精細(xì)化工專業(yè)綜合設(shè)計實驗

1、精選文檔精細(xì)化工專業(yè)綜合設(shè)計實驗廖文波 黃相璇 陳默東莞理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工工藝實驗室2013年11月精選文檔目 錄 實驗一 溶劑型聚丙烯酸酯的合成實驗1實驗二 水性聚丙烯酸酯的合成4實驗三 洗發(fā)香波的制備9實驗四 沐浴露的制備15實驗五 洗手液的制備18實驗六 雪花膏的制備20實驗七 聚醋酸乙烯酯乳液的制備23實驗八 水性丙烯酸酯壓敏膠的合成26實驗九 聚乙烯醇縮甲醛的制備及性能30精選文檔實驗一 溶劑型聚丙烯酸酯的合成實驗一、 實驗?zāi)康?了解涂料用熱塑性丙烯酸酯樹脂的合成方法。 二、 實驗原理 涂料用丙烯酸酯樹脂的合成，可采用溶液聚合，乳膠聚合，本體聚合和懸浮聚合及非水分散聚

2、合，其中以前兩種方法最常用。 溶劑型丙烯酸酯樹脂可分為熱塑性和熱固性兩大類。熱塑性丙烯酸酯樹脂涂料的成膜主要是通過溶劑的揮發(fā)，分子鏈相互纏繞形成的。因此，漆膜的性能主要取決于單體的選擇，分子量大小和分布及共聚物組成的均勻性。漆膜的性能如光澤，硬度，柔韌性，附著力，耐腐蝕性，耐候性和耐磨性等都與上述因素有關(guān)。漆用熱塑性丙烯酸酯樹脂的分子量一般在30000-130000之間，共聚物組成的均一性主要是通過分批逐步增量投入反應(yīng)速度快的單體來實現(xiàn)的。漆膜的硬度，柔韌性等機(jī)械性能又與其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）有直接的關(guān)系，共聚物的Tg可由Fox公式近似計算。 對于溶劑型清漆的配方設(shè)計，溶劑的選擇極為重要，良

3、溶劑使體系的粘度降低，固含量增加，樹脂及其涂料的成膜性能好，不良溶劑則相反。選擇溶劑時主要取決于溶劑的成本，對樹脂的溶解能力，揮發(fā)速度，可燃性和毒性等。成膜物質(zhì)可以由一種或多種熱塑性丙烯酸酯樹脂組成，也可以與其他成膜物質(zhì)合用來改進(jìn)其性能，混溶性好而常用的有硝酸纖維素，醋酸丁酸纖維素，乙基纖維素，氯乙烯-醋酸乙烯樹脂以及過氧乙烯樹脂等，它們在配方中的比例，可根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求選擇。 熱塑性丙烯酸酯清漆表現(xiàn)了丙烯酸酯樹脂的特點，具有較好的色澤，耐大氣，保光，保色等性能，在金屬，建筑，塑料，電子和木材等的保護(hù)和裝飾上起著越來越重要的作用。 三、 實驗儀器和試劑 電動攪拌機(jī)，電動熱套，四口燒瓶（250m

4、l），球形冷凝管，溫度計，涂-4杯，鋁片，秒表。甲基丙烯酸甲酯（MMA，C.P.），甲基丙烯酸（MAA，C.P.），丙烯酸丁酯（BA，C.P.），苯乙烯（St，C.P.），過氧化二苯甲酰（BPO，C.P.），二甲苯（XYL，C.P.）。 四、 實驗配方及步驟 （1）實驗配方見表1-1所示。表1-1 溶劑型丙烯酸合成配方試劑名稱用量，gMMA單體38St13BA27MAA2BPO引發(fā)劑0.45XYL溶劑80（2）實驗步驟1. 在裝有攪拌器，溫度計，冷凝管，恒壓滴液漏斗的500 ml四口燒瓶中，加入XYL70 g，攪拌升溫。 2. 當(dāng)溫度升至100-110時，緩慢滴加溶有BPO0.4克（精確稱?。?/p>

5、的混合單體，混合單體是由表2-1所示，滴加時間約需1.5小時。滴加過程中，溫度允許由于反應(yīng)放熱而稍有升高，但注意控制滴加速度勿使溫度升得過快。 3. 滴加完畢后，溫度一般在110-120之間。在此溫度內(nèi)保溫1小時，然后加入溶解有BPO 0.05克的甲苯10克，繼續(xù)保溫30分鐘后。邊攪拌邊冷卻，溫度降至40后出料。 4. 測定所合成的樹脂溶液粘度（GB1723-79）；測定酸值（GB6743-86）及固含量（GB6751-86）。 五、 注意事項 1 單體的滴加速度應(yīng)加以控制，不宜太快，否則易噴料。 2 控制反應(yīng)溫度，使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，否則會影響漆膜性能。 3 為提高轉(zhuǎn)化率，可適當(dāng)保溫時間。 六、

6、 思考題 1 影響聚丙烯酸酯樹脂溶液粘度的因素有哪些？ 2 應(yīng)用Fox公式計算所合成的共聚物的玻璃化溫度？實驗二 水性聚丙烯酸酯的合成一、 實驗?zāi)康?. 了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工藝路線；2. 理解乳液聚合中各組成成分的作用和乳液聚合的機(jī)理；二、 實驗原理在乳液聚合過程中，乳液的穩(wěn)定性會發(fā)生變化。乳化劑的種類、用量與用法、pH值、引發(fā)劑的類型、攪拌形狀與攪拌速度、加料方式、聚合工藝等都會影響到聚合物乳液的穩(wěn)定性。功能性單體如硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯等作為交聯(lián)單體參與共聚，在一定程度上可提高乳液的穩(wěn)定性，但因其具有極強(qiáng)的親水性，聚合過程中若在水相發(fā)生均聚形成水溶性大分

7、子，會產(chǎn)生絮凝作用，極易破乳。因此選擇合適的乳化體系和聚合工藝對乳液聚合過程的穩(wěn)定性具有極重要的意義。聚合物乳液承受外界因素對其破壞的能力稱為聚合物乳液的穩(wěn)定性。在乳液聚合過程中局部膠體穩(wěn)定性的喪失會引起乳膠粒的聚結(jié)形成宏觀或微觀的凝聚物，即凝膠現(xiàn)象。凝膠多為大小不等、形態(tài)不一的塊狀聚合物，有的發(fā)軟、發(fā)粘，有的發(fā)硬、發(fā)脆、多孔。在攪拌作用下凝膠分散在乳液中，可通過過濾法或沉降法除去，但有時也會形成大量肉眼看不到的、普通方法很難分離的微觀凝膠，使乳液藍(lán)光減弱顏色發(fā)白，外觀粗糙。嚴(yán)重時甚至整個體系完全凝聚，造成抱軸、粘釜和掛膠現(xiàn)象。凝聚物的生成在乳液研究和生產(chǎn)中具有極大的危害性，它不僅降低單體的有

8、效利用率，增加聚合裝置的停機(jī)時間和處理的費用，而且還會加大各釜和各批次間產(chǎn)品性能的不一致性，污染環(huán)境。目前比較權(quán)威的用于解釋聚合物乳液穩(wěn)定性的理論是雙電層理論和空間位阻理論。乳膠粒子的表面性質(zhì)與吸附或結(jié)合在其上的起穩(wěn)定作用的物質(zhì)有關(guān)，酸性、堿性離子末端以及吸附在乳膠粒表面上的乳化劑在一定的pH值下都是以離子形式存在的，使乳膠粒子表面帶上一層電荷，從而在乳膠粒子之間就存在靜電斥力，乳膠粒難于互相接近而不發(fā)生聚結(jié)。當(dāng)乳膠粒表面吸附有非離子型乳化劑或高分子保護(hù)膠體時，其穩(wěn)定性則與空間位阻有關(guān)。乳化劑的選擇是決定乳液聚合體系穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。乳化劑雖不直接參與反應(yīng)，但乳化劑的種類及用量將直接影響到

9、引發(fā)速率、鏈增長速率以及聚合物的分子量和分子量分布。此外乳化劑的類型、用量和加入方式對乳膠粒的粒徑和粒徑分布、乳液粒度也有著決定性的影響。如果所選用的乳化劑不適合本乳液聚合體系，則不論怎樣改變?nèi)榛瘎┑臐舛群驼{(diào)節(jié)聚合工藝參數(shù)，乳液聚合仍不能平穩(wěn)進(jìn)行或是所得到的乳液產(chǎn)品缺乏實用價值。離子型乳化劑的特點是乳化效率高，可有效地降低表面張力，膠束和乳膠粒子尺寸小，機(jī)械穩(wěn)定性好，但由于其離子特性對電解質(zhì)比較敏感；非離子型乳化劑對電解質(zhì)有較好的穩(wěn)定性，但機(jī)械穩(wěn)定性不好，對攪拌速度比較敏感。離子型乳化劑主要靠靜電斥力使乳液穩(wěn)定，而非離子型乳化劑主要靠水化，兩種乳化劑復(fù)合使用時，兩類乳化劑分子交替吸附在乳膠粒子

10、表面上，既使乳膠粒間有很大的靜電斥力，又在乳膠粒表面形成很厚的水化層，二者雙重作用的結(jié)果可使聚合物乳液穩(wěn)定性大大提高。目前乳液聚合體系多采用陰離子型與非離子型復(fù)配乳化體系，所得乳液兼有粒子尺寸小、低泡和穩(wěn)定性好的特點。引發(fā)劑對整個聚合過程起著重要的作用，不同的引發(fā)劑制得的聚合物具有不同的分子結(jié)構(gòu)及性能。乳液聚合引發(fā)劑分為兩類：受熱分解產(chǎn)生自由基的引發(fā)劑(如過硫酸銨APS、過硫酸鉀KPS、過硫酸鈉NPS、過氧化氫等無機(jī)過氧化物)；有機(jī)過氧化物和還原劑組合可構(gòu)成另一類引發(fā)劑。丙烯酸酯類共聚物乳液聚合體系中的引發(fā)劑多為水性的過硫酸鹽，常用的有APS、KPS及NPS等。較適宜的引發(fā)劑量為單體總量的0.

11、2%0.8%，當(dāng)引發(fā)劑用量為0.2%0.4%時，制備的丙烯酸酯類共聚物乳液呈藍(lán)相、乳液粒子的粒度小，并且穩(wěn)定性好。用于聚合的丙烯酸酯類單體分為粘性單體、內(nèi)聚單體和官能單體三大類，表1.1給出了常用丙烯酸酯類單體的玻璃化溫度和物性指標(biāo)。粘性單體又稱為軟單體，417碳原子的、玻璃化溫度較低的(甲基)丙烯酸烷基酯是常用的粘性單體，它的主要作用是比較柔軟，有足夠的冷流動性，易于潤濕被粘物表面，能較快地填補(bǔ)粘附表面的參差不齊，具有較好的初粘力和剝離強(qiáng)度。玻璃化溫度太低時聚合物太軟，內(nèi)聚性能不理想會影響應(yīng)用性能，因此要用玻璃化溫度較高的內(nèi)聚單體與粘性單體共聚來提高內(nèi)聚力，以獲得較好的內(nèi)聚強(qiáng)度和較高的使用溫

12、度，同時也改善耐水性、粘接強(qiáng)度和透明性。官能單體是指分子中含有羧基、羥基、環(huán)氧基、胺基或酰胺基官能基團(tuán)的單體，官能單體的存在可以改善乳液對各種基材的粘附性能，如羧基化的丙烯酸乳液具有良好的穩(wěn)定性和自增稠性，同是時官能基團(tuán)的存在為交聯(lián)提供了可能，通過自身交聯(lián)和外加交聯(lián)劑可得到交聯(lián)的聚合物，大大提高內(nèi)聚力，使內(nèi)聚強(qiáng)度、耐油性、耐熱性和耐老化性提高，但交聯(lián)也降低了聚合物分子鏈的自由度，使剝離強(qiáng)度、初粘性下降，只有控制合理的交聯(lián)密度才能獲得性能優(yōu)良的聚合物乳液。表2-1 丙烯酸酯單體及玻璃化溫度單體類別單體各稱Tg/°C主要特征粘性單體丙烯酸乙酯(EA)-22臭味大丙烯酸丁酯(BA)-55粘

13、性大丙烯酸異辛酯(2-EHA)-70粘性大內(nèi)聚單體醋酸乙烯酯(VAc)22廉價，內(nèi)聚力，易黃變丙烯腈(AN)97內(nèi)聚力，有毒丙烯酰胺165內(nèi)聚力苯乙烯(St)80內(nèi)聚力，易黃變甲基丙烯酸甲酯(MMA)105內(nèi)聚力丙烯酸甲酯8內(nèi)聚力，有親水性功能單體甲基丙烯酸130粘合力和交聯(lián)點丙烯酸（AA）106粘合力和交聯(lián)點丙烯酸羥乙酯-60交聯(lián)點丙烯酸羥丙酯-60交聯(lián)點甲基丙烯酸羥乙酯86交聯(lián)點甲基丙烯酸羥丙酯76交聯(lián)點甲基丙烯酸縮水甘油酯可自交聯(lián)馬來酸酐粘性和交聯(lián)點N-羥甲基丙烯酰胺自交聯(lián)甲基丙烯酸三甲胺乙酯13交聯(lián)點，可自乳化此外，要獲得一種結(jié)構(gòu)均勻、轉(zhuǎn)化率高的共聚物，還必須考慮共聚單體的競聚率（r1

14、和r2）。因為丙烯酸酯單體在聚合時，往往會同時表現(xiàn)出自聚和共聚的傾向。乳液聚合時由于單體極性的差異，在水中溶解度不同，競聚率與溶劑型（如表所示）有所差異，采用“饑餓”滴加法，可減少均聚物的產(chǎn)生，使共聚物的結(jié)構(gòu)更趨于一致。一般而言共聚反應(yīng)進(jìn)行的難易取決于自由基和單體的活性、空間位阻以及單體極性的大小等，如自由基有共軛現(xiàn)象發(fā)生或空間位阻大時穩(wěn)定性強(qiáng)，共聚活性低，有供電子基團(tuán)的烯類單體更易于與有吸電子基團(tuán)的烯類單體反應(yīng)。三、 實驗儀器及試劑1.儀器：電子天平、水浴鍋、攪拌器、250ml三口燒瓶、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗、50ml燒杯、稱量紙、滴管（5支）、廣泛pH試紙、25ml量筒。2.試劑：苯乙烯

15、（St）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸（AA）、過硫酸銨（APS）、碳酸氫鈉、十二烷基硫酸鈉（K12）、OP-10、氨水、去離子水。四、 基本配方及實驗步驟（1）實驗配方見表1-1所示。表1-1 溶劑型丙烯酸合成配方試劑名稱用量，gMMA單體38St30BA30HEMA2MAA2KPS引發(fā)劑0.5碳酸氫鈉緩沖劑0.3K12+OP10乳化劑2+1去離子水溶劑120氨水pH調(diào)節(jié)劑適量（2）實驗步驟1、在250 ml燒杯中，加入計量好的碳酸氫鈉、十二烷基硫酸鈉和OP-10，然后加入55 g的去離子水，用玻棒攪拌溶解，然后倒入四口燒瓶，開啟電動攪拌，水浴加熱至80-82。2、取0.2 g的過硫酸銨加入1

16、0 g的去離子水，用玻棒攪拌溶解，然后加入到四口燒瓶中，溫度下降到75左右，待重新升溫到80-82，開始滴加種子單體。3、將上述單體首先在一個250 ml的燒杯中混合，然后用滴管取出10 g，用恒壓漏斗10 min滴加到四口燒瓶中去。滴加到5 min左右的時候，體系就會出現(xiàn)藍(lán)光，表明乳液聚合反應(yīng)開始啟動。滴加完畢后，保溫20 min。注意，滴加過程，保證四口燒瓶內(nèi)的溫度在78-82的范圍。4、剩余的90 g單體和引發(fā)劑（0.3 g過硫酸銨加入30 g去離子溶解）水溶液在兩個恒壓漏斗同時滴加，在2 h內(nèi)滴加完畢。要求在滴加過程盡量保證滴速均勻，同時，聚合過程保持反應(yīng)溫度在78-82。5、單體和引

17、發(fā)劑溶液滴加完畢后繼續(xù)攪拌，保溫78-82反應(yīng)0.5小時，然后升溫到85再保溫反應(yīng)0.5小時。6、冷卻至40，將生成的乳液經(jīng)紗布過濾倒出，并用氨水調(diào)節(jié)乳液的pH值為7.08.0，用塑料瓶保存。五、 思考題1.乳液聚合中所用單體苯乙烯或MMA、丙烯酸丁酯、丙烯酸各自的作用是什么？若不用它們時是否有其它單體可替代？用什么單體來替代？2.為什么大部分的單體和過硫酸銨用逐步滴加入方式加入？3.過硫酸銨在反應(yīng)中起什么作用？其用量過多或過少對反應(yīng)有何影響?實驗三 洗發(fā)香波的制備一、 概述香波（Shampoo）是為清潔人的頭皮和頭發(fā)并保持頭發(fā)美觀而使用的化妝品，它是以各種表面活性劑和添加劑復(fù)配而成的，人們之

18、所以喜歡用香波取代肥皂洗發(fā)，是因為香波不單是一種清潔劑，而且有良好的護(hù)發(fā)和美發(fā)效果，洗后能使頭發(fā)光亮、美觀和順眼。隨著人們生活水平的提高，對香波性能的要求也越來越高，一種性能理想的香波，應(yīng)具有如下性能特點：泡沫細(xì)密、豐富且有一定的穩(wěn)定度；去污力適中，不致過分脫脂；使用方便，易于清洗；性能溫和，對皮膚和眼睛無刺激性；洗后頭發(fā)滑爽、柔軟而有光澤，不產(chǎn)生靜電，易于梳理；能賦予頭發(fā)自然感和保持頭發(fā)良好的發(fā)型；能保護(hù)頭發(fā)，促進(jìn)新陳代謝；洗后頭發(fā)留有芳香；還有去屑、止癢、抑制皮膚過度分泌等功能。近幾年來，人們特別重視洗發(fā)香波對眼睛和皮膚的低刺激性以及是否會損傷頭皮和頭發(fā)。由于洗頭次數(shù)的增多和對頭發(fā)保護(hù)意識

19、的增強(qiáng)，對香波不要求脫脂力過強(qiáng)，而要求性能溫和。同時具有洗發(fā)、護(hù)發(fā)功能的調(diào)理香波，以及集洗發(fā)、護(hù)發(fā)、去屑、止癢等多功能于一身的香波成為市場流行的主要品種。許多香波選用有療效的中草藥或水果、植物的提取液作為添加劑，或采用天然油脂加工而成的表面活性劑作為洗滌發(fā)泡劑等，以提高產(chǎn)品的性能，順應(yīng)“回歸大自然”的世界潮流。二、 香波的組成香波的主要功能是洗凈粘附于頭發(fā)和頭皮上的污垢和頭屑等，以保持清潔。在香波中對主要功能起作用的是表面活性劑。除此之外，為改善香波的性能，配方中還加入了各種特殊添加劑。因此，香波的組成大致可分為兩大類：表面活性劑（調(diào)理劑）和添加劑。表1-1 香波組成a組成具體組成具體成分功能

20、表面活性劑陰離子表面活性劑AES、AESA、K12A、MAPK、MES起泡、去污陽離子表面活性劑烷醇酰胺（6501）、甜菜堿（CAB、CHS、BS-12）、氧化胺、季銨鹽降低刺激性，改善香波的洗滌性和調(diào)理性兩性表面活性劑調(diào)理劑陽離子表面活性劑易在頭發(fā)表面吸附形成保護(hù)膜，能賦予頭發(fā)光滑、光澤和柔軟性，使頭發(fā)易梳理，抗靜電陽離子聚合物聚季銨鹽、陽離子纖維素聚合物、陽離子瓜爾膠、陽離子高分子迪恩普、高分子陽離子蛋白肽具有抗靜電、殺菌、柔軟，賦予頭發(fā)光澤、蓬松感潤滑劑有機(jī)硅改善頭發(fā)的濕梳理性和干梳理性，賦予頭發(fā)抗靜電性、潤滑性和柔軟性、光澤性等，對受損頭發(fā)有修復(fù)作用，防止頭發(fā)開叉保濕劑甘油、丙二醇、山

21、梨醇、聚乙二醇和吡咯烷酮羧酸鈉保持頭發(fā)合適水分，避免頭發(fā)由于干燥而變脆護(hù)發(fā)、養(yǎng)發(fā)營養(yǎng)添加劑維生素E、維生素B5，絲肽、水解蛋白，人參、當(dāng)歸、蘆薈、何首烏、啤酒花、沙棘、茶皂素等的提取液，護(hù)發(fā)、養(yǎng)發(fā)添加劑增稠劑和增泡劑無機(jī)增稠劑：氯化鈉、氯化銨、硫酸鈉有機(jī)增稠劑：聚乙二醇、卡波樹脂、聚乙烯吡咯烷酮增泡劑：烷醇酰胺、氧化胺和甜菜堿型增加香波的稠度，獲得理想的使用性能，提高香波的穩(wěn)定性等去屑止癢劑吡啶硫酮鋅（ZPT）延緩頭發(fā)衰老，減少脫發(fā)和產(chǎn)生白發(fā)螯合劑檸檬酸、酒石酸、EDTA防止在硬水中洗發(fā)時生成鈣、鎂皂而粘附在頭發(fā)上，影響去污力和洗后頭發(fā)的光澤遮光劑珠光劑提高價格澄清劑壬基酚聚氧乙烯醚和多元醇如

22、甘油、丙二醇、丁二醇或山梨醇保持或提高透明香波的透明度酸化劑檸檬酸、酒石酸、磷酸以及硼酸、乳酸防腐劑尼泊金酯類、凱松等防腐色素、香精掩蓋不愉快的氣味，賦予制品愉快的香味，且洗后使頭發(fā)留有芳香a 代號具體名稱見配方設(shè)計三、 香波的種類和配方設(shè)計香波的種類很多，其配方結(jié)構(gòu)也多種多樣。按形態(tài)分類有液狀、膏狀、粉狀等；按功效分有普通香波、調(diào)理香波、去屑止癢香波、兒童香波以及洗染香波等；按照發(fā)質(zhì)不同，香波的品種有供油性、中性、干性頭發(fā)使用的規(guī)格。目前，不論是液狀香波，還是膏狀香波都在向洗發(fā)、護(hù)發(fā)、調(diào)理、去屑止癢等多功能方向發(fā)展。（1）香波配方設(shè)計技術(shù)1洗滌力和發(fā)泡力香波需要一定的去污力，但去污力和脫脂性

23、是正比變化的，過高的去污力不但浪費原料，而且對皮膚和頭發(fā)都沒有好處。所以越高檔的香波越要選擇低刺激性的表面活性劑。通常香波中活性劑含量約為15%20%，嬰兒香波可酌減。香波必須具有一定類型和一定量的穩(wěn)定泡沫，需要加入起泡劑和穩(wěn)泡劑。非離子表面活性劑由于泡沫少，一般很少用于香波中。2粘度香波制作中需將香波調(diào)整到一定粘度，可使用前述的增稠劑。但并不是說粘度越大越好，粘度太大時會使香波成果凍狀，特別含鹽量較大的香波，在冬季時果凍現(xiàn)象特別明顯。如果需要降低粘度，可使用降粘劑，如丙二醇、乙二醇和水溶性硅油DC-193等。3潤發(fā)和保濕香波和其他洗滌劑不同，就是香波對頭發(fā)有更好的修飾效果，因此需加入潤發(fā)劑（

24、如前所述）。但值得注意的是，油性物質(zhì)是引起香波分層的主要原因，必須經(jīng)過試驗確定配方穩(wěn)定性。欲使頭發(fā)柔軟，除了加入油脂外，水分也很重要，可以防止頭發(fā)發(fā)脆。甘油等保濕劑具有保留水分和減少水分揮發(fā)的特性，加入香波中能使頭發(fā)保持水分而柔軟順服。另外，香波應(yīng)具有一定的抗硬水性能，需加入金屬離子螯合劑。為保持香波pH=7左右，應(yīng)加入適量pH值調(diào)節(jié)劑等。（2）透明液狀香波透明液狀香波（Clear Shampoo）具有外觀透明、泡沫豐富、易于清洗等特點，在整個香波市場上占有很大比例。但由于要保持香波的透明度，在原料的選用上受到很大限制，通常以選用濁點較低的原料為原則，以便產(chǎn)品即使在低溫時仍能保持透明清晰，不出

25、現(xiàn)沉淀、分層等現(xiàn)象。常用的表面活性劑是溶解性好的AES的鈉鹽、銨鹽或三乙醇胺鹽，醇醚琥珀酸酯磺酸鹽，烷醇酰胺等。 使用氧化胺、甜菜堿等表面活性劑可代替烷醇酰胺用于配制透明液狀香波，能顯著提高產(chǎn)品的粘度和泡沫穩(wěn)定性，且具有調(diào)理和降低刺激性等作用。磷酸鹽類表面活性劑具有良好的吸附性和調(diào)理性，也可用于透明香波。近幾年來新開發(fā)的溫和型表面活性劑琥珀酸單酯磺酸鹽類，如醇醚琥珀酸酯磺酸鹽和油酰胺基琥珀酸酯磺酸鹽，具有降低其他表面活性劑刺激性的性能，且溶解性好，可用來配制透明香波，特別是油酰胺基琥珀酸酯磺酸鹽具有優(yōu)良的低刺激性、調(diào)理性和增稠性，是較為理想的配制透明香波的原料。為改進(jìn)透明香波的調(diào)理性能，可加入

26、陽離子纖維素聚合物、DNP、水溶性硅油等調(diào)理劑。四、 透明液狀香波配方實例及制作方法（1）實驗配方原料比例AES(70%)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽12K12A(70%)十二烷基硫酸銨56501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4CAB-35椰油酰胺丙基甜菜堿4陽離子瓜爾膠0.1硼酸0.1EDTA0.1檸檬酸0.08氯化鈉適量香精、防腐劑適量去離子水75（2）制備方法1. 在250 ml的燒杯A中加入0.2g陽離子瓜爾膠，120 g去離子水，然后升溫至70，用玻棒攪拌溶解至透明；2. 燒杯B中加入AES、K12A、6501、CAB、硼砂和EDTA；3. 燒杯A趁熱加入燒杯B中，并用玻棒攪拌，再移至四口燒瓶；7

27、0下，攪拌溶液至透明為止；4. 降溫至40，加入香精，然后用50%的檸檬酸溶液調(diào)節(jié)pH=7；5. 用3g氯化鈉用30g的去離子水溶解，加入燒瓶，調(diào)則粘度在200010000 cp。6. 出料，用塑料瓶密封包裝。五、 思考題1. 如何評介香波的性能？2. 試說明配方中各組分的功能？3. 為什么要調(diào)節(jié)體系的pH=7？實驗四 沐浴露的制備一、 概述沐浴用品（Bath products）是用于清潔皮膚，并具有一定護(hù)膚作用的化妝品，目前比較流行的沐浴用品主要有泡沫浴用沐浴液和淋浴用沐浴液。淋浴浴劑（Shower cleaner）亦稱沐浴露，是由多種表面活性劑為體成分配而成的液態(tài)潔身護(hù)膚品，浴液與液體香波

28、有許多相似之處，外觀為粘稠狀液體。對皮膚頭發(fā)均有洗凈去污能力，浴液中常添加對皮膚有滋潤、保溫和清涼止癢作用的成分。是近年發(fā)展較快的浴用制品，具有使用方便、衛(wèi)生和多功能等特點。隨著市場需求的發(fā)展，配方和產(chǎn)品種類不斷更新。面對市場的激烈競爭，沐浴液正朝著溫和、易清洗、泡沫豐富、膚感好、香氣宜人等方向發(fā)展。二、 沐浴露的組成浴液的主要組分有表面活性劑、保濕劑、調(diào)理劑和營養(yǎng)添加劑等；輔助成分常添加珠光劑、防腐劑、香精和色素等。（1）表面活性劑主要表面活性劑是陰離子表面活性劑，起起泡和清潔作用，如AES、AESA、K12、K12A、AOS、MAPK、皂基等。輔助表面活性劑是兩性離子表面活性劑和非離子表面

29、活性劑，起增泡、穩(wěn)泡和增稠作用，如CAB、CHS、6501、氧化胺等。（2）pH值調(diào)節(jié)劑表面活性劑型沐浴液的pH值范圍為5.57，此pH值與人體皮膚pH值一致，而且在此pH值甜菜堿和防腐劑可發(fā)揮最佳功效，可用pH值調(diào)節(jié)劑（如檸檬酸等）調(diào)節(jié)pH值。但皂基型沐浴液的pH較高，需pH=8.5以上才能使皂基型沐浴液穩(wěn)定。（3）粘度調(diào)節(jié)劑粘度調(diào)節(jié)劑有如下兩類：（1）水溶性聚合物：如雙硬脂酸乙二醇(6000)酯、Carbopol、纖維素。（2）有機(jī)增稠劑：如烷醇酰胺、甜菜堿型兩性表面活性劑、氧化胺等。（3）無機(jī)鹽：如氯化鈉、氯化銨和硫酸鈉等對含有AES鹽的體系有很好增稠效果。（4）其他為了避免表面活性劑的

30、過分脫脂造成皮膚干燥，除了應(yīng)加入溫和型的表面活性劑之外，還應(yīng)當(dāng)加入一定的潤膚劑，有的沐浴液中還加入天然提取物、殺菌劑、抗氧劑等制成調(diào)理型沐浴液。三、 沐浴露配方實例及其制作方法（1）實驗配方原料比例AES(70%)11K12(70%)十二烷基硫酸鈉36501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4CAB-35椰油酰胺丙基甜菜堿6氯化鈉1丙二醇2硼酸0.1EDTA0.1檸檬酸0.08珠光漿3.5香精、防腐劑適量去離子水70（2）制備方法1. 在250 ml的燒杯中加入計量的去離子水，在加熱至60；2. 加入AES和K12用玻璃棒攪拌至透明溶液，攪拌過程保證溫度在6065；3. 加入氯化鈉、硼酸和EDTA，攪拌至

31、完全溶解（溶液透明）；4. 加入CAB-35和丙二醇，攪拌5 min至均勻混合；5. 降溫至50以下，加入香精和珠光漿，攪拌10 min至均勻混合；6. 加入6501，攪拌10 min 至均勻混合；7. 出料，用塑料瓶密封包裝，室溫自然消泡24 h以上。四、 思考題1. 試說明配方中各組分的功能？2. 為什么珠光漿要在50以下加入？實驗五 洗手液的制備一、 實驗?zāi)康?. 了解和掌握洗手液的合成配方；2. 了解洗手液的合成工藝及指標(biāo)控制二、 實驗原理及配方設(shè)計目前，人們多用肥皂、洗衣粉、汽油、洗潔精等洗手。這雖然能起到一定的清洗作用，但對皮膚的刺激性較大，洗后皮膚常出現(xiàn)干燥、裂紋、脫皮等現(xiàn)象，而

32、且對某些特殊工種操作人員手上的污垢去污能力很不理想，尤其是汽油等油類，由于具有毒性，會給人的身體帶來危害。而洗手液能避免上述缺點，用其洗手去污力強(qiáng)、無毒、無刺激、潤膚、芳香。配制該洗手液簡單方便而且成本低。根據(jù)表面活性劑的原理，如圖1所示，可知LAS:AES=6:49:1時復(fù)配體系在油和水的界面張力有明顯的增效作用。在考察以LAS、AES、6501為原料的液體洗滌劑在低溫時的粘度及產(chǎn)品的穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn)，在LASAES=1.21.5，調(diào)整NaCl含量，而AES: 6501=5:1時可使產(chǎn)品具有較好的粘度和低溫穩(wěn)定性。通過NaCl來調(diào)節(jié)粘稠使之達(dá)到最大值，采用邊加邊測定其粘度，剛開始粘度隨著NaCl

33、的加入而逐漸的增加，達(dá)到最大值后又逐漸減小。通過本實驗的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)N的值為2.0g 時粘度最大。AES在堿性中穩(wěn)定的，在酸性中容易水解,苯甲酸鈉水解后呈堿性。根據(jù)上述敘述，制定配方見表1所示：表1 洗手液配方設(shè)計原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%主要作用AES（70）10去污LAS（35）12去污65012助洗甘油2護(hù)膚苯甲酸鈉0.5防腐NaCl2增稠香精適量鹽基玫瑰紅適量調(diào)色去離子水至100溶劑三、 制備工藝（1）以配制100g產(chǎn)品為基準(zhǔn)。用200 ml的燒杯，按配方要求用加量法分別稱取AES、LAS和苯甲酸鈉。（2）在稱好原料的燒杯中加入60 g去離子水，在水浴中加熱至6070，攪拌使原料全部溶解。（3）適

34、當(dāng)降溫至50，加入6501和甘油，攪拌均勻，降至室溫。（4）加入余量去離子水，適量香精和鹽基玫瑰紅，攪拌均勻。（5）攪拌下緩慢加入NaCl，調(diào)節(jié)產(chǎn)品粘度。實驗六 雪花膏的制備一、 實驗?zāi)康?. 了解乳化原理；2. 初步掌握配方原理和配方中各原料的作用及其添加量。 二、 實驗原理一般雪花膏是以硬脂酸和堿化合成硬脂酸鹽作為乳化劑，加上其它的原料配置而成。它屬于陰離子型乳化劑為基礎(chǔ)的油水乳化體，是一種非油膩性護(hù)膚用品，敷在皮膚上，水分蒸發(fā)后就留下一層硬脂酸，硬脂酸皂和保濕劑所組成的薄膜。于是皮膚與外界干燥空氣隔離，節(jié)制皮膚表皮水分的過量揮發(fā)，使反膚不致干燥、粗糙或開裂，起到保護(hù)皮膚的作用。雪花膏中含

35、有的保濕劑可制止皮膚水分的過快蒸發(fā)從而調(diào)節(jié)和保持角質(zhì)層適當(dāng)?shù)暮浚鸬绞蛊つw表皮柔軟的作用。三、 實驗內(nèi)容和要求實驗內(nèi)容是雪花膏的制備。實驗要求學(xué)生嚴(yán)格按的實驗配方去做，保證產(chǎn)品質(zhì)量。并嚴(yán)格遵守實驗室的各項規(guī)章制度，自覺遵守實驗室規(guī)則，保持實驗室安靜、衛(wèi)生。做到安全實驗，嚴(yán)防違反操作規(guī)程事故發(fā)生。要求學(xué)生堅決服從指導(dǎo)教師及實驗工作人員的指導(dǎo)，積極配合實驗工作人員做好儀器清點，賠損等工作。做好實驗前的預(yù)習(xí)工作。實驗中要積極思考問題，認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象。實驗后要整理好自己使用的儀器、藥品，關(guān)閉電源，搞好衛(wèi)生后再離開。認(rèn)真寫好實驗報告上交。四、 實驗主要儀器設(shè)備和試劑電動攪拌器、有機(jī)合成儀、恒溫箱、

36、加熱套、電吹風(fēng)機(jī)、電子天平、各種玻璃儀器、溫度計等。三壓硬脂酸、單硬脂酸甘油酯、十六醇、甘油、氫氧化鉀、香精、防腐劑、水。五、 實驗方法、步驟及結(jié)果測試1. 配方： 三壓硬脂酸 10.0% 單硬脂酸甘油脂 1.5% 十六醇 3.0 甘油 10.0 氫氧化鉀（100） 0.5 香精 適量 防腐劑 適量 水 752. 將配方中的三亞硬脂酸、單硬脂酸甘油酯、十六醇和甘油等油相一起加至四口燒瓶，然后在水浴加熱至90-95，物料融解，保持?jǐn)嚢?5 min3. 再將氫氧化鉀和水加到燒杯中，在90-95的水浴中，加熱20 min，保證KOH水溶液溫度在80以上，然后在劇烈攪拌下將水相徐徐加入到油相中（5 m

37、in），滴加完后，在此溫度下，進(jìn)行皂化反應(yīng)40 min。4. 用冷凝水降溫到60時，加入香精，攪拌1 min后，停止攪拌。5. 靜置，冷卻至室溫。6. 出料六、 實驗注意事項1. 要用顏色潔白的工業(yè)三亞硬脂酸，其碘價在2以下（碘價表示油酸含量）。碘價過高，硬脂酸的凝固點降低，顏色泛黃，會影響雪花膏的色澤和在儲存過程中引起的酸敗。2. 水質(zhì)對雪花膏有重要影響。3. 加入少量氫氧化鈉，有助于增大膏體黏度，也可以不加。七、 思考題1. 配方中各組分的作用是什么？ 2. 為什么水質(zhì)對雪花膏質(zhì)量有很大影響？實驗七 聚醋酸乙烯酯乳液的制備一、 實驗?zāi)康?、 學(xué)習(xí)乳液聚合方法，制備聚醋酸乙烯酯乳液2、 了解

38、乳液聚合機(jī)理及乳液聚合中各個組分的作用二、 實驗原理乳液聚合是以水為分散介質(zhì)，單體在乳化劑的作用下分散，并使用水溶性的引發(fā)劑引發(fā)單體聚合的方法，所生成的聚合物以微細(xì)的粒子狀分散在水中的乳液。 乳化劑的選擇對穩(wěn)定的乳液聚合十分重要，起到降低溶液表面張力，使單體容易分散成小液滴，并在乳膠粒表面形成保護(hù)層，防止乳膠粒凝聚。常見的乳化劑分為陰離子型、陽離子型和非離子型三種，一般多使用離子型和非離子型配合使用。 市場上的“白乳膠”就是乳液聚合方法制備的聚醋酸乙烯酯乳液。乳液聚合通常在裝備回流冷凝管的攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行（如圖1所示）：加入乳化劑、引發(fā)劑水溶液和單體后，一邊進(jìn)行攪拌，一邊加熱便可制得乳液。乳液

39、聚合溫度一般控制在7090之間，pH值在26之間。由于醋酸乙烯酯聚合反應(yīng)放熱較大，反應(yīng)溫度上升顯著，一次投料法要想獲得高濃度的穩(wěn)定乳液比較困難，故一般采用分批加入引發(fā)劑或者單體的方法。醋酸乙烯酯乳液聚合機(jī)理與一般乳液聚合機(jī)理相似，但是由于醋酸乙烯酯在水中有較高的溶解度，而且容易水解，產(chǎn)生的乙酸會干擾聚合；同時，醋酸乙烯酯自由基十分活潑，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)顯著。因此，除了乳化劑，醋酸乙烯酯乳液生產(chǎn)中一般還加入聚乙烯醇來保護(hù)膠體。 醋酸乙烯酯也可以與其他單體共聚合制備性能更優(yōu)異的聚合物乳液，如與氯乙烯單體共聚合可改善聚氯乙稀的可塑性或改良其溶解性；與丙烯酸共聚合可改善乳液的粘接性能和耐堿性。三、 儀器和試

40、劑機(jī)械攪拌器一套，球形冷凝管一個，500ml四口燒瓶一個、100ml滴液漏斗一個，恒溫水槽一套，溫度計一支，固定夾若干。 醋酸乙烯酯、聚乙烯醇-1788、十二烷基磺酸鈉、OP-10、過硫酸胺、碳酸氫鈉、去離子水。廣泛pH試紙、NDJ-79型旋轉(zhuǎn)粘度計、烘箱四、 實驗步驟1、實驗裝置如圖4-1所示，準(zhǔn)備試劑如表4-1所示（A：三口瓶；B：溫度計；C：攪拌馬達(dá)； D：攪拌器；E：滴液漏斗；F：回流冷凝管； G：加熱水浴；H：玻璃缸；）圖4-1 乳液聚合反應(yīng)裝置圖表4-1 聚醋酸乙烯酯乳液實驗試劑用量表試劑名稱用途用量,g醋酸乙烯酯（VAC）單體70聚乙烯醇-1788（PVA-1788）保護(hù)膠體5.

41、0十二烷基硫酸鈉（K12）陰離子乳化劑1.0烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）非離子乳化劑1.0過硫酸胺（APS）引發(fā)劑0.4碳酸氫鈉（NaHCO3）緩沖劑0.26去離子水分散介質(zhì)902、首先在四口燒瓶內(nèi)加入去離子水70 g、PVA-1788 5 g，1g OP-10，開啟攪拌，水浴加熱至80使其溶解；3、降溫至75，停止攪拌，加入K12 1g及NaHCO3 0.26 g后，開啟攪拌，用常壓漏斗內(nèi)加入7 g VAC（約1/10單體量）和0.1 g APS。APS一次性加入，而單體滴加10 min，單體滴加過程，體系溫度維持75。滴加過程中，體系會出現(xiàn)藍(lán)光，說明聚合反應(yīng)開始。4、單體滴加完畢后，因為

42、反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以體系溫度會上升至7580。在此溫度下保溫反應(yīng)15 min；5、控制體系的溫度在8082，然后分別用兩個常壓漏斗同時滴加剩余的單體（63 g）和引發(fā)劑水溶液（0.3 g APS+30 g 去離子水）；6、滴加時間為2 h，盡量保證滴加均勻（建議：在常壓漏斗處劃刻度線來估計滴速）；7、 滴加完畢后繼續(xù)攪拌，保溫反應(yīng)0.5小時，撤除恒溫浴槽，繼續(xù)攪拌冷卻至室溫；6、 將生成的乳液裝瓶。五、 乳液的物性測試1、 pH值測定：以廣泛pH試紙測定乳液pH值；2、 固含量測定：在培養(yǎng)皿（預(yù)先稱重m0）中倒入2 g左右的乳液并準(zhǔn)確記錄（m1），105烘箱內(nèi)烘烤2小時，稱量并計算干燥后的重量

43、（m2），測其固體百分含量：3、粘度測試：以NDJ79型旋轉(zhuǎn)式粘度計測試乳液粘度。選用×1號轉(zhuǎn)子，測試溫度25。實驗八 水性丙烯酸酯壓敏膠的合成一、 實驗?zāi)康牧私馊橐盒蛪好裟z的制備方法和配方設(shè)計原理二、 實驗原理 壓敏膠是無需借助于溶劑或熱，只需施以一定壓力就能將被粘物粘牢，得到實用粘結(jié)強(qiáng)度的一類膠粘劑。其中乳液壓敏膠粘劑在我國壓敏膠粘劑工業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位，約占壓敏膠粘劑總產(chǎn)量的80，占全部丙烯酸酯乳液的60。乳液壓敏膠被廣泛用于制作包裝膠粘帶、文具膠粘帶、商標(biāo)紙、電子、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。本實驗學(xué)習(xí)利用乳液聚合方法制備丙烯酸酯乳液壓敏膠。 壓敏膠乳液的基本配方組成與常規(guī)乳液一樣，

44、包括單體、水溶性引發(fā)劑、乳化劑和水。其中單體和乳化劑的選擇是最為重要的。 影響乳液壓敏膠力學(xué)性能的主要因素之一就是膠粘劑中共聚物的玻璃化溫度Tg。壓敏膠的玻璃化溫度一般應(yīng)保持在-20-60的范圍比較合適，當(dāng)然不同使用要求的壓敏膠配方體系有不同的最佳Tg值。玻璃化溫度的調(diào)節(jié)可以通過選擇具有很低的玻璃化溫度的軟單體與較高玻璃化溫度的硬單體按一定比例共聚，這樣可在保持一定內(nèi)聚力的前提下有很好的初粘性和持粘性。硬單體包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等，軟單體包括丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸乙酯等。使用多種單體進(jìn)行共聚時，共聚物的玻璃化溫度Tg可以用下式來近似計算：為了提高壓敏膠的性能，單體配方中

45、往往還需要加入其他的功能性單體，如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、N-羥基丙烯酰胺、二丙烯酸乙二醇酯等。以丙烯酸為例，丙烯酸的加入可以提高乳液的穩(wěn)定性（包括乳液聚合穩(wěn)定性和乳液的儲存穩(wěn)定性），并且提供可以與羥基交聯(lián)的功能團(tuán)COOH，而壓敏膠的適度交聯(lián)可以提高膠的耐水性和粘接性。 乳化劑的選擇也十分重要，它不但要使聚合反應(yīng)平穩(wěn)，同時也要使聚合反應(yīng)產(chǎn)物具有良好的穩(wěn)定性?？捎糜谌橐壕酆系娜榛瘎?又稱表面活性劑)種類很多，有陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑。在聚合過程中，實驗證明單獨使用陰離子或非離子乳化劑均難以達(dá)到滿意的效果。這是因為離子型乳化劑對pH值和離子

46、非常敏感，如果單獨使用離子型乳化劑，在聚合過程中很難控制，穩(wěn)定性不好。而單獨使用非離子乳化劑，合成的乳液雖然離子穩(wěn)定性好，對pH值要求不太嚴(yán)格，但這種乳液粒子很大，在重力的作用下容易下沉，放置穩(wěn)定性不好。采用復(fù)合乳化劑如陰離子和非離子乳化劑的復(fù)配就可以克服上述缺點合成穩(wěn)定的乳液。另外，乳化劑的用量對乳液的穩(wěn)定性有很大影響，當(dāng)乳化劑用量少時乳液在聚合中穩(wěn)定性差，容易發(fā)生破乳現(xiàn)象，隨著乳化利用量的增加，乳液逐步趨向穩(wěn)定。但乳化劑用量過高又會降低壓敏膠的耐水性，而且施膠時泡沫過多，影響施工性能。 在實際應(yīng)用時，一個完整乳液壓敏膠配方中可能還要加入抗凍劑、消泡劑、防霉劑、色漿等等。三、 儀器和試劑 機(jī)

47、械攪拌器一套，球形冷凝管一個，500ml四口燒瓶一個、200ml滴液漏斗一個，恒溫水槽一套，溫度計一支，固定夾若干，50ml燒杯和400ml燒杯若干、若干。丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羥丙酯、十二烷基磺酸鈉、OP-10、過硫酸胺、碳酸氫鈉、氨水、去離子水。四、 實驗步驟1、實驗裝置如圖5-1所示，準(zhǔn)備試劑如表5-1所示（A：三口瓶；B：溫度計；C：攪拌馬達(dá)； D：攪拌器；E：滴液漏斗；F：回流冷凝管； G：加熱水??；H：玻璃缸；）圖5-1 乳液聚合反應(yīng)裝置圖表5-1 乳液壓敏膠實驗試劑用量表試劑名稱用量，g丙烯酸丁酯單體97丙烯酸2丙烯酸羥丙酯1十二烷基硫酸鈉陰離子乳化劑0.5OP-10非離子乳化劑0.5過硫酸銨引發(fā)劑0.6碳酸氫鈉緩沖劑0.5氨水pH調(diào)節(jié)劑適量去離子水介質(zhì)852、在250 ml的燒杯中，加入計量好的碳酸氫鈉、十二烷基硫酸鈉和OP-10，然后加入55 g的去離子水，用玻棒攪拌溶解，然后倒入四口燒瓶，開啟電動攪拌，水浴加熱至80-82。3、取0.2 g的過硫酸銨加入10 g的去離子水，用玻棒攪拌溶解，然后加