5.1 课程的知识要点
悬浮聚合、本体聚合、溶液聚合的配方及特点；乳液聚合的配方、机理、乳胶粒生成期、恒速期和降速期，反应动力学、乳化剂种类及作用。 5.2 本章习题
1. 本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，比较过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品品质。
2. 溶液聚合多用于离子聚合和配位聚合，而较少用于自由基聚合，为什么？
3. 悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？
4．苯乙烯和氯乙烯悬浮聚合在过程特征、分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？
5. 比较氯乙烯本体聚合和悬浮聚合的过程特征、产品品质有何不同？
6. 简述传统乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，链引发、链增长和链终止的场所和特征，胶束、胶粒、单体液滴和速率的变化规律。 7. 简述胶束成核、液滴成核、水相成核的机理和区别。
8. 简述种子乳液聚合和核壳乳液聚合的区别和关系。
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9. 无皂乳液聚合有几种途径？
10. 比较微悬浮聚合、乳液聚合、微乳液聚合的产物粒径和稳定用的分散剂。
11. 计算苯乙烯乳液聚合速率和聚合度。已知：60℃时，kp=176 L(mol s)-1，[M]=5.0mol L-1，N=3.2 1014/ml， =1.1 1012(mol s)-1
12. 比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。乳胶粒数=1.0 1015ml-1，[
M]=5.0mol L-1， =5.0 1012个(ml s)-1。两体系的速率常数相同：kp=176L(mol s)-1, kt=3.6 107L(mol s)-1。
13. 经典乳液聚合配方如下：苯乙烯100g，水200g，过硫酸钾0.3g，硬脂酸钠5g。试计算：
a、溶于水中的苯乙烯分子数(ml－1)，已知：20℃溶解度为0.02g/100g水，阿佛伽德罗数NA=6.023 1023mol-1。
b、单体液滴数(ml－1)。条件：液滴直径1000nm，苯乙烯溶解和增溶量共2g，苯乙烯密度为0.9g cm-3。
c、溶于水中的钠皂分子数(ml－1) ，条件：硬脂酸钠的CMC为0.13g L-1，分子量为306.5。
d、水中胶束数(ml－1)。条件：每胶束由100个肥皂分子组成。
e、水中过硫酸钾分子数(ml－1) ，条件：分子量为270。
f、初级自由基形成速率 (分子 ml-1 s-1)。条件：50℃时，kd=9.5 10-7s-1。
g、乳胶粒数(ml－1) 。条件：粒径100nm，无单体液滴。已知：苯乙烯密度0.9 g 毛绍烈cm-3，聚苯乙烯密度1.05 g cm-3，转化率50%。
5.3 模拟考试题
1. 悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？
2. 比较氯乙烯本体聚合和悬浮聚合的过程特征、产品品质有何不同？
3. 简述传统乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，链引发、链增长和链终止的场所和特征，胶束、胶粒、单体液滴和速率的变化规律。
4. 简述胶束成核、液滴成核、水相成核的机理和区别。
5. 比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。乳胶粒数=1.0 1015ml-1，guardium[M]=5.0mol L-1， =5.0 1012个(ml s)-1。两体系的速率常数相同：kp=176L(mol s)-1, kt=3.6 107L(mol s)-1。
6. 经典乳液聚合配方如下：苯乙烯100g，水200g，过硫酸钾0.3g，硬脂酸钠5g。试计算：
a、溶于水中的苯乙烯分子数(ml－1)，已知：20℃溶解度为0.02g/100g水，阿佛伽德罗数NA=6.023 1023mol-1。
b、单体液滴数(ml－1)。条件：液滴直径1000nm，苯乙烯溶解和增溶量共2g，苯乙烯密度为0.9g cm-3。
c、溶于水中的钠皂分子数(ml－1) ，条件：硬脂酸钠的CMC为0.13g L-1，分子量为306.5。
d、水中胶束数(ml－1)。条件：每胶束由100个肥皂分子组成。
e、水中过硫酸钾分子数(ml－1) ，条件：分子量为270。
f、初级自由基形成速率 (分子 ml-1 s-1)。条件：50℃时，kd=9.5 10-7s-1。
g、乳胶粒数(ml－1杀夫) 。条件：粒径100nm，无单体液滴。已知：苯乙烯密度0.9 g cm-3，聚苯乙烯密度1.05 g cm-3，转化率50%。
1.4 模拟考试题答案
泛美开发银行1. 悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同？
答：悬浮聚合分散剂主要是水溶性高分子和不溶于水的无机粉末，而微悬浮聚合在分散剂是特殊的复合乳化体系，即由离子型表面活性剂和难溶助剂组成；悬浮聚合产品的粒度一般在50μm～2000μm之间，而悬浮聚合产品的粒度介于0.2μm～1.5μm之间。
2. 比较氯乙烯本体聚合和悬浮聚合的过程特征、产品品质有何不同？
答：氯乙烯本体聚合除了悬浮聚合具有的散热、防粘特征外，更需要解决颗粒疏松结构的保持问题，多采用两段聚合来解决。本体法聚氯乙烯的颗粒特性与悬浮法树脂相似，疏松，但无皮膜，更洁净。
3. 简述传统乳液聚合中单体、乳化剂和引发剂的所在场所，链引发、链增长和链终止的场所和特征，胶束、胶粒、单体液滴和速率的变化规律。
答：单体的场所：水中、增溶胶束、单体液滴
乳化剂的场所：水中、胶束、增溶胶束、单体液滴表面
引发剂的场所：水中
引发的场所：增溶胶束
增长的场所：乳胶粒内
终止的场所：乳胶粒内
（1）增速期：这一阶段胶数不断减少直至消失，乳胶粒数不断增加，聚合速率相应提高，单体液滴数目不变，但体积减少；
（2）恒速期：这一阶段只有单体液滴和乳胶粒，单体液滴数目减少直至消失，乳胶粒数目恒定，聚合速率不变；
（3）降速期：这一阶段只有乳胶粒，单体液滴数目减少直至消失，乳胶粒数目恒定，聚合速率随着乳胶粒内单体浓度的降低而降低。
4. 简述胶束成核、液滴成核、水相成核的机理和区别。
答：难溶于水的单体所进行的经典乳液聚合，以胶束成核为主。经典乳液聚合体系选用水溶性引发剂，在水中分解成初级自由基，引发溶于水中的微量单体，在水相中增长成短链自由基。聚合物疏水时，短链自由基只增长少量单元就沉析出来，与初级自由基一起被增容胶束捕捉，引发其中的单体聚合而成核，即所谓胶束成核。
液滴粒径较小和/或采用油溶性引发剂，有利于液滴成核。一种情况是液滴小而多时，表面积与增溶胶束相当，可参与吸附水中的自由基，引发成核，而后发育成胶粒；另一种情况
是用油溶性引发剂，溶于单体液滴内，就地引发聚合，类似液滴内的本体聚合。微悬浮聚合具备此双重条件，属液滴成核。
有相当多的水溶性的单体进行乳液聚合时，以均相成核为主。亲水性大的单体，在水中的溶解性大。溶于水中的单体经引发聚合后，所形成的短链自由基亲水性也较大，聚合度上百后才能从水中沉析出来。水相中多条这样较长的短链自由基相互聚集在一起，絮凝成核。以此为核心，单体不断扩散入内，聚合成胶粒。胶粒形成以后，更有利于吸取水相中的初级自由基和短链自由基，而后在胶粒中引发增长。这就是水相（均相）成核机理。
5. 比较苯乙烯在60℃下本体聚合和乳液聚合的速率和聚合度。乳胶粒数=1.0 1015ml-1，[M]=5.0mol L-1， =5.0 1012个(ml s)-1。两体系的速率常数相同：kp=176L(mol s)-1, kt=3.6 107L(mol s)-1。
解：本体聚合：
mol/L.s
乳液聚合： mol/L.s
6. 经典乳液聚合配方如下：苯乙烯100g，水200g，过硫酸钾0.3g，硬脂酸钠5g。试计算：
a、溶于水中的苯乙烯分子数(ml－1)，已知：20℃溶解度为0.02g/100g水，阿佛伽德罗数NA=6.023 1023mol-1。
b、单体液滴数(ml－1)。条件：液滴直径1000nm，苯乙烯溶解和增溶量共2g，苯乙烯密度为0.9g cm-3科林麦克雷拉力赛04。
c、溶于水中的钠皂分子数(ml－1) ，条件：硬脂酸钠的CMC为0.13g L-1，分子量为306.5。
d、水中胶束数(ml－1)。条件：每胶束由100个肥皂分子组成。
e、水中过硫酸钾分子数(ml－1) ，条件：分子量为270。
f、初级自由基形成速率 (分子 ml-1 s-1)。条件：50℃时，kd=9.5 10-7s-1。
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