常州大学：材料科学实验教学课件（PPT讲稿）苯乙烯-二乙烯基苯悬浮共聚制备聚苯乙烯白球

苯乙烯-二乙烯基苯悬浮共聚 制备聚苯乙烯白球 任强

苯乙烯-二乙烯基苯悬浮共聚 制备聚苯乙烯白球 任强

实验原理 悬浮聚合是单体受到强烈的搅拌分散作用以小液滴的形 式悬浮在聚合介质中进行聚合。这个小液滴在聚合介质的直接 包围之中，所以聚合热可以及时而有效地排出。 为了使小液滴稳定分散，必须加入分散剂，如明胶，聚乙 烯醇、羟甲基纤维素等一些有机高分子作为分散剂。分散剂可 以降低液体的界面张力，使单体液滴的分散程度更高；也可以 增加聚合介质的粘度，从而阻碍单体液滴之间的碰撞粘结；同 时它们还可以在单体的液滴表面形成保护膜防止液滴的凝聚。 有些悬浮聚合为了达到更好的防止粘结的效果，还要加 入Ca、Mg的碳酸盐、磷酸盐，这些物质是不溶于水的极细小 的无机粉末，它们可以吸附在单体液滴表面起机械阻隔作用， 对防止粘结有特殊的结果

一 .实验原理 悬浮聚合是单体受到强烈的搅拌分散作用以小液滴的形 式悬浮在聚合介质中进行聚合。这个小液滴在聚合介质的直接 包围之中，所以聚合热可以及时而有效地排出。 为了使小液滴稳定分散，必须加入分散剂，如明胶，聚乙 烯醇、羟甲基纤维素等—些有机高分子作为分散剂。分散剂可 以降低液体的界面张力，使单体液滴的分散程度更高；也可以 增加聚合介质的粘度，从而阻碍单体液滴之间的碰撞粘结；同 时它们还可以在单体的液滴表面形成保护膜防止液滴的凝聚。 有些悬浮聚合为了达到更好的防止粘结的效果，还要加 入Ca、Mg的碳酸盐、磷酸盐，这些物质是不溶于水的极细小 的无机粉末，它们可以吸附在单体液滴表面起机械阻隔作用， 对防止粘结有特殊的结果

液一液分散和成粒过程 单体 搅拌 ① ② 界面张力 孩人 ⑤粘合 o8、 粘合④ 00a 粘合③ 0.0 0 88 0 分散 00 图4-1 悬浮单体液滴分散-聚并模拟图 搅拌浆形式 搅拌强度 影响液滴尺寸和动能 搅拌速度 小液滴内部进行本体聚合，当转化率到一定程度时，使液滴 表面发粘，易粘结成块。加入分散剂后，可以使液滴稳定。当 转化率进一步提高后，小液滴逐渐变硬，粘结危险性降低

• 液－液分散和成粒过程 搅拌强度 搅拌浆形式 搅拌速度 小液滴内部进行本体聚合，当转化率到一定程度时，使液滴 表面发粘，易粘结成块。加入分散剂后，可以使液滴稳定。当 转化率进一步提高后，小液滴逐渐变硬，粘结危险性降低。 影响液滴尺寸和动能

本实验采用悬浮聚合法制取苯乙烯和二乙烯苯的交联聚合物， 该交联共聚物小球，经磺化或氯甲基化等高分子基因反应，可以 制得离子交换树脂，共聚小球颗粒大小受各种反应条件的影响， 尤以搅拌强度和分散剂种类、用量的影响最大，分散剂用量大， 搅拌强度高都会使颗粒变小

本实验采用悬浮聚合法制取苯乙烯和二乙烯苯的交联聚合物， 该交联共聚物小球，经磺化或氯甲基化等高分子基因反应，可以 制得离子交换树脂，共聚小球颗粒大小受各种反应条件的影响， 尤以搅拌强度和分散剂种类、用量的影响最大，分散剂用量大， 搅拌强度高都会使颗粒变小

CH2 CH,-CH Random copolymerization CH, -CH CH, 人CH,SH> -CH2CH RCH CH -C RCH CH H -CH

CH2 CH CH2 CH CH2 CH + Random copolymerization CH2 CH CH2 CH CH2 H C CH2 CH CH2 CH CH2 H C CH2 CH CH2 CH CH2 H C R R CH2 CH CH2 CH CH2 H C CH2 CH CH2 CH CH2 H C R CH2 CH2 CH2 CH H C CH CH2 CH CH2 CH CH2 H C R CH2 CH CH2 CH2 CH H C R R

实验注意事项 1.搅拌速度要适当，太快粒子太细，太慢容易粘结，更不能中途 停止。由于采用单叶浆，为了保证搅拌强度，搅拌浆叶最下端应 接近四口烧瓶底部，搅拌后应能观察到液面上有较深的漩涡，否 则实验易失败。 2.升温速度尽可能快，但反应温度不宜超过95oC,否则粒子会 软化。 3.用吸管取样时，应紧贴瓶壁，不要碰到搅拌棒，把吸入的浆 液放入盛有清洁水的烧杯中，观察粒子的沉浮，若能沉到水底， 取出用指甲压之以看其软硬程度

实验注意事项 1．搅拌速度要适当，太快粒子太细，太慢容易粘结，更不能中途 停止。由于采用单叶浆，为了保证搅拌强度，搅拌浆叶最下端应 接近四口烧瓶底部，搅拌后应能观察到液面上有较深的漩涡，否 则实验易失败。 2．升温速度尽可能快，但反应温度不宜超过95oC，否则粒子会 软化。 3．用吸管取样时，应紧贴瓶壁，不要碰到搅拌棒，把吸入的浆 液放入盛有清洁水的烧杯中，观察粒子的沉浮，若能沉到水底， 取出用指甲压之以看其软硬程度

思考题 1.悬浮聚合的操作关键在哪里？ 2.悬浮聚合常用的分散剂有哪些？ 3.要制得合格率高的共聚白球，实验中应注意 哪些问题？

思考题 1．悬浮聚合的操作关键在哪里？ 2．悬浮聚合常用的分散剂有哪些？ 3．要制得合格率高的共聚白球，实验中应注意 哪些问题?