一、實驗目的： 

       1、掌握用乳液聚合法制備高分子材料的一般原理和合成方法；  
       2、了解目標乳合物的設計原理。 二、實驗原理（概述）：   

乳液聚合是以水為連續相（分散劑），在表面活性劑（乳化劑）存在下，使聚合反應發生在由乳化劑形成的乳膠粒內部（即表面活性劑形成的膠束作為微反應器），制備高分子材料的一種方法。

       目前，因為在世界范圍內采用乳液聚合法制備大量的、各種類型的乳液聚合物和聚合物乳液產品，因此乳液聚合被廣泛應用于各個技術領域，成為不可缺少的材料或工作物質。特別是人們環境保護意識的加強，乳液聚合技術已成為制備“環境友好材料”的主要方法。在工業生產中有多種用途： 

        （1）用乳液聚合法可大量生產合成橡膠如丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚丙烯酸酯橡膠等。  
       （2）用乳液聚合法生產合成塑料、合成樹脂。如聚氯乙烯樹脂、樹脂、聚四氯乙烯樹脂、聚丙烯酸樹脂等。 

       （3）用乳液聚合生產各種用途的聚合物乳液，如各種粘合劑（聚醋酸乙烯脂乳液—白膠等）、涂料（如建筑涂料、金屬涂料、木制器涂裝涂料等）。   

       乳液聚合技術較本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合相比較，有許多重要特點、優點，既可制備高分子量的聚合物，又有高的聚合反應速率。反應體系易散熱，有利于聚合反應的控制。生產設備和工藝簡單，操作方便，靈活性大，代表了環境保護技術的發展方向，很多場合下，聚合物乳液可直接利用。因此，近年來乳液聚合技術發展很快，特別是在聚合技術上派生、發展了多種新技術、新方法。  

       乳液聚合體系主要有四大組分：單體、分散介層（水）、乳化劑、引發劑，其次還有用了pH調節并改善乳液流動性的電解層，pH調節用的中和劑等。依據反應單體與反應性質，來選用不同的乳化劑。 乳化劑是決定乳液穩定性的最主要因素，對反應速率、乳液粘度、膠粒尺寸等也有很主要的作用。乳化劑的選擇除單體要求的種類外，一般以體系要求的HLB值決定其配比和用量，而且多以非離子型與離子型乳化劑復配，常用的乳化劑如下：   

       用于乳液聚合的引發劑主要是以過氧化氫為母體的衍生物，如過硫酸銨（NH4）2S2O8、過硫酸鉀K2S2O8 、有機過氧化氫，對某些體系，還可采用其他熱分解引發劑如芳基偶氮氨基化合物等。  

       經典的乳液聚合物工藝的定性理論 

       （用以描述乳液聚合體系中各種物料所處的狀態及它們之間的相互影響、相互作用和相互轉化規律）將乳液聚合過程分為四個階段：  

       分散階段：乳化劑在分散相（水）中形成膠束：加入部分單體后，在攪拌作用下，部分形成單體珠滴、部分增溶在乳化劑形成的膠束中或溶解在水相中。乳化劑、單體化水相、單體珠滴和膠束之間建立動態平衡。
       階段Ⅰ（成核階段）：水溶性引發劑加入到體系中后，在反應溫度下引發劑在水相中開始分解出初始自由基，或擴散到膠束中或在水相引發聚合，或擴散到單體珠滴中。無論那種情況都可引發單體聚合形成乳膠粒。 

       在階段Ⅰ，乳化劑有四個去處，即形成膠束、吸附在乳膠粒表面上、吸附在單體珠滴表面上及溶解在水中。單體也有四個去向，即形成單體珠滴、分布在乳膠粒中、分布在增溶膠束中，或溶解在水中，此時乳化劑和單體在水相、單體珠滴、乳膠粒和膠束之間建立動態平衡，直到膠束耗盡后，標志階段Ⅰ結束。  階段Ⅱ（乳膠粒長大階段）： 

       聚合反應發生在乳膠粒中，逐漸加入的單體形成單體珠滴，單體由單體珠滴通過水相擴散到乳膠粒中，在其中進行聚合反應，使乳膠粒長大，此時，乳化劑和導體在乳膠粒、水相和單體珠滴間建立動態平衡。單體珠滴消失。標志階段Ⅱ結束。 

       階段Ⅲ（聚合反應完成階段）：在該階段，膠束和單體珠滴都不見了。絕大多數未反應的單體集中在乳膠粒內部，只有極少數的單體溶解在水相中，單體和乳化劑在水相和乳膠粒之間建立動態平衡。水相中的引發劑分解出自由基，擴散到乳膠粒中，在乳膠粒中引發聚合，使乳膠粒中的單體逐漸降低。使單體轉化率達到最大至反應結束。   

正是乳膠聚合的定性理論決定了聚合反應反應嚴格的操作步驟。