乳液聚合習(xí)題1 什么是乳液聚合？乳液聚合的特點(diǎn)？是在用水或其他液體作介質(zhì)的乳液中，按膠束機(jī)理或低聚物機(jī)理生成彼此孤立的乳膠粒，并在其中進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法。優(yōu)點(diǎn)：1 反應(yīng)熱易排出2 具有高的反應(yīng)速率和高的分子量3 水作介質(zhì)，安全、價(jià)廉、環(huán)保缺點(diǎn)1 需經(jīng)一系列后處理工序，才能得到聚合物2 具有多變性3 設(shè)備利用率低。2 什么是增溶現(xiàn)象？乳化作用及攙合作用分別是什么？ 在水中溶解度很小的某些油類和烴類，加入少量乳化劑后，其溶解度顯著增大的現(xiàn)象，稱作增溶現(xiàn)象。3 什么是臨界膠束濃度（CMC）？臨界膠束濃度:乳化劑能形成膠束的最低濃度或表面活性劑分子形成膠束時(shí)的最低濃度叫臨界膠束濃度（簡稱CMC），CMC越小，越易形成膠束，乳化能力越強(qiáng)。4 解釋乳液聚合體系的物理模型？分散階段（加引發(fā)劑前）、階段（乳膠粒生成階段）、階段（乳膠粒長大階段）、階段（聚合完成階段）5 乳液聚中，分散階段單體和乳化劑的去向？乳化劑（三種形式）：單分子（水相）、膠束、被吸附在單體珠滴表面單體（三個(gè)去向）：單體珠滴、單分子（水相） 、被增溶在膠束中6 乳液聚合的階段，乳膠粒形成階段，乳化劑的去向？乳化劑（四個(gè)去處/形式）：單分子（水相）、膠束、被吸附在單體珠滴表面、吸附在乳膠粒表面上單體（三個(gè)去向）：單體珠滴、單分子（水相） 、被增溶在膠束和乳膠粒7 乳液聚合三個(gè)階段的特征？8 什么是凝膠效應(yīng)？玻璃化效應(yīng)？產(chǎn)生原因？友增多。在階段3隨著轉(zhuǎn)化率的提高反應(yīng)區(qū)乳膠粒中單體濃度越來越低，反應(yīng)速率本來應(yīng)該下降，但是恰恰相反，在反反應(yīng)速率不僅不下降，反而隨轉(zhuǎn)化率的增加而大大地加速。這種現(xiàn)象凝膠效應(yīng)。階段3后期，當(dāng)轉(zhuǎn)化率增至某一值時(shí)，轉(zhuǎn)化速率突然降低至零，這種現(xiàn)象叫作玻璃化效應(yīng)。因?yàn)樵陔A段111乳膠粒中聚合物濃度隨轉(zhuǎn)化率增大而增大，單體一聚合物體系的玻璃化溫度Tg也隨之提高。當(dāng)轉(zhuǎn)化率增大到某一定值時(shí)，就使得玻璃化溫度剛好等于反應(yīng)溫度。此時(shí)在乳膠粒中，不僅活性分子鏈被固結(jié)，而且單體也被固結(jié)。使鏈增長速率常數(shù)Kp急劇地降低至零，故使鏈增長速率也急劇地降低至零。9 Smith-Ewart關(guān)于階段動力學(xué)理論的假定？ 五個(gè)假定：階段開始時(shí)，向體系中投入的乳化劑全部形成膠束，忽略 在單體珠滴表面上吸附的以及在水中溶解的乳化劑；進(jìn)入階段以后，乳化劑完全在膠束和乳膠粒之間進(jìn)行分配不管在膠束中還是在乳膠粒上，單位質(zhì)量同種乳化劑的覆蓋 面積相等；在階段，乳膠粒中聚合物與單體的比例不變；在階段，每一個(gè)乳膠粒中聚合反應(yīng)速率相等。10 Smith-Ewart關(guān)于階段動力學(xué)理論的兩種極端情況？乳膠粒數(shù)上線方程：假定所有的自由基全部被膠束捕獲而不進(jìn)入乳膠粒，即所生成的自由基全部應(yīng)用于形成新的乳膠粒。這樣自由基生成速率將剛好等于新生成乳膠粒速率第二種極端情況時(shí)假定：不管粒子大小如何，單位表面積上單位時(shí)間內(nèi)捕獲自由基的能力都是一樣的。11 Smith-Ewart關(guān)于階段反應(yīng)速率的理論？12 Gardon對階段動力學(xué)理論研究的假定？13 自由基吸收速率和乳膠粒的表面積的關(guān)系？每個(gè)粒子由水相吸收自由基的速率正比于其表面積14 膠束成核的微分方程？活乳膠粒的體積增長速率？K物理意義：表明一個(gè)活乳膠粒的體積增長速率。15階段的持續(xù)時(shí)間及最終乳膠粒數(shù)？16 階段時(shí)間與轉(zhuǎn)化率關(guān)系？17 Gardon關(guān)于階段動力學(xué)理論相關(guān)內(nèi)容有哪些？18 經(jīng)典理論中，對含I個(gè)自由基的乳膠粒數(shù)的遞推方程？19 乳液聚合的階段，Smith-Ewart關(guān)于含I個(gè)自由基的乳膠粒疏的平衡式？20 Smith-Ewart在階段動力學(xué)研究中提出的三種極限情況平均一個(gè)乳膠粒中的自由基數(shù)遠(yuǎn)小于1（遠(yuǎn)大于1），自由基數(shù)等于0.521 階段動力學(xué)理論研究中，Gardon認(rèn)為m為常數(shù)的條件？m 值維持常數(shù)的先決條件：1在乳液系統(tǒng)中必須有足夠量的單體存在，以使水相達(dá)飽和溶解，使顆粒相達(dá)溶脹平衡；2 單體由水相乳膠粒中的擴(kuò)散速度應(yīng)當(dāng)比在乳膠粒中由于聚合反應(yīng)而消耗單體的速度快得多。22 階段中存在的兩種現(xiàn)象、兩種效應(yīng)是什么？1 乳膠粒的體積也將隨轉(zhuǎn)化率的增大收縮。2 乳膠粒的體積先隨轉(zhuǎn)化率增大而有所增大；再隨轉(zhuǎn)化率的增大而收縮。1、 Trommsdorff效應(yīng)，又叫凝膠效應(yīng)：2、 2玻璃化效應(yīng)23 什么是核殼乳膠粒結(jié)構(gòu)？24 乳化劑的分為哪幾類？陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性乳化劑25在乳液聚合方法中，乳化劑所起的作用是什么？一 降低表面張力二 降低界面張力三 乳化作用 （單體珠滴）四 分散作用五 增溶作用六 導(dǎo)致按膠束機(jī)理生成乳膠粒七 發(fā)泡作用3.4 乳化劑的基本特征參數(shù)1 臨界膠束濃度CMC2 膠束的形狀、大小及荷電分率3 增溶度4 HLB值5 濁點(diǎn)6 三相點(diǎn)7 轉(zhuǎn)相點(diǎn)8 一個(gè)乳膠粒分子在乳膠粒少年上的覆蓋面積as26什么是乳化作用和分散作用？27什么是臨界膠束濃度？有哪幾種測定方法？原理如何？常用四種方法：電導(dǎo)法、表面張力法、染料法和光散射28界面張力與表面張力是如何降低的？29用覆蓋面積法選擇乳化劑，試分別就離子型和非粒離子型加以解釋。 離子型乳化劑，as；非離子乳化劑， as 30在乳液聚合體系中，影響CMC的因素有哪些？1乳化劑分子結(jié)構(gòu)的影響疏水基越大，則CMC值越小。 烴基上帶有不飽和鍵時(shí)，CMC值增大。 在烴鏈上帶有極性基團(tuán)時(shí)，乳化劑的CMC值顯著增大 烴鏈上的氫原子被氟原子取代后，其CMC值將大大降低。 親水基團(tuán)越靠近烴鏈的中部其CMC值越大。 親水基團(tuán)對CMC值的影響符合以下規(guī)律。 離子型乳化劑的親水基團(tuán)種類對CMC值影響較小。 兩性型乳化劑與具有相同疏水基團(tuán)的離子型乳化劑的 CMC值相近。 離子型乳化劑遠(yuǎn)比非離子型乳化劑的CMC值大。 對于親水基團(tuán)為聚氧化乙烯的非離子型乳化劑來說，親水基團(tuán)的鏈長對CMC值并沒有太大的影響。2電解質(zhì)的影響31什么是集聚數(shù)？電荷分率？聚集數(shù)：是指平均每個(gè)膠束中的乳化劑離子或分子數(shù)。聚集數(shù)越大則膠束越大。荷電分率：是指膠束的有效電荷在膠束上乳化劑離子的帶電總和中所占的分?jǐn)?shù)。32影響膠束形狀、大小的因素有哪些？2 影響膠束大小的另一個(gè)因素是電解質(zhì)濃度，當(dāng)電解質(zhì)濃度大時(shí)，其聚集數(shù)及荷電分率亦大。33為什么乳化劑疏水基團(tuán)烴鏈上的氫原子全部被氟原子取代后，臨界膠束濃度反而下降？34為什么說親水基團(tuán)的位子越靠近烴鏈中部，其CMC值越大？35增溶度的概念及其測定方法?36 表面活性、表面活性物質(zhì)、表面活性劑、乳化劑1.陰離子表面活性劑乳化能力比氧離子和兩性的表面活性劑強(qiáng)（ ）2.乳液聚合時(shí)速度快，分子量高,是因?yàn)榫酆线^程中產(chǎn)生凝膠效應(yīng)使聚合速度加快，自由基壽命延長，分子量也就增大。 ( )3.典型的乳液聚合，配方中使用的乳化劑用量要大于其臨界膠束濃度。 ( )4.乳液聚合與其它聚合實(shí)施方法相比最突出的優(yōu)點(diǎn)是？( )5.乳液聚合第二階段的存在的粒子是乳膠粒增溶膠束以及單體液滴三種微粒？( )6.HLB大的表面活性劑適用于水包油的乳液聚合體系（ ）第4章 引發(fā)劑1 乳液聚合體系的引發(fā)劑分類？引發(fā)劑的分類：熱分解引發(fā)劑和氧化還原引發(fā)劑。2 乳液聚合體系中熱分解引發(fā)劑主要是什么？ 乳液聚合中，用作熱分解引發(fā)劑的大多是K2S2O8和(NH4)2S2O8。3 過硫酸鹽在水介質(zhì)中分解時(shí)，其濃度、PH值、溫度及離子強(qiáng)度對其分解速率的影響？得到pH3時(shí)，pH對K的影響不大；pH3時(shí)，K值隨pH的降低而急劇增大4 單體、乳化劑乳膠粒等對過硫酸鹽分解速率的影響？ 單體存在導(dǎo)致過硫酸鹽熱分解反應(yīng)加速。不同單體、不同濃度使分解速度提高的幅度不同。并且單體存在導(dǎo)致過硫酸鹽分解反應(yīng)具有兩個(gè)階段；階段2比階段1的分解速率低。乳化劑可顯著加速過硫酸鹽熱分解反應(yīng)：乳化劑 CMC時(shí)，其熱分解速率與乳化劑濃度無關(guān)；乳化劑 CMC時(shí)，其熱分解速率隨乳化劑濃度而乳膠粒存在會加快過硫酸鹽熱分解反應(yīng)速率。但是不同種類的聚合物乳膠粒的促進(jìn)作用大小是不同的.5 過硫酸根離子引發(fā)機(jī)理中，其初始自由基、自由基進(jìn)入膠束和乳膠粒的機(jī)理？6 過硫酸鹽濃度對聚合速率的影響？1 聚合速率與引發(fā)劑濃度的0.4次方成正比； 2 若反應(yīng)中Np為恒值，聚合速率與引發(fā)劑濃度無關(guān)7工業(yè)上最常用的氧化劑？過氧化氫、有機(jī)過氧化氫、過硫酸鹽8 過硫酸鹽硫醇氧化還原引發(fā)體系主要用于St-Bd乳液聚合，硫醇促進(jìn)作用與其濃度的關(guān)系？S醇低時(shí)，隨濃度，聚合反應(yīng)速率；但濃度達(dá)一定值后，聚合反應(yīng)速率不再變化；9過硫酸鹽亞硫酸氫鹽氧化還原引發(fā)體系工業(yè)上用于丙烯腈、丙烯酸酯等單體乳液聚合。其大分子鏈末端主要為磺酸根基團(tuán)。10 氯酸鹽亞硫酸氫鹽氧化還原引發(fā)體系，是氯乙烯乳液聚合很重要的引發(fā)劑。11 過氧化氫亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系，用作MMA及丙烯腈乳液聚合的引發(fā)劑，其中鐵離子具有引發(fā)和終止雙重作用。12 有機(jī)過氧化氫亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系，廣泛用于生產(chǎn)低溫丁苯橡膠、丁腈橡膠等的引發(fā)劑。該引發(fā)體系存在三個(gè)問題？所采取的措施？13有機(jī)過氧化氫亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系中，影響有機(jī)過氧化氫引發(fā)效率的因素？ 答：1有機(jī)過氧化氫分子結(jié)構(gòu)的影響；2有機(jī)過氧化氫與鐵鹽摩爾比的影響；3引發(fā)劑濃度的影響；4 有機(jī)過氧化氫在水相及烴相中分配的影響。14有機(jī)過氧化氫亞鐵鹽氧化還原引發(fā)體系中，助還原劑有哪些？難溶亞鐵鹽有哪些？最常用的鐵離子絡(luò)合劑是什么？15有機(jī)過氧化氫聚胺引發(fā)體系中，具有活性的聚胺必須具備什么條件？16 引發(fā)劑的選擇原則是什么？ 答：第一，根據(jù)聚合方法選擇一定溶解性能引發(fā)劑；第二，根據(jù)聚合操作方式和反應(yīng)溫度條件選擇適當(dāng)分解速度引發(fā)劑；第三，根據(jù)引發(fā)劑的分解速率常數(shù)；第四，根據(jù)分解活化能；第五，根據(jù)引發(fā)劑的半衰期；第五章 單體第六章 調(diào)節(jié)劑17乳液聚合體系中，調(diào)節(jié)劑起作用需經(jīng)歷哪幾個(gè)步驟？ 調(diào)節(jié)劑分子由單體珠滴內(nèi)部擴(kuò)散到外表面上； 由單體珠滴外表面擴(kuò)散進(jìn)入水相主體； 由水相主體擴(kuò)散到乳膠粒表面上； 由乳膠粒表面擴(kuò)散進(jìn)入乳膠粒內(nèi)部； 在乳膠粒內(nèi)部和大分子自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。18在乳液聚合中，對分散介質(zhì)的主要技術(shù)要求為？1 必須能夠溶解乳化劑和引發(fā)劑； 2 應(yīng)當(dāng)能使被溶解的乳化劑分子聚集在一起形成膠束，且能夠使所加入的大部分乳化劑以膠束的形式存在； 3 應(yīng)當(dāng)不溶或僅能微溶單體； 4 對自由基聚合反應(yīng)不起阻聚作用； 5 粘度要低，以利傳熱和傳質(zhì)； 6 應(yīng)當(dāng)能夠保證在很寬的溫度和壓力范圍內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)。19乳液聚合中，一個(gè)理想的終止劑必須具備的條件？僅加入少量終止劑就可以使聚合反應(yīng)停止；在后續(xù)處理過程中，終止劑仍然起作用；不應(yīng)當(dāng)影響乳液的穩(wěn)定性；不應(yīng)該對聚合物的化學(xué)性質(zhì)有不良影響；被終止的聚合物乳液出料后，終止劑應(yīng)當(dāng)很容易從反應(yīng)器中除凈；不應(yīng)當(dāng)引起聚合物變色；應(yīng)當(dāng)便宜，易得，沒有危險(xiǎn)；為了便于處理起見，所用的終止劑應(yīng)當(dāng)易溶于水中，并且能夠以水溶液的形式長期儲存；適用性廣，同一單體采用不同的聚合方法時(shí)，所用終止劑均能滿足以上要求。 20終止劑在乳液聚合體系中使如何起到終止作用的？ 大分子自由基可向終止劑進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移，生成沒有引發(fā)活性的小分子自由基； 大分子自由基也可與終止劑發(fā)生共聚合反應(yīng)，生成帶有終止劑末端的沒有引發(fā)活性的大分子自由基；以上兩種自由基雖無引發(fā)活性，但可與其他活性自由基鏈發(fā)生雙基終止反應(yīng)，使鏈增長反應(yīng)停止。 終止劑可以和引發(fā)劑或者引發(fā)體系中的一個(gè)或多個(gè)組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將引發(fā)劑破壞掉，這樣既可以使聚合反應(yīng)過程停止，也避免了在以后的處理和應(yīng)用過程中聚合物性能發(fā)生變化。 21乳液聚合體系中，不可逆凝膠和膠溶現(xiàn)象及機(jī)理？膠溶現(xiàn)象：不加電解質(zhì)，采用非電解質(zhì)引發(fā)劑和陰（陽）離子型乳化劑的乳液聚合體系，所得聚合物乳液為不可逆凝膠（體系完全不能流動），加入少量電解質(zhì)到體系中，不可逆凝膠就轉(zhuǎn)變成可自由流動的乳液，這種現(xiàn)象叫作膠溶現(xiàn)象。機(jī)理：一個(gè)乳膠?？醋饕粋€(gè)很大的球形聚電解質(zhì)大分子，并吸附乳化劑；乳化劑發(fā)生水化作用，形成很厚的水化層，并吸附很多反離子；乳膠粒數(shù)足夠大時(shí)，不存在自由水相，乳膠粒依靠水化層的空間障