《反相乳液聚合法》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,反相乳液聚合法,XXX,5. 21. 2014,材料制备方法,2024/10/15,乳液聚合法,背景,原理,应用及展望,文献陈述,一、背景知识,乳液聚合是制备聚合物的一种重要技术,，,最早的关于乳液聚合方法的报道出现,于,1932年,。,其后,，,在经历了19301950年的初步发展之后，才成为目前在聚合物制备中举足轻重的工业方法。,乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法，,也是非常重要的一种方法，,它以水作溶剂，对环境十分有利。,二、原理介绍：,1、,概要：,a、定义：体系,在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在,连续相,中分散成乳状液，由引发剂引发而进行的聚合反应。,b、,组成：单体（油溶性）、分散介质（水）、引发剂（水溶性）、乳化剂。,2、乳液聚合的优缺点,a、优点：,作分散介质，传热控温容易；,可在低温下聚合；,反应速率,快，分子量高；,反相乳液聚合中，油相（连续相）可重 复使用）；,可直接得到聚合物乳胶。,b、缺点：,要得到固体聚合物，后处理麻烦,（油水相难分离）,；,难以除尽乳化剂残留物,；,成本较高,。,3、乳液聚合的分类,按照聚合物（反应物）能否溶于油相，可分为：均相乳液聚合和非均相乳液聚合。,按照油水相的比例，可分为：,W/O（正相：油包水体系），,O/W（反相：水包油），,W/O/W（复相）,O/W/O（复相）,核壳微球结构,4、乳液聚合的主要组分,单体：在水相（或油相）中能均匀溶解，但不溶于油相（水相）的反应物。,引发剂：在自由基聚合中，有偶氮类引发剂、有机过氧化物、无机过氧化物等。在逐步聚合反应中，可选用交联剂。,水相（油相）：传统乳液聚合以水作介质，选用水溶性引发剂。反相乳液聚合中，采用油相为介质（如：液体石蜡，正己烷，苯基硅油等）。,乳化剂：,阴离子乳化剂与非离子表面活性剂,（Span-80，Tween-80）。,5、乳化剂和乳化作用,使互不相溶的两物质（水与油）转变成相当稳定而难以分层的乳液。,1）当乳化剂的浓度很低时，乳化剂以分子状态真溶于水中，亲水基伸向水层，疏水基伸向空气层，水表面张力急剧下降。,2）当乳化剂浓度达到一定值时，表面张力的下降趋向平缓。,3）乳化剂浓度超过临界胶束浓度（CMC）后还不很高时，胶束较小。,4）乳化剂浓度较大时，胶束呈棒状，胶束中乳化剂的分子的疏水基伸向胶束内部，亲水基伸向水层。,6、乳化剂在形成W/O乳液的机理,乳液聚合开始时，单体和乳化剂分别处在水溶液、胶束、液滴三相。,聚合前单体和乳化剂状态,乳化剂,：,大部分形成胶束，部分被单体液滴吸附，少量溶解于,油相,中。,（,直径45 nm，胶束数目为10,17,10,18,/ cm,3,，,每个胶束含乳化剂50150个,）。,增溶胶束,单体,：,大部分成液滴，部分增溶于胶束内，极少量单体溶解于水中。,乳化剂的选择是反相乳液聚合和产品性能的关键，有三种方法可供选择：,经验法、直接影响乳液的稳定性的HLB法、内聚能法,。因为乳化剂的溶解度参数难以找到，运用内聚能法来选择乳化剂受到限制。,HLB法,：HLB值可影响乳液的稳定性、乳液系统的粘度及乳胶粒的大小。研究发现，当被乳化的物质的HLB值与乳化剂的HLB值之间相差大时，乳化剂对被乳化物质的亲和力小，乳化效果差;当乳化剂的HLB值很小时，其对水的亲和力小，乳化效果亦差。因此,在W/O型乳液中，,一般选用HLB值为45左右的油溶性非离子型乳化剂Span,-,60, Span,-,80等，其成分为山梨糖醇酯。,7、亲油亲水平衡值（HLB）,亲水,亲油,0,7,15,HLB值,8、表面活性剂的HLB值求取方法,乳化换算法；基团质量法；皂化值法；Davies法；对数法；无机性基团法。,9、破乳技术,物理,破乳技术,和,化学,破乳技术,物理破乳技术：,过滤样品；长时间静置；用力甩摇分液漏斗；离心分离；超声法破乳；冷冻法；乳化液过滤法；添加重蒸水。,常用化学破乳技术：,采用比重接近l的溶剂进行萃取时，萃取液容易与水相乳化，这时可加入少量的乙醚，将有机相稀释，使之比重减小，容易分层。,加盐 ：对于反相乳液聚合的油相难以除去，采用添加酸性饱和食盐水，搅拌后静置，待油水相上下分层后，再过滤提纯。,10、反相乳液聚合的影响因素及基本配量,油水相比例1:1.2 1:2.0；,油相性质：表面张力，HLB值大小等；,乳核溶液：单体（或反应物）；,乳化剂用量：占总体积的0.2%0.8%；,搅拌速度：适中的搅拌速度，太高太低都不利于乳液生产；,温度适中。,三、应用及展望,乳液聚合因能够制备：单分散聚合物微球、聚合物复合胶乳、表面功能化微球等 ，在,污水治理，萃取分离，催化，食品，生物医药,（,核壳结构,）,，化妆品，材料制备，化学反应介质，涂料等领域均具有潜在的应用前景。,从上面的介绍 中我 们可以看出国外在反相乳液聚合的基础理论和实践 应用上都做了较大量的工作。尽管 如此,仍然还有许多方面须进一步探索。在基础理论方面今后的工作可望在以下几方面进一步展开,：,1.由于反相乳液固有的不稳定性,人们正对一种新的方法反相微乳液聚合,倾注极大的热情,也已取得了相当的成就，在今后的研究中,它仍然会占据相当的比重；,2.,拓宽反相乳液的聚合体系,开展三元共聚含研究等,；,3.,介质(如溶剂酸盐等)对聚合反应各方面的影响不可忽略,。,四、文献陈述,Experimental,：,1,. Preparation of sodium PVA sulfate,.,2. Preparation of superabsorbents,.,A predetermined amount of 7.5,M,NaOH solution,was added dropwise to the stirred aqueous AA solution,in a 50 ml beaker cooled with an ice bath for partial,neutralization,（中和）,. The crosslinking monomer, MBA,（,N,N乙烯基双丙烯酰胺）,was,dissolved in the above AA solution. The monomer solution was then added to the SPS solution in a 50 ml vial,with nitrogen bubbling until a clear mixture was obtained which was used as the disperse phase. Toluene,used as the continuous phase, in which a mixture of the,emulsifier Span 80 and ethyl cellulose (weight ratio 10:1),was dissolved, was poured into a four-necked flask fitted,with a,mechanical stirrer,thermometer,dropping funnel,and a,reflux condenser,. The disperse phase containing,the monomer and SPS was carefully added dropwise to,the continuous phase while stirring with a propeller type,stirrer at,500 rpm,to form an emulsion.,Purified nitrogen,was,bubbled at,room,temperature,through the emulsion,for about 20 min to eliminate oxygen. Temperature was,equilibrated at 5090,in a thermal oil bath. AIBN,initiator dissolved in toluene was then added and the,reaction mass was stirred for 1 h. The product was then,poured into methanol to remove water. The dewatered,product was immersed in a methanoltoluene mixture,(weight ratio 7:3) and stirred for 24 h to remove emulsifiers and initiator, and finally dispersed in methanol for,3 h. The product particles were filtered and dried in,vacuum at 65,for 2 days.,Fig. 5. Scanning electron micrograph of (a) ground SA-IP-SPS,prepared without ethyl cellulose and (b) SA-IP-SPS prepared,with ethyl cellulose.,碳纳米管/导电聚苯胺复合材料研究概况,导电聚苯胺(conductive polyaniline, cPANI)具有电导率高、环境稳定性好、原料价廉易得、制备方法简单等优点，成为导电高分子领域最受关注的品种之一。由于聚苯胺分子链间存在着强氢键相互作用，宏观表现为不溶不熔。1992年，曹镛等2提出了对离子诱导掺杂聚苯胺的方法，有效解决了导电态聚苯胺在普通溶剂中的溶解或分散难题。但是无论是对于有机溶剂体系，还是新近开发的环保型水基分散体系来说，由于大量的绝缘性掺杂剂的存在，常常使得整个体系的导电率很难进一步提高，而且机械性能和热稳定性能均较低。,聚苯胺纳米复合材料不仅可充分利用两者性能互补的优势，而且能凭借协同效应赋予材料前所未有的独特性能，从而在电、磁、催化、光电、储能、微波吸收、生物传感等方面显示出众多诱人的应用前景。其中，由于碳纳米管(carbon nanotube, CNT)具有显著的导电特性、耐热稳定性和超高的机械强度，CNT/PANI体系已经成为当前导电高分子复合材料领域中的研究热点,。,Experimental：,Inverse emulsion pathways,:,The synthesis of CNT/PANI composites using water in,oil system has been mentioned as one of the methods,serving to prepare CNT/PANI composites.,报告结束，谢谢大家！,