【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件-第十一章參

乳液聚合性質(zhì)及有關(guān)參數(shù)的測定【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參111.1乳液類型的測定11.1.1O/W及W/O型乳液的確定染料溶解法相稀釋法電導(dǎo)法熒光法O/WorW/O？乳膠粒表面正電or負(fù)電?11.1乳液類型的測定11.1.1O/W及W/O型乳液的2乳膠粒電性的測定——電泳法將待測乳液稀釋至固含量大約為10%微型電泳池：池子兩端各裝一個微型鉑電極，小電池與兩電極相通后，在顯微鏡在觀察乳膠粒的運動。若向負(fù)極移動則為乳膠粒帶正電的乳液；若向正極移動則為乳膠粒帶負(fù)電的乳液較大的電泳池：通電后可以肉眼觀察到帶電的乳膠粒集中在一個電極周圍。可以加入染料便于觀察，但要注意染料本身所產(chǎn)生的帶電離子會使乳膠粒聚集而發(fā)生凝聚。11.1乳液類型的測定乳膠粒電性的測定——電泳法11.1乳液類型的測定3將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，不分層，無沉淀，無可見凝膠塊，則穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。對于苯丙、乙丙、純丙等大多數(shù)聚合物乳液來說，因為乳膠粒很細(xì)，所以多半呈半透明狀，并泛藍(lán)光。其透明度越高，藍(lán)光越足，則穩(wěn)定性越大，乳液質(zhì)量越高。按照GB/T11175-2002和JISK6828：1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，把聚合物乳液用玻璃棒刮涂在玻璃片上，進(jìn)行目測。若乳液膜均勻細(xì)膩，無可見粗粒子，無異物，則合格。11.2乳液外觀檢驗將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，4將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤中，蓋上鋁蓋，稱重，然后將其置于設(shè)有通風(fēng)裝置的烘箱中，在115oC下干燥20min后，稱重，即可計算得固體含量。軟聚丙烯酯類，較高溫度（120oC）增塑聚合物乳液（增塑劑揮發(fā)），較低溫度（105oC）和較長干燥時間（如2h）需用已知固含量的乳液作空白試驗，校正鋁盤面積、干燥溫度及增塑劑揮發(fā)性等因素對試驗結(jié)果的影響按照GB/T11175-2002和JISK6828:1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測定聚合物乳液固含量的條件為在105oC±2oC下烘干60min±5min快速測定聚合物乳液固含量的方法：把盛有乳液的鋁盤置于250W紅外干燥器中，只需幾分鐘就能自動顯示測定結(jié)果。11.3乳液固含量的測定將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤中，蓋上鋁蓋，5黏度是聚合物乳液的一個重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與其黏度密切相關(guān)乳液黏度越大，其穩(wěn)定性越高乳液聚合及其后的輸送、貯存和應(yīng)用；施工——足夠的黏度作涂料時，若黏度太高，其流平性不好，涂膜光澤度差；而黏度太低，涂料易流掛，同時涂料會向基質(zhì)毛細(xì)孔道內(nèi)滲透。一方面會使基質(zhì)變硬，另一方面會造成聚合物流失，成膜物質(zhì)減少，影響產(chǎn)品性能黏度和流體性質(zhì)的關(guān)系：低黏度——牛頓流體，黏度隨剪切率變化不大；黏度較大——屈服-假塑性流體，越過屈服點后，黏度隨剪切率而下降黏度很大——觸變性流體，黏度隨剪切時間而變化高固含量——脹塑性流體，黏度隨剪切率增大而升高聚合物乳液大多屬于非牛頓流體，用于測定乳液黏度的儀器應(yīng)能在0~10000S-1的寬剪切率范圍內(nèi)測定剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化關(guān)系。有冷卻裝備，恒濕恒溫房間。準(zhǔn)確度不高的場合：旋轉(zhuǎn)圓筒黏度計、毛細(xì)管黏度計、落球黏度計、氣泡上升黏度計、涂4#杯等設(shè)備近似測定11.4乳液黏度的測定黏度是聚合物乳液的一個重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與6(1)機械穩(wěn)定性待測聚合物乳液過100目的標(biāo)準(zhǔn)篩過濾高速攪拌（漿端速度6096m/min,10min）所生成的沉淀通過100目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾，干燥，稱重干態(tài)濾出物在聚合物乳液初始固含量中所占的分?jǐn)?shù)即為乳液的機械穩(wěn)定性，分?jǐn)?shù)越大，穩(wěn)定性越差(2)凍融穩(wěn)定性10g聚合物乳液試樣置于15ml的塑料瓶中(-20±1)oC的冰箱中冷凍16h，30oC下熔化16h經(jīng)歷上述過程一次若不破乳，稠度不變，凍融指數(shù)加1凍融指數(shù)越大，凍融穩(wěn)定性越高；若凍融指數(shù)為零，則該乳液不抗凍，必須在5oC以上貯存和運輸(3)高溫穩(wěn)定性50g試樣裝入測試瓶中，在60oC下保持5天，觀察記錄狀態(tài)變化沒有發(fā)生變化的乳液說明其高溫穩(wěn)定性好；發(fā)生沉淀或出現(xiàn)凝膠的乳液，其高溫穩(wěn)定性差11.5乳液穩(wěn)定性的測定(1)機械穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測定7(4)pH穩(wěn)定性兩只測試管中個裝入5g待測乳液試樣，分別加入1mL（1mol/L）鹽酸和1mL（1mol/L）KOH搖勻，測定兩試管中物料的pH值，并觀察乳液是否穩(wěn)定在室溫下放置24h，再觀察乳液是否穩(wěn)定若無明顯變化，則所測乳液pH穩(wěn)定性好鈣離子穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性——表征其承受電解質(zhì)能力在20mL的刻度試管中加入16mL聚合物乳液試樣再加入4mL0.5%的CaCl2溶液，搖勻，靜置48h若不出現(xiàn)凝膠且無分層現(xiàn)象，則鈣離子穩(wěn)定性合格；若有分層現(xiàn)象，量取下層（或上層）清液高度，清液高度越大，鈣離子穩(wěn)定性越差稀釋穩(wěn)定性將乳液稀釋到固體含量為3%把30mL稀釋后的乳液倒入試管中，液柱高20cm，放置72h測量上部清液和沉淀部分的體積即可知其稀釋穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測定(4)pH穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測定8在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的顆粒，并不能融為一體。在高于某一特定的溫度時，水分揮發(fā)以后，各乳膠粒中的聚合物會互相滲透，互相擴散，熔結(jié)為一體而形成連續(xù)透明的薄膜。能夠成膜的溫度下限值叫最低成膜溫度（MFT）。聚合物乳液的一個重要性能指標(biāo)，進(jìn)行配方設(shè)計，確定應(yīng)用條件和施工工藝。在最低成膜溫度測定儀上測定。該儀器的主體為一塊溫度梯度板，在板上由冷端到熱端均勻地分布。若將待測聚合物乳液楊平均勻地涂在梯度板上，待水分揮發(fā)后，將在某一位置處出現(xiàn)一條分界線，在該線高溫一側(cè)形成透明而連續(xù)的薄膜，而在低溫一側(cè)則呈開裂、粉化或白堊狀，這條分界線所對應(yīng)的溫度即為最低成膜溫度MFT。11.6乳液最低成膜溫度的測定在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的9乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。乳液聚合物的性能、聚合物乳液的許多重要性質(zhì)以及在乳液聚合反應(yīng)過程中的聚合反應(yīng)速率等與之密切相關(guān)能否準(zhǔn)確而快速地測定，不僅關(guān)系到能否實現(xiàn)乳液聚合反應(yīng)過程的合理控制，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，而且關(guān)系到聚合物乳液的推廣應(yīng)用常用方法有六種：①光散射法②消光法③肥皂滴定法④離心法⑤電子顯微鏡法⑥水動力色譜法。其中①②③能測乳膠粒的平均直徑；④⑤⑥除了可以得到乳膠粒平均直徑外，還可得到乳膠粒的尺寸分布。11.7乳膠粒尺寸及尺寸分布的測定乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。11.7乳膠粒1011.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會向各個方向散射，在與主光束成θ角的方向上的散射光強與入射光強之比稱為相對光強，用Iθ表示，用光散射儀來測定。Iθ是散射角θ及參數(shù)α與m的函數(shù)。11.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會向各個方11動態(tài)光散射動態(tài)光散射DynamicLightScattering(DLS)，測量光強的波動隨時間的變化。DLS技術(shù)測量粒子粒徑，具有準(zhǔn)確、快速、可重復(fù)性好等優(yōu)點，已經(jīng)成為納米科技中比較常規(guī)的一種表征方法。隨著儀器的更新和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的動態(tài)光散射儀器不僅具備測量粒徑的功能，還具有測量Zeta電位、大分子的分子量等的能力。動態(tài)光散射動態(tài)光散射DynamicLightScatte12基本原理粒子的布朗運動Brownianmotion導(dǎo)致光強的波動微小粒子懸浮在液體中會無規(guī)則地運動布朗運動的速度依賴于粒子的大小和媒體粘度，粒子越小，媒體粘度越小，布朗運動越快。Stokes-Einstein方程DT為顆粒的平移擴散系數(shù)，kB為Boltzman常量,T為絕對溫度,η為溶液粘度,d為粒子直徑.基本原理粒子的布朗運動Brownianmotion導(dǎo)致光強13動態(tài)光散射實驗裝置圖動態(tài)光散射實驗裝置圖141、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。先將樣品離心，12000g離心5分鐘,離心時的溫度視樣品要求而定。取上層樣品過濾，濾膜的選擇要視樣品分子大小而定，對蛋白質(zhì)樣品通常用0.02µm的濾膜，如果目標(biāo)分子在100kD以上，建議用0.1µm的濾膜。過濾后的樣品直接加樣到樣品室中2、加樣步驟

將加樣針伸到樣品池的底部，一邊加樣一邊緩緩向上提起加樣針，以免形成氣泡，然后蓋上樣品池的蓋子。注意，加樣針不能碰到樣品池的窗口，否則會留下劃痕，影響測量。

1、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。2、加樣步驟

15分布系數(shù)(particledispersionindex,PDI)分布系數(shù)體現(xiàn)了粒子粒徑均一程度，是粒徑表征的一個重要指標(biāo)。

<0.05單分散體系，如一些乳液的標(biāo)樣。<0.08近單分散體系，但動態(tài)光散射只能用一個單指數(shù)衰減的方法來分析，不能提供更高的分辨率。0.08-0.7適中分散度的體系。運算法則的最佳適用范圍。>0.7尺寸分布非常寬的體系，很可能不適合光散射的方法分析。3、數(shù)據(jù)分析

分布系數(shù)(particledispersionindex1611.7.2電子顯微鏡法

11.7.2電子顯微鏡法17拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：1811.7.3水動力色譜法簡便、快捷測定乳膠粒直徑及其分布，20世紀(jì)70年代以來發(fā)展較快，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的在線測量淋洗液為水11.7.3水動力色譜法簡便、快捷測定乳膠粒直徑及其分布，19【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參20【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參2111.8.1顯微鏡照相法輕輕搖晃待測乳液瓶子，用10mL醫(yī)用注射器從乳液深度的中點取樣約兩滴再將約4mL10%的乳化劑溶液吸入注射器，輕搖使其混合均勻再顯微鏡兩個玻璃載片中間夾上兩條厚度約為0.1mm的有機玻璃窄片，在形成的很窄的狹縫里面注入注射器內(nèi)沖稀后的乳液放到顯微鏡觀察，選擇代表性區(qū)域拍攝照片3~5張，每張照片上至少包括100個單體珠滴。從照片上對不同尺寸級別的單體珠滴進(jìn)行測量和計數(shù)根據(jù)所得數(shù)據(jù)作出單體珠滴尺寸分布圖，并計算單體珠滴平均直徑11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測定這種方法所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可靠，但需要在照片上一個一個地測量珠滴尺寸并計數(shù)，需要花費很多時間，作大量重復(fù)勞動。11.8.1顯微鏡照相法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測22【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參2311.8.2計數(shù)法Coulter計數(shù)器，廣泛地用來測定粒徑在2~300μm之間的固體顆粒的平均尺寸及尺寸分布，也可用在液滴尺寸和尺寸分布的測定上。設(shè)定單體珠滴直徑的上下限并劃分為16個尺寸間隔揮發(fā)性較大的單體影響數(shù)據(jù)正確性和重復(fù)性也可用該計數(shù)器方便測定乳膠粒的平均直徑及尺寸分布11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測定100μm的小孔1%NaCl水溶液細(xì)管與真空泵相連水銀真空計電極電極11.8.2計數(shù)法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測定102410.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測定常用測定方法有毛細(xì)管上升法、氣泡壓力法、珠滴重量法、環(huán)形絲法以及Π形絲法，僅后三者適合于測定乳液表面張力。液膜被撕裂瞬間，接觸角φ接近為零，表面張力垂直向下，由靜力平衡條件得：l為Π形絲長度即可通過喬里秤測定由虎克定律：彈簧彈性系數(shù)Π形絲在液膜被撕裂和浸入液體前喬里秤讀數(shù)之差10.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測定常用測定方2511.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測定珠滴增大到其重量正好等于表面張力時下落：然而，毛細(xì)管離開的珠滴質(zhì)量總是小于上式預(yù)計質(zhì)量，原因一是珠滴邊緣不是豎直的；二是下落時不會全部離開管端，總是留下一部分。研究發(fā)現(xiàn)，珠滴質(zhì)量還是r/α的函數(shù)，即毛細(xì)管常數(shù)而f(r/α)又是(r/V1/3)的函數(shù)故令校正系數(shù)，查表可得則11.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測定珠滴增大26黏度小于5Pa·s，沒有氣泡的聚合物乳液標(biāo)準(zhǔn)韋氏相對密度天平在空氣中及在乳液中能校驗標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的任何其他比重計黏度大且有氣泡的聚合物乳液較難測定，若用真空脫氣會導(dǎo)致水的損失而造成誤差在高型量筒中，裝入已知體積的試樣并稱重，計算得近似相對密度個別情況也可稀釋后再測乳液相對密度，但該方法只有在相對密度隨稀釋程度線性變化時才能使用11.10乳液相對密度的測定黏度小于5Pa·s，沒有氣泡的聚合物乳液11.10乳液相對2711.11.1物理法僅對像苯乙烯、丙烯酸丁酯等在水中溶解度極小的單體有效不適用于像醋酸乙烯酯、氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等在水中溶解損失較大的單體測定過程為：將20~25g待測聚合物乳液試樣，100g水和少量消泡劑加入到Dean-stark分離管中進(jìn)行蒸餾，單體和水為餾出液，待餾出液分層后，可直接讀出單體的體積。11.11乳液殘余單體含量的測定Dean-stark11.11.1物理法11.11乳液殘余單體含量的測定De2811.11.2化學(xué)法①碘量法②汞鹽法11.11.3氣相色譜法對可能含有的每種單體繪制其標(biāo)準(zhǔn)曲線利用未反應(yīng)雙鍵的化學(xué)作用！11.11.2化學(xué)法利用未反應(yīng)雙鍵的化學(xué)作用！29包括游離膜檢驗和樣板模檢驗游離膜檢驗項目：拉伸強度、斷裂伸長率、彈性、韌性、硬度、吸水率、透明度等樣板膜檢驗包括：耐水性、耐酸性、耐堿性、耐溶劑性、粘接強度、耐候性、光澤度等涂膜耐水性檢驗用涂布器在玻璃板上涂布成一定厚度（如100μm）的乳液膜，對于MFT低的乳液，將其在(35±2)oC的烘箱中干燥24h；MFT高的乳液則需在高溫下烘干把涂有膜的玻璃板平放在印有6號字的白紙上，向涂膜滴上蒸餾水，記錄從滴水至出現(xiàn)泛白所需時間及從滴水至看不清字跡為止所需時間。泛白時間越長，其耐水性越好把涂有膜的玻璃板浸泡在冷水中，觀察涂膜的外觀、強度、附著力等性能的變化?？筛鶕?jù)出現(xiàn)泛白、碎裂、脫膠等現(xiàn)象的時間來判定其耐水性優(yōu)劣對于耐水性特好的乳液聚合物膜，為了評價其耐水性的相對高低，除了在冷水中浸泡三晝夜外，還需要進(jìn)行開水煮沸實驗11.12乳液聚合物膜的檢驗包括游離膜檢驗和樣板模檢驗11.12乳液聚合物膜的檢驗30十、關(guān)于課程論文規(guī)范的要求1、使用華東理工大學(xué)統(tǒng)一的課程論文封面，封面內(nèi)容包括課程和學(xué)生的基本信息、論文題目、論文要求、教師評語。（見《華東理工大學(xué)課程論文封面》）。2、課程論文根據(jù)文科、理工科（外語類）等使用不同格式抄寫。文科類論文用紙參見文科類課程論文格式；理工科、外語類論文參見理工科、外語課程論文格式。3、課程論文也可打印，打印格式必須統(tǒng)一：（1）A4紙，單面打印。（2）頁面設(shè)置：左、右、下邊距為2.5厘米，上邊距為2.8厘米。4、正文用宋體小4號，字間距設(shè)置為“標(biāo)準(zhǔn)”，段落設(shè)置為“1.25倍行距”。正文中所有非漢字均用TimesNewRoman體。表名位于表的正上方，用宋體小五號粗體，圖的大小不超過8×8cm，圖名位于圖的正下方，用宋體小五號粗體。5、數(shù)學(xué)公式用斜體，須有編號。6、若有參考文獻(xiàn)，其格式為“參考文獻(xiàn)”居中，用黑體小二號，段前設(shè)置為0磅，段后設(shè)置為12磅，著錄的內(nèi)容應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)（參見《華東理工大學(xué)學(xué)報》）。十、關(guān)于課程論文規(guī)范的要求31論文題目：自擬論文要求：寫一篇關(guān)于乳液聚合最新研究進(jìn)展的綜述，參考文獻(xiàn)不少于20篇。論文題目：自擬32乳液聚合性質(zhì)及有關(guān)參數(shù)的測定【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參3311.1乳液類型的測定11.1.1O/W及W/O型乳液的確定染料溶解法相稀釋法電導(dǎo)法熒光法O/WorW/O？乳膠粒表面正電or負(fù)電?11.1乳液類型的測定11.1.1O/W及W/O型乳液的34乳膠粒電性的測定——電泳法將待測乳液稀釋至固含量大約為10%微型電泳池：池子兩端各裝一個微型鉑電極，小電池與兩電極相通后，在顯微鏡在觀察乳膠粒的運動。若向負(fù)極移動則為乳膠粒帶正電的乳液；若向正極移動則為乳膠粒帶負(fù)電的乳液較大的電泳池：通電后可以肉眼觀察到帶電的乳膠粒集中在一個電極周圍?？梢约尤肴玖媳阌谟^察，但要注意染料本身所產(chǎn)生的帶電離子會使乳膠粒聚集而發(fā)生凝聚。11.1乳液類型的測定乳膠粒電性的測定——電泳法11.1乳液類型的測定35將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，不分層，無沉淀，無可見凝膠塊，則穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。對于苯丙、乙丙、純丙等大多數(shù)聚合物乳液來說，因為乳膠粒很細(xì)，所以多半呈半透明狀，并泛藍(lán)光。其透明度越高，藍(lán)光越足，則穩(wěn)定性越大，乳液質(zhì)量越高。按照GB/T11175-2002和JISK6828：1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，把聚合物乳液用玻璃棒刮涂在玻璃片上，進(jìn)行目測。若乳液膜均勻細(xì)膩，無可見粗粒子，無異物，則合格。11.2乳液外觀檢驗將成品乳液樣品置于比色管中，肉眼觀察其狀態(tài)。若乳液均勻細(xì)膩，36將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤中，蓋上鋁蓋，稱重，然后將其置于設(shè)有通風(fēng)裝置的烘箱中，在115oC下干燥20min后，稱重，即可計算得固體含量。軟聚丙烯酯類，較高溫度（120oC）增塑聚合物乳液（增塑劑揮發(fā)），較低溫度（105oC）和較長干燥時間（如2h）需用已知固含量的乳液作空白試驗，校正鋁盤面積、干燥溫度及增塑劑揮發(fā)性等因素對試驗結(jié)果的影響按照GB/T11175-2002和JISK6828:1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，測定聚合物乳液固含量的條件為在105oC±2oC下烘干60min±5min快速測定聚合物乳液固含量的方法：把盛有乳液的鋁盤置于250W紅外干燥器中，只需幾分鐘就能自動顯示測定結(jié)果。11.3乳液固含量的測定將大約2g聚合物乳液試樣放入直徑為4cm的鋁盤中，蓋上鋁蓋，37黏度是聚合物乳液的一個重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與其黏度密切相關(guān)乳液黏度越大，其穩(wěn)定性越高乳液聚合及其后的輸送、貯存和應(yīng)用；施工——足夠的黏度作涂料時，若黏度太高，其流平性不好，涂膜光澤度差；而黏度太低，涂料易流掛，同時涂料會向基質(zhì)毛細(xì)孔道內(nèi)滲透。一方面會使基質(zhì)變硬，另一方面會造成聚合物流失，成膜物質(zhì)減少，影響產(chǎn)品性能黏度和流體性質(zhì)的關(guān)系：低黏度——牛頓流體，黏度隨剪切率變化不大；黏度較大——屈服-假塑性流體，越過屈服點后，黏度隨剪切率而下降黏度很大——觸變性流體，黏度隨剪切時間而變化高固含量——脹塑性流體，黏度隨剪切率增大而升高聚合物乳液大多屬于非牛頓流體，用于測定乳液黏度的儀器應(yīng)能在0~10000S-1的寬剪切率范圍內(nèi)測定剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化關(guān)系。有冷卻裝備，恒濕恒溫房間。準(zhǔn)確度不高的場合：旋轉(zhuǎn)圓筒黏度計、毛細(xì)管黏度計、落球黏度計、氣泡上升黏度計、涂4#杯等設(shè)備近似測定11.4乳液黏度的測定黏度是聚合物乳液的一個重要技術(shù)指標(biāo)，乳液的穩(wěn)定性和施工性能與38(1)機械穩(wěn)定性待測聚合物乳液過100目的標(biāo)準(zhǔn)篩過濾高速攪拌（漿端速度6096m/min,10min）所生成的沉淀通過100目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾，干燥，稱重干態(tài)濾出物在聚合物乳液初始固含量中所占的分?jǐn)?shù)即為乳液的機械穩(wěn)定性，分?jǐn)?shù)越大，穩(wěn)定性越差(2)凍融穩(wěn)定性10g聚合物乳液試樣置于15ml的塑料瓶中(-20±1)oC的冰箱中冷凍16h，30oC下熔化16h經(jīng)歷上述過程一次若不破乳，稠度不變，凍融指數(shù)加1凍融指數(shù)越大，凍融穩(wěn)定性越高；若凍融指數(shù)為零，則該乳液不抗凍，必須在5oC以上貯存和運輸(3)高溫穩(wěn)定性50g試樣裝入測試瓶中，在60oC下保持5天，觀察記錄狀態(tài)變化沒有發(fā)生變化的乳液說明其高溫穩(wěn)定性好；發(fā)生沉淀或出現(xiàn)凝膠的乳液，其高溫穩(wěn)定性差11.5乳液穩(wěn)定性的測定(1)機械穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測定39(4)pH穩(wěn)定性兩只測試管中個裝入5g待測乳液試樣，分別加入1mL（1mol/L）鹽酸和1mL（1mol/L）KOH搖勻，測定兩試管中物料的pH值，并觀察乳液是否穩(wěn)定在室溫下放置24h，再觀察乳液是否穩(wěn)定若無明顯變化，則所測乳液pH穩(wěn)定性好鈣離子穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性——表征其承受電解質(zhì)能力在20mL的刻度試管中加入16mL聚合物乳液試樣再加入4mL0.5%的CaCl2溶液，搖勻，靜置48h若不出現(xiàn)凝膠且無分層現(xiàn)象，則鈣離子穩(wěn)定性合格；若有分層現(xiàn)象，量取下層（或上層）清液高度，清液高度越大，鈣離子穩(wěn)定性越差稀釋穩(wěn)定性將乳液稀釋到固體含量為3%把30mL稀釋后的乳液倒入試管中，液柱高20cm，放置72h測量上部清液和沉淀部分的體積即可知其稀釋穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測定(4)pH穩(wěn)定性11.5乳液穩(wěn)定性的測定40在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的顆粒，并不能融為一體。在高于某一特定的溫度時，水分揮發(fā)以后，各乳膠粒中的聚合物會互相滲透，互相擴散，熔結(jié)為一體而形成連續(xù)透明的薄膜。能夠成膜的溫度下限值叫最低成膜溫度（MFT）。聚合物乳液的一個重要性能指標(biāo)，進(jìn)行配方設(shè)計，確定應(yīng)用條件和施工工藝。在最低成膜溫度測定儀上測定。該儀器的主體為一塊溫度梯度板，在板上由冷端到熱端均勻地分布。若將待測聚合物乳液楊平均勻地涂在梯度板上，待水分揮發(fā)后，將在某一位置處出現(xiàn)一條分界線，在該線高溫一側(cè)形成透明而連續(xù)的薄膜，而在低溫一側(cè)則呈開裂、粉化或白堊狀，這條分界線所對應(yīng)的溫度即為最低成膜溫度MFT。11.6乳液最低成膜溫度的測定在一定的低溫條件下，聚合物乳液中的水分揮發(fā)后，乳液仍為離散的41乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。乳液聚合物的性能、聚合物乳液的許多重要性質(zhì)以及在乳液聚合反應(yīng)過程中的聚合反應(yīng)速率等與之密切相關(guān)能否準(zhǔn)確而快速地測定，不僅關(guān)系到能否實現(xiàn)乳液聚合反應(yīng)過程的合理控制，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，而且關(guān)系到聚合物乳液的推廣應(yīng)用常用方法有六種：①光散射法②消光法③肥皂滴定法④離心法⑤電子顯微鏡法⑥水動力色譜法。其中①②③能測乳膠粒的平均直徑；④⑤⑥除了可以得到乳膠粒平均直徑外，還可得到乳膠粒的尺寸分布。11.7乳膠粒尺寸及尺寸分布的測定乳膠粒尺寸及尺寸分布是聚合物乳液的重要參數(shù)。11.7乳膠粒4211.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會向各個方向散射，在與主光束成θ角的方向上的散射光強與入射光強之比稱為相對光強，用Iθ表示，用光散射儀來測定。Iθ是散射角θ及參數(shù)α與m的函數(shù)。11.7.1光散射法一束光照射在乳膠粒上后會向各個方43動態(tài)光散射動態(tài)光散射DynamicLightScattering(DLS)，測量光強的波動隨時間的變化。DLS技術(shù)測量粒子粒徑，具有準(zhǔn)確、快速、可重復(fù)性好等優(yōu)點，已經(jīng)成為納米科技中比較常規(guī)的一種表征方法。隨著儀器的更新和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的動態(tài)光散射儀器不僅具備測量粒徑的功能，還具有測量Zeta電位、大分子的分子量等的能力。動態(tài)光散射動態(tài)光散射DynamicLightScatte44基本原理粒子的布朗運動Brownianmotion導(dǎo)致光強的波動微小粒子懸浮在液體中會無規(guī)則地運動布朗運動的速度依賴于粒子的大小和媒體粘度，粒子越小，媒體粘度越小，布朗運動越快。Stokes-Einstein方程DT為顆粒的平移擴散系數(shù)，kB為Boltzman常量,T為絕對溫度,η為溶液粘度,d為粒子直徑.基本原理粒子的布朗運動Brownianmotion導(dǎo)致光強45動態(tài)光散射實驗裝置圖動態(tài)光散射實驗裝置圖461、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。先將樣品離心，12000g離心5分鐘,離心時的溫度視樣品要求而定。取上層樣品過濾，濾膜的選擇要視樣品分子大小而定，對蛋白質(zhì)樣品通常用0.02µm的濾膜，如果目標(biāo)分子在100kD以上，建議用0.1µm的濾膜。過濾后的樣品直接加樣到樣品室中2、加樣步驟

將加樣針伸到樣品池的底部，一邊加樣一邊緩緩向上提起加樣針，以免形成氣泡，然后蓋上樣品池的蓋子。注意，加樣針不能碰到樣品池的窗口，否則會留下劃痕，影響測量。

1、樣品制備：不要讓樣品中混有大顆粒物質(zhì)。2、加樣步驟

47分布系數(shù)(particledispersionindex,PDI)分布系數(shù)體現(xiàn)了粒子粒徑均一程度，是粒徑表征的一個重要指標(biāo)。

<0.05單分散體系，如一些乳液的標(biāo)樣。<0.08近單分散體系，但動態(tài)光散射只能用一個單指數(shù)衰減的方法來分析，不能提供更高的分辨率。0.08-0.7適中分散度的體系。運算法則的最佳適用范圍。>0.7尺寸分布非常寬的體系，很可能不適合光散射的方法分析。3、數(shù)據(jù)分析

分布系數(shù)(particledispersionindex4811.7.2電子顯微鏡法

11.7.2電子顯微鏡法49拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：拍攝好的電子顯微鏡照片的方法：5011.7.3水動力色譜法簡便、快捷測定乳膠粒直徑及其分布，20世紀(jì)70年代以來發(fā)展較快，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的在線測量淋洗液為水11.7.3水動力色譜法簡便、快捷測定乳膠粒直徑及其分布，51【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參52【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參5311.8.1顯微鏡照相法輕輕搖晃待測乳液瓶子，用10mL醫(yī)用注射器從乳液深度的中點取樣約兩滴再將約4mL10%的乳化劑溶液吸入注射器，輕搖使其混合均勻再顯微鏡兩個玻璃載片中間夾上兩條厚度約為0.1mm的有機玻璃窄片，在形成的很窄的狹縫里面注入注射器內(nèi)沖稀后的乳液放到顯微鏡觀察，選擇代表性區(qū)域拍攝照片3~5張，每張照片上至少包括100個單體珠滴。從照片上對不同尺寸級別的單體珠滴進(jìn)行測量和計數(shù)根據(jù)所得數(shù)據(jù)作出單體珠滴尺寸分布圖，并計算單體珠滴平均直徑11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測定這種方法所測數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可靠，但需要在照片上一個一個地測量珠滴尺寸并計數(shù)，需要花費很多時間，作大量重復(fù)勞動。11.8.1顯微鏡照相法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測54【華東理工大學(xué)】《乳液聚合》課件——第十一章參5511.8.2計數(shù)法Coulter計數(shù)器，廣泛地用來測定粒徑在2~300μm之間的固體顆粒的平均尺寸及尺寸分布，也可用在液滴尺寸和尺寸分布的測定上。設(shè)定單體珠滴直徑的上下限并劃分為16個尺寸間隔揮發(fā)性較大的單體影響數(shù)據(jù)正確性和重復(fù)性也可用該計數(shù)器方便測定乳膠粒的平均直徑及尺寸分布11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測定100μm的小孔1%NaCl水溶液細(xì)管與真空泵相連水銀真空計電極電極11.8.2計數(shù)法11.8單體珠滴尺寸及尺寸分布測定105610.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測定常用測定方法有毛細(xì)管上升法、氣泡壓力法、珠滴重量法、環(huán)形絲法以及Π形絲法，僅后三者適合于測定乳液表面張力。液膜被撕裂瞬間，接觸角φ接近為零，表面張力垂直向下，由靜力平衡條件得：l為Π形絲長度即可通過喬里秤測定由虎克定律：彈簧彈性系數(shù)Π形絲在液膜被撕裂和浸入液體前喬里秤讀數(shù)之差10.9.1Π形絲法11.9乳液表面張力的測定常用測定方5711.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測定珠滴增大到其重量正好等于表面張力時下落：然而，毛細(xì)管離開的珠滴質(zhì)量總是小于上式預(yù)計質(zhì)量，原因一是珠滴邊緣不是豎直的；二是下落時不會全部離開管端，總是留下一部分。研究發(fā)現(xiàn)，珠滴質(zhì)量還是r/α的函數(shù)，即毛細(xì)管常數(shù)而f(r/α)又是(r/V1/3)的函數(shù)故令校正系數(shù)，查表可得則11.9.2珠滴重量法11.9乳液表面張力的測定珠滴增大58黏度小于5Pa·s，沒有氣泡的聚合物乳液標(biāo)準(zhǔn)韋氏相對密度天平在空氣中及在乳液中能校驗標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的任何其他比重計黏度大且有氣泡的聚合物乳液較難測定，若用真空脫氣會導(dǎo)致水的損失而造成誤差在高型量筒中，裝入已知體積的試樣并稱重，計算得