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gf巴洛克

新虫 (小有名气)

[求助] 苯丙乳液聚合失败求大神指导相助已有1人参与

最近在做MMA-BA-St核壳乳液聚合(软核硬壳),核层聚合时得到了粉红色乳液,静置后分为上(无色)中(白色乳液)下(橙红色)三层;壳层预乳液制备的过程中也出现粉色,静止后上层有一层油层。下面是实验的原料用量,及实验过程。新手头一回做乳液聚合还望大神不厌其烦相助菜鸟!金币不多,但也会涌泉相报。
实验过程:
1.核层预乳化:500ml三口烧瓶中,2.5gSDS于60℃溶于28g水中,机械搅拌半小时,发现有外圈有少许起泡,滴加1ml无水乙醇想消泡,但发现没什么效果,静置五分钟后,感觉气泡消失,开始用塑料滴管将30gMMA+25gBA快速滴入烧瓶中,60℃恒温持续搅拌1h,得到粉色乳浊液。再向乳液中一次加入引发剂水溶液(水22g+KPS0.04g+SHS0.0125g),加入后升温至65℃,继续搅拌1h,期间无蓝光出现,反倒乳液发粉色。用玻璃棒蘸取乳液,玻璃棒流动性无色液体。乳液倒出静止后,如图呈现三层。
2.壳层预乳化:方法同核层乳液聚合,只不过单体为30gMMA+15gSt,搅拌1h后,乳液呈现粉色。倒出静止后,有分层,上层有油相。
由于前面两步已经失败了,核壳聚合就没做,下面是聚合预定的实验方案:
3.滴加核层:出现蓝光后,开始滴加壳层单体预乳液(2h内滴完),同时每半小时补加一次引发剂水溶液(4.4g水+0.022gKPS+0.0075gSHS),共五次(开始滴加0min计时→30min→60min→90min→120min),壳层乳液和引发剂水溶液都加入完毕后,保温1h,升温至75℃反应30min后,冷却至室温
4.破乳:2000r/min离心2min。水洗,抽滤,60℃干燥。
请问大神问题的主要原因在哪里?我方案应该怎么调整,怎么能得到稳定的蓝光乳液?由于实验室条件不足,没有氮气保护,而且单体用的分析纯,里面的阻聚剂没有除。

苯丙乳液聚合失败求大神指导相助
实验用量.jpg


苯丙乳液聚合失败求大神指导相助-1
壳层预乳液及核层引发聚合失败图.jpg
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新虫 (小有名气)

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3楼: Originally posted by liuchao0516 at 2019-06-26 07:49:39
你搅拌的我转速是多少

你好,发完帖子金币不够了,所以没能回复,十分抱歉!我用的机械搅拌,没办法确定转速。最近,自我排查,可能由于我的温度过高并且加了乙醇,破坏了乳液体系造成的。改进了实验方案,基本算正常,但又出现新的问题。我将单体缓慢滴加入(全部的水+全部的乳化剂SDS,占单体总质量的5%)中,搅拌过程中有泡沫。再加入引发剂水溶液聚合2h出现了蓝光乳液,搅拌过程中有泡沫。再滴加壳层单体混合液(未制备预乳液),2.5h滴完。同时,每半个小时补加了KPS引发剂水溶液,总共2.5h滴加。一直是泛蓝光的乳液,且有泡沫产生。停止反应后,搅拌器的搅拌头上沾有少量白色凝胶,乳液上层漂有一层透明凝胶,乳液中有略微白色碎渣。我将乳液平铺在表面皿上,自然挥发后,得到像玻璃性的易碎固体。乳液为了破乳,我滴加了少量质量占比5%的氯化钠水溶液,逐渐有絮状物,最终得到蜡状固体,加水后又变成乳液状。我的问题是:①乳化剂产生的气泡是否会破坏乳液稳定,是否有必要消泡②透明凝胶的出现是不是乳液不稳定破乳造成的③蒸干后类玻璃状固体是什么④乳液聚合破乳得到的最终产物是不是应该是粉体。还望能帮助我解答疑惑,不胜感激啊!新手做乳液聚合
6楼2019-07-04 15:01:36
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4楼: Originally posted by liuchao0516 at 2019-06-26 07:49:45
应该是乳化没做好

你好,发完帖子金币不够了,所以没能回复,十分抱歉!最近,自我排查,可能由于我的温度过高并且加了乙醇,破坏了乳液体系造成的。改进了实验方案,基本算正常,但又出现新的问题。我将单体缓慢滴加入(全部的水+全部的乳化剂SDS,占单体总质量的5%)中,搅拌过程中有泡沫。再加入引发剂水溶液聚合2h出现了蓝光乳液,搅拌过程中有泡沫。再滴加壳层单体混合液(未制备预乳液),2.5h滴完。同时,每半个小时补加了KPS引发剂水溶液,总共2.5h滴加。一直是泛蓝光的乳液,且有泡沫产生。停止反应后,搅拌器的搅拌头上沾有少量白色凝胶,乳液上层漂有一层透明凝胶,乳液中有略微白色碎渣。我将乳液平铺在表面皿上,自然挥发后,得到像玻璃性的易碎固体。乳液为了破乳,我滴加了少量质量占比5%的氯化钠水溶液,逐渐有絮状物,最终得到蜡状固体,加水后又变成乳液状。我的问题是:①乳化剂产生的气泡是否会破坏乳液稳定,是否有必要消泡②透明凝胶的出现是不是乳液不稳定破乳造成的③蒸干后类玻璃状固体是什么④乳液聚合破乳得到的最终产物是不是应该是粉体。还望能帮助我解答疑惑,不胜感激啊!新手做乳液聚合
7楼2019-07-04 15:03:41
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新虫 (小有名气)

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5楼: Originally posted by gaoweri at 2019-06-27 23:25:44
我感觉啊,应该是相对于你500g的烧瓶来说,几十克的乳化液太少了,这种情况下搅拌没有形成稳定的预乳液,水油相分离了

你好,发完帖子金币不够了,所以没能回复,十分抱歉!最近,自我排查,可能由于我的温度过高并且加了乙醇,破坏了乳液体系造成的。改进了实验方案,基本算正常,但又出现新的问题。我将单体缓慢滴加入(全部的水+全部的乳化剂SDS,占单体总质量的5%)中,搅拌过程中有泡沫。再加入引发剂水溶液聚合2h出现了蓝光乳液,搅拌过程中有泡沫。再滴加壳层单体混合液(未制备预乳液),2.5h滴完。同时,每半个小时补加了KPS引发剂水溶液,总共2.5h滴加。一直是泛蓝光的乳液,且有泡沫产生。停止反应后,搅拌器的搅拌头上沾有少量白色凝胶,乳液上层漂有一层透明凝胶,乳液中有略微白色碎渣。我将乳液平铺在表面皿上,自然挥发后,得到像玻璃性的易碎固体。乳液为了破乳,我滴加了少量质量占比5%的氯化钠水溶液,逐渐有絮状物,最终得到蜡状固体,加水后又变成乳液状。我的问题是:①乳化剂产生的气泡是否会破坏乳液稳定,是否有必要消泡②透明凝胶的出现是不是乳液不稳定破乳造成的③蒸干后类玻璃状固体是什么④乳液聚合破乳得到的最终产物是不是应该是粉体。还望能帮助我解答疑惑,不胜感激啊!新手做乳液聚合
8楼2019-07-04 15:05:35
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9楼: Originally posted by liuchao0516 at 2019-07-05 12:10:18
还是没有乳化好,乳液聚合,乳化很重要

我试了下先将5g乳化剂SDS(单体总质量的5%)溶于100g水中搅拌,但是有气泡产生。乳化剂溶解了后,将单体滴入(2h内滴完),搅拌的过程中始终有气泡。得到核预乳液,但静置不一会就分层了。这个气泡影响大吗,会不会破坏乳液的稳定性啊?我打算加有机硅消泡剂试试看,但文献上并没有用消泡剂的。还有我的乳化剂要不要换,我打算换成(SDS+op-10)。但是文献中有用单独SDS就可以的。整个反应过程中我没有通氮气保护。
10楼2019-07-05 14:18:37
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11楼: Originally posted by 北方之北 at 2019-07-05 14:25:48
有单体提纯了吗?

没有提纯,我曾经做出过一回蓝光乳液,不过凝胶特别多,应该是乳液不稳定导致的。目前100g水+5gSDS,搅拌起泡,2h滴入单体得到预乳液,搅拌过程中有气泡。静置一会就分层了。是气泡的原因还是乳化剂不对。打算加有机硅消泡剂试试,或者乳化剂换成(SDS+OP-10体系),但文献上没加消泡剂,并且用的SDS,氮气保护也能出来。我们实验室条件差,没有氮气,水用的矿泉水。是不是水也有问题
12楼2019-07-05 14:53:59
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13楼: Originally posted by 北方之北 at 2019-07-05 15:10:02
直接买的分析纯吗?需要旋蒸一下

单体均是分析纯的,这个很关键吗?我们实验室没条件旋蒸啊有的人说不用处理也可以做,而且目前做的有蓝光乳液,核壳聚合后,有凝胶出现,说明还是聚合了啊。旋蒸是为了除里面的阻聚剂,我现在能出产物就行,不纯没关系的
14楼2019-07-05 15:56:11
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15楼: Originally posted by liuchao0516 at 2019-07-05 20:05:20
气泡不会影响聚合,乳化要用高速剪切设备或者均值乳化机,普通搅拌是比较难得到稳定的乳液的

感谢帮助!现有条件只有机械搅拌和磁力搅拌,还不能精准控速,还有超声清洗机。我能把机械搅拌开到比较快的速度吗,不过起泡会比较多,我看到过说乳化剂分散的时候转速要快,单体加入后转速要略慢防止剪切破乳,这个对吗?
17楼2019-07-08 08:50:18
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16楼: Originally posted by liuchao0516 at 2019-07-05 20:06:14
水最好是去离子水

条件差的没有去离子水我用的桶装矿泉水
18楼2019-07-08 08:52:00
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19楼: Originally posted by WEnSHI_lU at 2019-07-09 23:36:19
气泡不怎么影响稳定性,不用消泡,凝胶一般是预乳液稳定性不够或者乳化剂不够引起,玻璃状固体是聚合物分子因为玻璃化温度较高,无法成膜,皲裂成碎片

谢谢回复,这个“玻璃状固体是聚合物分子因为玻璃化温度较高,无法成膜,皲裂成碎片”能解释的具体点吗,我最终想得到的是粉体,不是想得做膜的啊
20楼2019-07-10 14:26:05
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