【正文】 乳化劑OP10 過硫酸鉀 聚乙烯醇 碳酸鈉 鄰苯二甲酸二丁酯 去離子水 六偏磷酸鈉 丙二醇 碳酸鈣 滑石粉 鈦白粉磷酸三丁酯 彩色色漿集熱式磁力攪拌器 機(jī)械攪拌器 高速攪拌機(jī)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 干燥時(shí)間測定儀 黑白格測定儀鼓風(fēng)干燥箱 框式涂布器 電子天平四、實(shí)驗(yàn)步驟： 1．聚酯酸乙烯酯乳膠的制備 ①、安裝好反應(yīng)設(shè)備，配制5%的過硫酸鉀溶液（如溶解過慢可以略加熱）。 ②、量取88ml %的OP10乳化劑溶液加入250 ml四口瓶中。四口瓶上帶機(jī)械攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)和恒壓漏斗加料器。 ③、在攪拌下慢慢加入平均聚合度在1700左右、醇解度約為88%。加熱混合物，升溫至85℃，至聚乙烯醇完全溶解為止（溶解時(shí)間約1hr）。 ④、停止加熱，降溫至65℃左右，重新開始加熱，并一次性加入20g新蒸餾過的醋酸乙烯酯單體，4ml 5%的過硫酸鉀溶液?？刂品磻?yīng)溫度在7075℃，維持反應(yīng)溫度至回流基本結(jié)束。 ⑤、用恒壓漏斗在2h內(nèi)滴加68g新蒸餾過的醋酸乙烯酯單體，每加10g醋酸乙烯酯后補(bǔ)加1ml 5%過硫酸鉀溶液。整個(gè)加料過程中控制反應(yīng)溫度在70℃以上（油浴溫度為7085℃），并不停攪拌，反應(yīng)后期加快攪拌速度。單體滴加完畢后，一次性補(bǔ)加2ml 5%的過硫酸鉀溶液，然后慢慢升溫到90℃，直到回流結(jié)束。 ⑥、將反應(yīng)體系從油浴中取出，冷卻。待溫度下降至50℃時(shí)，加入510ml 5％碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)PH=67。 ⑦、冷后得到白色的聚醋酸乙烯酯乳膠。稱重，裝入回收瓶中。 聚醋酸乙烯酯乳膠的分析 ①、 采用重量法測量乳膠的固含量。 將兩個(gè)相同的表面皿在120177。2℃烘干30min，放入干燥器中冷到室溫。稱重。 將制備的乳膠放在一個(gè)表面皿中，另一個(gè)放在上面（凸面在上），然后將上面的表面皿反過來，使兩塊相互吻合，輕輕壓下，再將其分開，使試樣面朝上，放入120177。2℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱干燥2hr，取出在干燥器中冷卻到室溫，稱重。計(jì)算固含量。每個(gè)固含量做平行樣。 ②、乳膠的流變性測量，采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，選用3號轉(zhuǎn)子，在不同的轉(zhuǎn)速下測定乳膠的黏度，計(jì)算其流變性。 醋酸乙烯乳膠漆的制備①、 安裝好高速攪拌器，選擇所用的原料。 ②、把8g丙二醇、15g 10%的六偏磷酸鈉水溶液及60g去離子水按順序加入250ml三口燒瓶中。③、開動高速攪拌器，在慢速下逐漸加入50g鈦白粉、25g滑石粉和18g碳酸鈣，快速攪拌分散均勻。④、慢慢加入1g磷酸三丁酯，繼續(xù)快速攪拌30min后，慢速加入120g醋酸乙烯酯乳膠，直到攪勻?yàn)橹?，即得白色涂料。⑤、加入少量彩色顏料漿，可得到彩色涂料。⑥、也可自主選擇其他配方，制備乳膠漆。 聚醋酸乙烯酯乳膠漆的性能測定 ①干燥時(shí)間測定：用框式涂膜器在清潔、干燥的標(biāo)準(zhǔn)玻璃板上涂上一層市售的乳膠漆，漆膜應(yīng)均勻、連續(xù)，安裝好干燥時(shí)間測定儀，開啟設(shè)備測定市售乳膠漆的干燥時(shí)間。采用相同方法測定制備的乳膠漆的干燥時(shí)間。 ②固含量的測定： 測定制備的乳膠漆和市售乳膠漆的固含量，采用前面測定乳膠相同的方法。每個(gè)樣測定平行樣。 ③ 涂料的耐水性：標(biāo)準(zhǔn)板在120℃下干燥1hr后保存在干燥器中，且三塊板刷涂重量差不大于10%，在120℃的烘箱中干燥1hr，取出測定其重量變化。1000ml的燒杯加入600ml水，加熱致沸，將漆板放入熱水中，沸騰20min后取出觀察，并記錄其失光、變色、起泡、脫落等的程度（以百分比表示）。測定制備的乳膠漆和市售乳膠漆，進(jìn)行對比。 ④ 測定涂料的遮蓋力： 采用黑白格涂料遮蓋力測定儀測定。精密電子天平上稱出裝有乳膠漆的杯子和漆刷的總重量，用漆刷將乳膠漆均勻的涂刷于黑白格板上，放在觀察箱中，距離磨砂玻璃片1520cm，有黑白格的一端與平面傾斜成3045度交角，在觀察箱日光燈下進(jìn)行觀察，以看不見黑白格為終點(diǎn)。然后將盛有余漆的杯子和漆刷稱重，求出黑白格板上的油漆總量。刷涂時(shí)應(yīng)快速均勻，不應(yīng)將乳膠漆刷在板的邊緣上。 其遮蓋力計(jì)算為 X=(W1W2)/S=50(W1W2) W1:未涂刷前乳膠漆和漆刷的總重量。 W2 涂刷后余漆和漆刷的總重量。 S黑白格板涂漆的面積。平行測定兩次，結(jié)果之差不大于5%，取平均值。否則必須重新測定。⑥、直觀效果判斷在石膏板上刷涂制備的乳膠漆和市售的乳膠漆，觀察乳膠漆的均勻度、遮蓋力、平整度、色度等，并與其他組的產(chǎn)品進(jìn)行對比。 按本工藝制得的產(chǎn)品，在醋酸乙烯乳膠漆中屬于質(zhì)量優(yōu)良的品種。按前面所述的配方原理，可以改用部分功能成分，制成顏料(填料)基料之比高出倍以上的、較價(jià)廉的品種。對產(chǎn)品質(zhì)量的完整檢驗(yàn)可按國家標(biāo)淮GB 1721—79——GBl726—79的方法進(jìn)行。 五、注意事項(xiàng) 聚乙烯醇必須溶解完全，反應(yīng)體系中應(yīng)避免帶入鐵、銅等有阻聚作用的離子。 醋酸乙烯酯單體必須是新蒸餾過的，因其分解生成的醛、酸等有阻聚作用，造成聚合物的相對分子量降低。 乳液聚合中采用水溶性引發(fā)劑，如過硫酸鹽和過氧化氫，本實(shí)驗(yàn)用過硫酸鉀。 在上述配方操作時(shí)，開始反應(yīng)時(shí)加入過硫酸鹽作引發(fā)劑，由于聚合反應(yīng)過程中回流和連續(xù)緩慢加入單體，溫度可在一段時(shí)間內(nèi)無需加熱或冷卻即可保持在回流狀態(tài)。反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，需補(bǔ)加少量過硫酸鉀，以維持反應(yīng)溫度不下降。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，就能在不同的設(shè)備條件下摸索出最適宜的加單體的速度、回流大小、每小時(shí)補(bǔ)加過硫酸鉀的數(shù)量等操作控制條件，使反應(yīng)溫度穩(wěn)定，聚合反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。所以在實(shí)際操作過程中需要很好地控制熱量平衡。操作時(shí)如果反應(yīng)劇烈，溫度上升很快，則應(yīng)少加或不加過硫酸鉀，并適當(dāng)加快單體加入速度。如溫度偏低，則就要稍多加些過硫酸鉀，并適當(dāng)減慢單體的加入速度。反應(yīng)時(shí)如果回流很小，可以加快醋酸乙烯的加入速度，反之就要適當(dāng)減慢加入單體的速度，甚至?xí)簳r(shí)停止片刻，待回流正常后再繼續(xù)加入單體。 單體加完后補(bǔ)加入引發(fā)劑，并升溫至95℃，目的是要盡可能地減少最后末反應(yīng)的剩余單體量，這對乳膠的穩(wěn)定性和乳膠的質(zhì)量是有利的。因?yàn)橛坞x單體在存放中會水解而產(chǎn)生醋酸和乙醛，使乳膠的PH值降低，影響乳膠和乳膠的穩(wěn)定性。采取在700mmHg真空下抽1—2h的方法，能使殘余單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少至1％以下。 將乳化劑水溶液先和單體一起攪拌乳化，再加入引發(fā)劑引發(fā)聚合雖也可以，但在誘導(dǎo)期過后反應(yīng)十分激烈，要做成質(zhì)量好的乳膠十分困難。因此可以先將乳化好的乳膠放入部分在反應(yīng)器內(nèi)，加入部分引發(fā)劑引發(fā)聚合，然后慢慢連續(xù)加入乳化好的乳化液，并定時(shí)補(bǔ)加一定量的引發(fā)劑。六、思考題 聚合反應(yīng)按聚合體系和反應(yīng)機(jī)理分類可以分成那些類型，聚醋酸乙烯單體的聚合是什么反應(yīng)? 為什么使用的醋酸乙烯酯單體必須是新精餾?為什么大部分的單體和引發(fā)劑采用逐步滴加的方式加入? 乳膠的穩(wěn)定性受哪些因素影響？聚乙烯醇在反應(yīng)中起什么作用?為什么要與乳化劑OP—10混合使用? 在攪拌顏料、填充料時(shí)為什么采用高速攪拌，用普通攪拌器或手工攪拌對涂料性能有何影響? 試說出配方中各種原料所起的作用。參考文獻(xiàn)： 周學(xué)良 精細(xì)化工產(chǎn)品手冊 涂料 化學(xué)工業(yè)出版社 強(qiáng)亮生 精細(xì)化工綜合實(shí)驗(yàn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 蔡干 有機(jī)精細(xì)化學(xué)品實(shí)驗(yàn) 化學(xué)工業(yè)出版社 附一：聚醋酸乙烯乳膠涂料常用配方及色漿配方 配方一顏料用量較大而體質(zhì)顏料用量較小，顏料中全部用金紅石型鈦白粉，乳膠用量也較大，因此涂料的遮蓋力強(qiáng)，耐洗刷性也好，用于一般要求較高的室內(nèi)墻面涂裝，也能作為一般的外用平光涂料使用。如果增加聚醋酸乙烯乳膠的用量．能得到稍微有光的涂膜，但一般的聚醋酸乙烯乳膠很難制得半光以上的涂膜。 配方二用部分鋅鋇白代替鈦白粉，遮蓋力比配方一要差些，是稍微經(jīng)濟(jì)的一般室內(nèi)平光墻面涂料，耐洗刷性也差些。如鈦白粉用金紅石型的話，也僅能勉強(qiáng)用于室外要求不高的場合。 配方三顏料用量較低，體質(zhì)顏料用量增加很多，乳膠用量也少，所以遮蓋力、耐洗刷性能都要差些，是一種較為經(jīng)濟(jì)的室內(nèi)用涂料。 配方四顏料的比例較大，主要是用于室內(nèi)要求白度遮蓋力較好、而對洗刷性要求不高的場合。 配方中所列舉不同的助劑及不同用量，說明乳膠涂料在不同配方中可以使用不同品種的助劑，可根據(jù)不同的要求和生產(chǎn)成本等因素綜合考慮。 乳膠涂料的生產(chǎn)一般可以用球磨機(jī)、快速平石磨、高速分散機(jī)等設(shè)備，如加入有效的消泡劑且配方恰當(dāng)?shù)脑?，也可以用砂磨機(jī)。先將分散劑、增稠劑的一部分或全部、防銹劑、消泡劑、防霉劑等溶解成水溶液和顏料、體質(zhì)顏料一起加人球磨機(jī)或用上述其他設(shè)備研磨，使顏料分散到一定程度，然后在攪拌下加入聚酯酸乙烯乳膠，攪拌均勻后再慢慢加入防凍劑、增稠劑的一部分和成膠助劑，最后加人氨水、氫氧化鉀或氫氧化鈉，調(diào)PH值至呈微堿性。 如果配制色涂料，則在最后加入各色色漿配色，表中列出三種色漿的配方。色漿用的各種顏料必須先研磨分散得很好，否則在配色時(shí)不能得到均勻的色彩。如顏料分散不好，色漿加入乳膠涂料以后，用手指研磨顏色會變深，這種情況在將來施工涂刷時(shí)，涂刷次數(shù)多或方向不同時(shí)會出現(xiàn)顏色不均一的情況。顏料分散不好，加入乳膠漆里在存貯過程中有時(shí)會產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象，使涂料的顏色發(fā)生變化，影響乳膠涂料的貯藏穩(wěn)定性。有機(jī)顏料所用的表面活性劑(潤濕劑)為乳化劑OP—10等。將乳化劑OP—10溶于水中，加入各種顏料后，用砂磨機(jī)研磨數(shù)次，全顏料分散至相當(dāng)程度：在配方中可以加入部分乙二醇，在研磨時(shí)泡沫較易消失，而且色漿也容易干燥和冰凍。 大量的潤濕劑加入乳膠涂料中會對涂膜的耐水性帶來影響，但由于乳膠涂料絕大多數(shù)是白色和淺色的，如果上述有機(jī)顏料分散得很好的話．著色力也是相當(dāng)好的，一般情況下色漿的用量都不會太多，對乳膠涂料耐水性帶來的影響也不會很大。附二：另一種乳膠漆的配方 在燒杯中加入80ml去離子水、在室溫下攪拌至全溶。、攪拌溶解。在強(qiáng)力攪拌下，依次逐漸加入30g滑石粉和96g鈦白粉。繼續(xù)強(qiáng)力攪拌至固體達(dá)到最大限度分散后，才將前面制得的聚醋酸乙烯酯乳膠150g加入。充分調(diào)配均勻。最后加氨水調(diào)pH值至8左右，制得白色的醋酸乙烯乳膠漆。化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告“聚醋酸乙烯酯乳液的合成和乳膠漆的制備”實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名： 班 級： 學(xué) 號： 實(shí)驗(yàn)組號： 同組姓名： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 20 年 月 日— 月 日實(shí)驗(yàn)設(shè)備組號： 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)間：20 年 月 日 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?實(shí)驗(yàn)流程（可只畫出流程框圖，不需要詳細(xì)步驟）三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料（畫出乳液制備設(shè)備圖和其他你認(rèn)為有必要的設(shè)備圖，重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料列表說明，并注明廠家，規(guī)格）表1 設(shè) 備 一 覽 表設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家型號用途備注集熱式磁力加熱攪拌器鄭州長城科工貿(mào)有限公司DF101S乳液制備加熱油浴加熱…………..…………….…………………………..…………….表2 藥 品 一 覽 表名稱生產(chǎn)廠家規(guī)格價(jià)格（元/Kg）備注乙酸乙烯酯上海山浦化工有限公司AR13蒸餾后使用% OP10成都鴻鶴化工試劑廠自己配制………………………….…………………………..……………..四、實(shí)驗(yàn)記錄：（詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程，包括實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。重點(diǎn)是乳液制備過程） 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：20 年10月30日 天氣：陰 室溫：1621℃9：00 開始安裝乳液聚合設(shè)備9：15 設(shè)備安裝完成，開始加熱。加入88ml ，開啟攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速約150rpm。21℃。9：18 。9：33 開始加熱，設(shè)定集熱式攪拌器溫度為85℃，乳白色體系，有較多泡沫。9：53 81℃，較多泡沫，聚乙烯醇大部分溶解?！?.11：20 72℃，滴加第一份10g醋酸乙烯酯，加料速度為1d/s，攪拌速度約為300rpm，體系乳白狀粘稠液?！?.17：45 26℃，取出稱重為乳液重182g，損失16g。乳白色粘稠乳液，均勻。 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：20 年10月31日 天氣：晴 室溫：1822℃。9：20 表面皿重45g，放入121℃的干燥箱。11：20 取出，放入干燥器中冷卻。11：50 稱重為 。9：30 安裝乳膠漆制備設(shè)備。稱取原料。9：40 、 10%的六偏磷酸鈉水溶液和50g去離子水。…………………………………………………….四、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算：（以列表方式記錄樣品測試數(shù)據(jù)，計(jì)算出試驗(yàn)結(jié)果）五、 乳膠漆產(chǎn)品的成本計(jì)算：（計(jì)算出選用配方和原料的乳液和乳膠漆產(chǎn)品的原料成本）六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（對實(shí)驗(yàn)的成敗，制備產(chǎn)品與市售產(chǎn)品的性價(jià)比進(jìn)行比較，并比較同時(shí)試驗(yàn)另外兩組的數(shù)據(jù)。）七、 問