醋酸乙烯酯的分散聚合
学时
8学时
目的
1.了解分散聚合的基本概念和特点。

2.掌握聚醋酸乙烯酯乳胶的制备方法。

实验原理
分散聚合是烯类单体除悬浮聚合和乳液聚合之外的又一种非均相自由基聚合。

分散聚合可看成是介于悬浮聚合和乳液聚合之间的聚合，其特点如下：1）可以水或非水溶剂为介质。

在以水为介质时，单体必须是不溶于水或基本不溶于水的。

2）单体在水中的分散是靠剧烈搅拌实现的，加于体系中的保护胶体起着防止分散相凝聚的作用。

3）常用的保护胶为聚乙烯醇和甲基丙烯酸盐的共聚物。

4）适量的乳化剂起着提高产物稳定性的作用。

分散聚合与悬浮聚合的不同之处如下：
1）在分散聚合中保护胶体的用量较大，因此，单体液滴分散得很细，所得的聚合物粒径为0.5—10μm，比悬浮聚合所得的聚合物颗粒小得多，但
比乳液聚合制得的乳胶颗粒大。

2）由于保护胶体的用量较大，所形成的分散体系相当稳定，外观类似于高分子乳胶。

3）以水为介质的分散聚合需用水溶性引发剂。

从形式上看，分散聚合与乳液聚合有很多相似之处。

但也有明显的区别。

例如，分散聚合不用典型的乳化剂而是用保护胶体来稳定聚合体系的；聚合所得的颗粒比乳液聚合的大；等等。

醋酸乙烯酯在水中以聚乙烯醇为保护胶体的聚合是典型的分散聚合。

醋酸乙烯酯是水溶性较大的单体，室温下在水中的溶解度约为2.5%，而且容易水解。

水解产物醋酸会严重干扰聚合的正常进行。

因此，醋酸乙烯酯的分散聚合比一般的乳液聚合有着更为复杂的影响因素。

研究认为，醋酸乙烯酯的分散聚合不是发生在胶束中的，而是溶于水中的单体首先聚合，当达到一定分子量时，聚合物从水中析出沉淀在保护胶体上形成乳胶颗粒的。

为了提高聚合体系及产品的稳定性，在醋酸乙烯酯分散聚合时也加入适量的乳化剂，但乳化剂在聚合中的作用是辅助性的，不是主要的。

仪器与药品：
醋酸乙烯酯150g,聚合级；聚乙烯醇25g ,1788,工业纯；过硫酸铵0.5g,
化学纯；
OP-10乳化剂2g,工业级；碳酸氢钠0.5g,化学纯；邻苯二甲酸二丁酯20g,
工业级。

实验步骤
1）在装有搅拌器、球形冷凝器的三颈瓶中称入聚乙烯醇25g,加入去离子水150g。

三颈瓶上多余的一个口塞上标准磨口塞，开动搅拌，并升
温至90℃,使聚乙烯醇全部溶解（约1h）。

然后降温至75℃。

2）在烧杯中称取OP-10乳化剂2g,用10ml去离子水溶解，加入三颈瓶中。

3）称取过硫酸铵0.5g,置于烧杯中，加入去离子水30g,手工搅拌使溶解。

将此溶液的1／3加入三颈瓶中，其余备用。

4）醋酸乙烯酯25g加入三颈瓶中，体系立即转变为乳白色。

5）70-75℃下保温反应1h,装上滴液漏斗，漏斗中加入醋酸乙烯酯125g,开始滴加单体。

滴加速度为1－2滴／s，全部单体在2h左右滴完。

6）滴加单体过程中，每隔30min加入过硫酸铵溶液4ml。

单体滴加完后，将剩余过硫酸铵溶液全部加入三颈瓶。

7）在30min内温度升至90℃，保温1h。

8）撤去热源，冷却至50℃,加入0.5g碳酸氢钠溶于10ml水的溶液以及20g邻苯二甲酸二丁酯，继续搅拌15min,出料装瓶。

9）测定所得产物的固体含量。

取已知重量的洁净干燥表面皿一块,称取以上制得的聚醋酸乙烯酯乳胶2g左右（W1），送入105℃烘箱中干
燥至恒重，称重得W2。

固体含量按下式计算：
W1－W2
G=——————×100%
W1
注意事项
1．聚乙烯醇通常有1788和1799两种规格（17表示聚合度为1700，88和99分别表示醇解度为88％和99％）。

用作分散聚合保护胶
体时，最好采用1788，所得的产物稳定性较好。

2．聚合过程中，单体滴加速度宜慢不宜快。

一般以冷凝器中略有回流为适宜。

3．醋酸乙烯酯的沸点为70－75℃之间比较合适。

滴加完后的升温速度应缓慢，过快易结块。

思考题
1．比较分散聚合与乳液聚合和悬浮聚合的异同之处。

2．实验中单体以滴加的形式加入。

若改为一次性加入，估计会引起什么后果？
碳酸氢钠和邻苯二甲酸二丁酯在产物中各起什么作用？。