青岛266510) 摘要:种子乳液聚合法因具有乳液稳定性更好、粒径分布窄、易控制等优点,在乳胶粒子设计及制备各种功能性胶乳方面具有重要作用,是制备高固含量乳液及具有核壳结构乳液的最常见最简便的方法。本文综述了 近年来种子乳液的聚合工艺、聚合机理,包括接枝机理、互穿聚合物网络机理、聚合物沉积机理、种子表面聚合 机理和离子键合机理等,以及种子乳液聚合在乳胶粒子设计方面的应用研究进展,并讨论了影响种子乳液聚合 的各种因素。 关键词:种子乳液;乳液聚合;粒子设计 传统的乳液聚合制得的聚合物乳胶粒粒径一般较小,且粒径分布较宽,不能满足特殊需要。20世纪70年代,Williams[1]根据苯乙烯种子乳液聚合动力学和溶胀等数据首先提出了核壳理论。80年代日本神户大学的Okubo[2]教授提出了/粒子设计0的新概念,在不改变乳液单体组成的前提下改变了乳胶粒子的结构。 与其它方法制备的乳液相比,种子乳液聚合法制备的乳液具有稳定性更好、粒径分布窄、易控制等优点。利用种子乳液聚合技术可以容易地制得不同结构的胶乳,是制备高固含量乳液最常见最简便的方法,也是实用化的制备各种功能性胶乳的重要方法之一[3,4]。本文就近年来种子乳液聚合的工艺、机理研究及在乳胶粒子设计方面的应用进行了综述,并讨论了影响种子乳液聚合的各种因素。 1种子乳液聚合工艺 种子乳液聚合法是核壳型乳液的典型制备方法,形成的高聚物一般是均聚物或共聚物,所以制备方法和通常的乳液聚合工艺基本相同[5]。根据壳层单体的加入方式,可以分为间歇法、溶胀法、半连续法、连续法。间歇法是按配方一次性将种子乳液、水、引发剂、乳化剂、壳层单体加入到反应器中,升温至反应温度进行聚合。溶胀法是将壳层单体加入到种子乳液中,在一定温度下溶胀一段时间,然后再升温至反应温度后加入引发剂进行聚合。Ugelstad[6]介绍了一种制备单分散性胶乳的两步溶胀法,制备出新型的核壳粒子。半连续法是将水、乳化剂和种子乳液加入到反应器中,升温至反应温度后加入引发剂,然后再将壳层单体以一定速度滴加进行聚合。连续法是在搅拌下将单体、引发剂加入到种子乳液中,然后将所得的混合液连续地滴加到溶有乳化剂的水中进行聚合。工业上普遍采用半连续种子乳液聚合法。 种子乳液聚合过程中易产生新胶粒,不利于乳液的稳定及最后的性能。为了避免新胶粒的产生,可以采用如下三种方法: (1)进行胶粒增长反应实验,严格控制反应体系的加料速度,维持聚合体系的单体转化率始终处于较高水平,使聚合体系处于/饥饿0状态; (2)在合成时尽量少用乳化剂,第一步的胶粒增长反应过程中可采用无皂乳液聚合; (3)采用加入油溶性引发剂的方法予以避免。 作者简介:邵谦(1964-),女,博士研究生,主要从事高分子材料合成方面的研究; *通讯联系人,Email:gss620818@1631com.

自由基聚合反应的特征教案

自由基聚合反应的特征教案 生命科学学院 03091115 朱孙燕 一、教学目标 1、根据机理分析,重点掌握自由基聚合机理的特征。 2、根据自由基聚合反应中各基元反应的速率和活化能大小,将其概括为慢反应、快增长 和速终止。 3、利用图象的关系直观地了解聚合度、单体转化率和时间的关系。 4、了解自由基聚合反应的有利条件。 二、教学重点与难点 1、将自由基聚合反应概括为慢引发、快增长和速终止。 2、利用图象的关系直观地了解聚合度、单体转化率和时间的关系。区分聚合度和转化率 与时间的关系。 三、教学方式 利用多媒体教学 四、教学过程 1、引言 通过以上几位同学的分析,大家应该对自由基聚合反应的机理有了定性的理解,接下来让我和大家一起来学习一下自由基聚合反应的特征。 (多媒体课件展示5条特征,让同学对整体先有一个了解,接下来逐个进行分析。)2、提问:通过以上学习,我们可以得出自由基聚合反应在微观上可以明显地区分为哪些 基元反应? 回答:链的引发、增长、终止和转移等。 3、特征①讲解分析:在前面的链引发、增长、终止的学习中,我们已经知道链的引发速 率是最小的,而活化能是最高的;链的增长速率极高,而活化能很低;链的终止速率极高,而活化能很低,甚至为零。从中我们可以很明显地根据瓶颈效应得出,链的引发速率是控制整个聚合速率的关键。因此我们还可以将自由基聚合反应特征概括为:慢引发、快增长和速终止。 4、特征②(只有链增长反应才使聚合度增加)、③(延长聚合时间主要提高转化率)。 讲解分析:在学习链引发、增长、终止时我们很明显可以知道只有链增长反应才使聚合度增加。一个单体分子从引发、经增长和终止,转变成大分子,时间极短,不能停留在中间聚合度阶段,反应混合物紧由单体和聚合物组成。在学习链增长时我们已经

影响化学反应速率的影响因素教案

课题第二节影响化学反应速率的因素教案 教学目标 1.知识与技能 (1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 (2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。 2.过程与方法 (1)掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法; (2)通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。 3、情感、态度与价值观 (1)通过实验培养学生严谨的科学态度,知道科学研究的一般方法。 (2)通过目前催化剂研究的遗憾,激发学生投身科学的激情。 教学重点和难点: 重点:浓度对化学反应速率的影响。 教学难点:用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。 教学方法: 实验探究、归纳总结、教师讲述 教学手段: 多媒体、小黑板。 教学时数:一课时。 教学过程: 板块1——创设情境,引出影响化学反应速率的因素 [导入]有些反应速率很快,如盐酸与氢氧化钠的中和反应,而有些反应速率很慢,如石油的形成。可见,不同物质化学反应速率相差很大。 [设置问题情境]比较下列各组化学反应的速率,并分析引起速率不同的可能原因: 1、在通常情况下,Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)?为什么? 2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中,产生CO2的速率哪 个较快?为什么? 3、石油的形成要多少年?炸药的爆炸呢? 4、夏天米饭变质冬天米饭变质

【小结】决定 不同化学反应的速率反应物本身的性质(内因) 影响 同一化学反应的速率外界条件(外因) [板书] 一、决定化学反应速率的因素:反应物本身的性质(主要) 二、外界条件对化学反应速率的影响: [设置问题情境]:参考信息1: 化学反应的本质就是反应物分子中旧的化学键的断裂和生成物中新化学键的生成。参考信息2: 气体反应中,任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。 在101kPa和500℃时,0.001mol/L的HI气体,每升气体中,分子碰撞达每秒3.5×1028次之多。 如果每次碰撞都能发生化学反应,HI的分解反应瞬间就能完成,而事实并不是这样。 即反应物的分子的每次碰撞不一定都能发生化学反应。 [过渡]:反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞? [讲述]以篮球队员投篮为例: 力量不够向不取好好球!有效碰撞 ①、有足够的能量使旧键断裂②、碰撞时要有合理的取向 [提问]化学反应的历程? 学生:普通分子→活化分子→有效碰撞→新物质和能量 活化分子:具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子

化学反应速率的影响因素

化学反应速率的影响因素 1.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( ) A.Cu能与浓硝酸反应,但不能与浓盐酸反应B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应D.Fe与浓盐酸反应比与稀盐酸反应快2.在有气体参与的反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是①增大反应物的浓度②升高温度③增大压强④移去生成物⑤加入催化剂 A.①②③B.①②③⑤C.②⑤D.①②③④⑤ 3.对反应A+B AB来说,常温下按以下情况进行反应: ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol ③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL 四者反应速率的大小关系是( ) A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 4.实验室用锌粒与2 mol/L硫酸制取氢气,下列措施不能增大反应速率的是( ) A.用锌粉代替锌粒B.改用3 mol/L硫酸 C.改用热的2 mol/L硫酸D.向浓硫酸中加入等体积水 5.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气产生速率的因素是( ) A盐酸的浓度B.铝条的表面积 C.溶液的温度D.加少量固体NaCl 6.100 mL浓度为2 mol·L-1的硫酸与过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气 的总量,可采用的方法是( ) A.加入6 mol·L-1的硫酸B.加热 C.加入蒸馏水D.加入硫酸钠溶液 7.锌和足量的稀HCl反应时,加入少量CuSO4固体,下列叙述正确的是( ) A.反应速率减慢,产生H2的量不变B.反应速率加快,产生H2的量不变 C.反应速率不变,产生H2的量增加D.反应速率加快,产生H2的量减少 8.对于可逆反应2A+3B2CΔH<0,下列条件的改变一定可以加快正反应速率的是( ) A.增大压强 B.升高温度 C.增加A的量 D.加入二氧化锰作催化剂 9.为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两组同学分别设计了如图1、图2所

乳液聚合中乳胶粒粒径大小的影响因素

乳液聚合中乳胶粒粒径大小的影响因素概述 乳液聚合中,乳胶粒子的直径大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指标之一。目前分子设计中的核心体现在乳液聚合中乳胶粒大小及分布的控制上。粒径大小不同的乳液有不同的应用价值,如微乳液,粒径在10~100nm 之间,是理想的小粒径、单分散聚合物颗粒的合成介质,在食品、医药、透明材料的填料等领域都有广泛的应用;大粒径(即微米级)、单分散、具有不同颗粒形态和表面特征的聚合物微球已经应用到高档涂料、粘合剂、浸渍剂、化妆品等科学技术领域,尤其是应用到高分子、生物医学和临床医学等高新技术领域中,成为不可缺少的材料和工作物质。 影响乳胶粒粒径大小有以下各种因素。 1乳化剂的影响 在乳液聚合中,乳液稳定是因为分界面上亲水基团的存在,这种基团为残留的引发剂、共聚单体,大部分是被吸附的乳化剂。乳化剂作为乳液聚合体系中关键组分之一,它的组成、结构与性能直接影响最终乳液体系的稳定性、粒径大小及分布。乳化剂用量越大,形成的胶束就越多,乳胶粒也越多,乳胶粒粒径就越小。随着乳化剂用量增加,乳液聚合转化率提高,乳胶粒粒径减小。 在乳液聚合中,阴离子乳化剂因其能使乳胶粒子外层具有静电荷,防止离子聚集,使乳液的机械稳定性好,在工业中应用最广泛。而阳离子型乳化剂中胺类化合物具有阻聚作用,且易被过氧化物引发剂氧化而发生副反应,因此阳离子乳化剂的应用较少。非离子型乳化剂不怕硬水,化学稳定性好。一般而言,单纯用非离子型乳化剂进行乳液聚合反应,反应速率低于阴离子乳化剂参加的反应,且生产出的乳胶粒子粒径较大,涂膜光泽差。与非离子型乳化剂相比,由于乳化剂离子带电荷,同时还会产生一定程度的水化作用,在乳胶粒子间静电斥力和水化层的空间位阻的双重作用下可使聚合物乳液更稳定,另一方面离子型乳化剂比非离子型乳化剂相对分子质量小得多,加入质量相同的乳化剂时,离子型乳化剂所产生的胶束数目多,成核几率大,会生成更多的乳胶粒,聚合反应速率大,合成的乳胶粒径小。因此在有离子型和非离子型乳化剂可供选择时,优先选择离子型乳化剂。两性乳化剂由于价格昂贵,尚未能在乳液聚合工业上体现其独特的性

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