丙烯酸酯无皂乳液聚合的研究进展
水性丙烯酸酯乳液聚合方法的研究进展
一
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R ●_Pgs。 嚣 Py 琵io arr f e rr8 i 。m anf t oeca oe 鹾 。 t W e Aye o i b
周 亭 亭 ,杨建 军 ,吴 庆 云 ,吴 明元 , 张建 安 ( 安徽 大 学化 学化 工 学 院与安 徽 省绿 色 高分 子 重点 实验 室 ,合 肥 2 0 3) 0 9 3
展
含量 为2 % 2 ,用于织 物的涂料染 色后 ,织物的摩擦 牢度、
皂 洗 牢 度 等 达 到 了 工业 粘 合 剂 的 性 能 指 标 ,手 感 较 柔 软 。 郭 玉 等 通 过 配 方 调 整 得 到 单 分 散 高 固 含 量 的 纯 丙 乳 液 。
0 引 言
乳 液 聚 合 技 术 起 源 于 2世 纪 早 期 ,3 年 代 用 于 工 业 生 O O
其研 究 发 现 ,增 加 单 体 浓 度 、增 加 引 发 剂 浓 度 或 增 加 亲 水
性单体 浓度均可增大乳液粒径 ,而升高聚合温度可减/ G JL \
产 , 目前 乳 液 聚 合 法 已 应 用于 高 分 子科 学 和 技 术 等 重 要 领 液 粒 径 。 李 瑁 鹏 等 将 聚 丙 烯 酸 酯 无 皂 乳 液粘 合 剂 采 用涂 域 中 ,它 可 以综 合 几 种 聚 合 物 的优 良性 能 ,是 获 得 性 能 互 料 轧 染 分 析 影 响织 物
实验显示
转 化 率 随单 体 的 质 量 分 数 增 加 而 下 降 :随 引 发
剂 的 质 量 分 数 增 加 而 增 大 ;随 后 变 得 缓 慢 。 聚 合 所 需 时 间
c oat
无皂型乳液聚合的研究进展
存在, 降低 了乳液 聚合 产 品的 附 着力 、 水 性 、 耐 光 泽及 电性 能等 , 限制 了乳 液 聚 合 产 品 的进 一 步 这 应用 。针 对 以上 问题 , 近年 来 开 发 了无 皂 型乳 液 聚合 , 即聚合反 应 过 程 中无 乳 化 剂 或仅 含少 量 乳 化 剂的 乳液 聚合 。和传 统 乳 液 聚合 相 比 , 皂 型 无
维普资讯
精
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细
石
油
化
工
进
展
ADVANCES N 兀 NE I PETR0CHEM I CAL S
第 7 第 2 卷 期
无 皂 型 乳 液 聚 合 的 研 究 进 展
吴庆 云 杨 建 军 张 建 安 吴 明元 王 小 君
( 徽 大 学 化 学 化 工 学 院 与 安 徽 省 绿 色高 分 子 材 料 重 点 实 验 室 , 肥 2 03 ) 安 合 30 9
最早 的无 皂 型 乳 液 聚 合 是 由 G e D v e , ai s和
M li 于 13 e l ve 9 9年 在 乳 化 剂 浓 度 小 于 C MC条 件 下
进行 的 丁 二 烯 乳 液 聚 合 。 16 9 5年 M t m t au o s o和 O h 在完 全不 含乳 化 剂 的条 件 下 , 成 了聚 苯 乙 ci 合 烯 、 甲基 丙烯 酸 甲酯及 聚醋 酸 乙烯 酯 乳液 。无 聚 皂 型乳液 聚合 克服 了传统 乳 液 聚 合 的 弊端 , 乳 且 液 粒子 大小 均匀 , 表面 清洁 , 可通 过粒子 设计 使 粒 子 表面 带有 各种 功能基 团而广 泛用 于生 物 、 医学 、
摘 要
综 述 了无 皂 型 乳 液 聚 合 反 应 机 理 及 影 响 乳 液 稳 定 性 的 因 素 。 对 无 皂 型 乳 液 聚 合 制
丙烯酸酯无皂核壳乳液聚合乳化剂的研究
乳 化剂 只是 吸 附于聚 合物 的表 面 , 因此 为 了降低 乳
液 最低 成膜 温 度 ( MF T) , 向 其 中 加 入 助 剂 会 增 加 涂 料 的 VO C 含 量 并 引 发 破 乳 . Ka t o ] 根 据 马
实 验步 骤 : 将 核 与 壳 分 别按 照配 方 配 制 , 分 别 高速搅 拌预 乳化 0 . 5 h , 烧瓶 升温 保 持 7 8 ℃再 加入
去离 子 水 、 缓 冲剂、 AA. 加 入 引发 剂 溶 液 , 滴 人 小 部分 核单体 预 乳化液 反应 0 . 5 h形 成 种 子 , 接 着 缓
向膜 表 面 迁 移 , 极 大地 影 响膜 的 耐 水性 l 1 ] 、 耐 沾 污 性、 附着 力 、 耐 擦 洗 能 力 以及 电 光 学 性 能 等 . 普通 的
光泽 度 等方 面有 明显 的优势 | l j . 利用 马 来酸单 酯 比 双 酯 在 析 水 量 少 等 优 势 , 自制 马 来 酸 单 十 二
为 3 . 3 2 5 d n m, P DI 为 0 . 2 3 3 .
关 键 词 :马来 酸酯 乳 化 剂 ; 无 皂 乳 液 ;核壳 乳 液
中图 分 类 号 :06 3 2 . 5 文 献 标 识 码 :A
乳 液 能够 有效 的降低 涂 料 的 VOC排 放量 . 但 是 乳化 剂的存 在使 水 分 蒸 发 成 膜 的 过程 中乳 化 剂
低 的丙 烯酸 核壳 乳液 . 初 步研究 了乳 液 的结构 和性
能, 并 探讨 了乳 化 剂 复配 比例 及 用 量 等对 吸水 率 、 固含量 、 单体 转化 率 、 凝胶率 以及 乳胶 粒 P D I 、 粒 径
丙烯酸酯乳液聚合及其在胶粘剂中的应用研究进展
专题与综述收稿日期:2009-10-09;修回日期:2009-11-10。
基金项目:广东省自然科学基金(9452840301003542);中山市科技计划项目(20092A203);电子科技大学中山学院科研启动基金(408YKQ04)资助。
作者简介:黄增芳(1976-),河南鹤壁人,博士,主要从事水性高分子胶粘剂和高分子复合材料等方面的研究。
E-mail :hzf105@ 通讯作者:瞿晓岳。
丙烯酸酯乳液聚合及其在胶粘剂中的应用研究进展黄增芳,谢辉,马军现,刘常坤,瞿晓岳(电子科技大学中山学院化学与生物系,广东中山528402)摘要:综述了国内外几种丙烯酸酯乳液聚合的制备方法,包括在可聚合乳化剂作用下的乳液聚合、核/壳种子乳液聚合、辐射乳液聚合及聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
介绍了其在胶粘剂中的应用,并对其发展前景作了展望。
关键词:丙烯酸酯;可聚合乳化剂;核/壳种子;乳液聚合;辐射;聚氨酯中图分类号:TQ433.436文献标识码:A文章编号:1004-2849(2010)01-0053-050前言乳液聚合技术起源于20世纪早期,30年代用于工业生产,目前乳液聚合法已应用于高分子科学和技术等重要领域中。
在自由基聚合反应的四种实施方法中,乳液聚合与本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合相比有其独特的优点[1];乳液聚合可以综合几种聚合物的优良性能,是获得性能互补的复合材料的有效途径之一,越来越引起学术界和工业界的重视。
丙烯酸酯类树脂具有耐候性好、硬度高、涂膜光亮、耐热油性佳、耐臭氧性好和抗紫外线强等优点;而以乳液聚合为基础制备的水乳型丙烯酸酯胶粘剂是以水为连续相的,具有成本低廉、安全无毒和环境友好等特点,已成为近几年对水性胶粘剂的研究热点。
近年来,为了制得性能优良的聚丙烯酸酯乳液及其水乳型丙烯酸酯胶粘剂,相继开发了新的乳液聚合方法,其中可聚合乳化剂、核/壳种子、辐射以及聚氨酯(PU )/丙烯酸酯复配乳液聚合已成为国内外研究的热点领域。
高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合的研究
高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合的研究随着环保要求的提高,聚合物专用添加剂技术不断发展,而其中高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合是一种最新的技术,它已经开始应用于聚合物工业中。
高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合是一种特殊的聚合物技术,它主要使用低黏度丙烯酸酯作为原料,以实现高固含量的聚合,从而达到一定的环保要求。
首先,在实施高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合前,必须要对原料、工艺参数、聚合方式等进行详细分析,并建立相应的模型,以便更好地实现高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合。
其次,在实施高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合时,必须采用合理的反应条件来保证聚合物的稳定性。
为此,在对原料进行混合时,可采用机械搅拌或高速搅拌的方式,以便获得更加准确的聚合物结构。
此外,在进行聚合过程时,可以采用低温高压聚合的方法,以实现高效率的聚合反应,使得聚合物具有更高的热稳定性和抗侵蚀性。
另外,为了使用高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合技术,必须控制聚合物体系中的组份和参数,确保聚合物具有良好的性能。
因此,在使用高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合技术时,需要考虑到不同原料的比例,确定出最佳的原料配比,以及控制聚合物体系的PH值和粘度指数,以便获得更加优良的聚合物性能。
因此,本研究旨在通过对高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合的研究,研究并优化聚合物结构,并建立出有效的工艺流程,以实现高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合技术的有效应用。
同时,本研究也将对聚合物的热稳定性和抗侵蚀性进行全面的检测,以评估聚合物的性能和用途。
本文从高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合技术的原理入手,结合工艺参数、原料配比及聚合条件等方面,为其应用提供了系统的研究结果,为聚合物材料提供了有效的技术支持。
综上所述,高固含量低黏度丙烯酸酯无皂乳液聚合技术是一种有效的聚合物技术,它可以有效满足聚合物产品在环保、性能上的要求,为聚合物材料的应用提供了有效的技术支持。
丙烯酸酯微乳液的聚合研究
中 国胶 粘 剂
・1 ・ 4
C NA ADHE I S HI S VE
20 06年 5月第 l 5卷笫 。 .
Vo.5 N . Ma .0 6 11 o5, y2 0
丙 烯 酸 酯 微 乳 液 的 聚 合 研 究 箱 ( 海 浦 东 荣 丰 科 学 仪 器 7 A一 上 有 限 公 司 ) N 一 9旋 转 式 粘 度 计 ( 济 大 学 机 ; DJ 7 同 电 厂 ) UV一 6 ; 1 0l紫 外 一可见 分 光 光 度 计 ( 日本 岛
津 ) 。 12 微乳 液 的合成 .
( 二 炮 兵 工 程 学 院 , 西省 西 安 市 第 陕 702 ) 10 5
摘要: 运用 O —OJ P I/ C非离子复合乳化剂成功合成了丙烯酸酯微乳液, F 以聚合过程的现象为基础 。 从紫
外光谱分析、 聚合温度 、 单体时间一 转化率、 系时间一 体 粘度关 系、 H值等方 面系统研究了聚合过 程中的相分 p 离和凝胶现象。结 果表明 : 聚合温度 7  ̄ 6C 聚合结束后 p 5 7 ̄, H值控制在 7 8 聚 合过程中补加 助乳 化剂 戊醇 -, 和引发剂 K S溶液 , P 能有效抑制凝胶和相分离现 象。 关键词 : 微乳液 ; 凝胶 ; 相分离 ; 丙烯酸酯
离 子复合乳化 剂成 功合成 了丙 烯酸 酯微 乳液 , 该 微 乳 液 粒径 小 且分 布均 匀 , 观 呈 现 透 明状 。然 而 外 在微乳液 聚合过程 中 , 由于单体 的转化率不完全 , 体 系 放 置 经 常 出 现 相 分 离 现 象 ;丙 烯 酸 酯 单 体 在
聚 合 过 程 中剧 烈 放 热 ,体 系 经 常 出现 宏 观 或 者 微
单体 : 一 仪 甲基丙 烯酸( A )活性 炭吸附法除 M A, 阻聚剂 ; 丙烯酸甲酯( A , M )减压蒸馏除阻聚剂 ;甲 基 丙 烯 酸正 丁酯 (— MA)碱 液 法 除 阻 聚剂 ; nB , 引发 剂: 过硫酸钾 ( P )分析纯 ; K S, 非离子乳化剂 :P l , O — O 分析 纯 , 醚渗透剂 (F ) 分析纯 ; 聚 JC , 助乳化 剂 : 戊 醇, 分析纯 ; 其他 : 氨水 ( H ・ : ) N HO 和去离子水 。
丙烯酸酯乳液聚合的最新进展及其改性
西部皮革第29卷丙烯酸酯乳液聚合的最新进展及其改性陈华林1,刘白玲2*,罗荣2(1.中国科学院研究生院,北京100049;2.中国科学院皮革化工材料工程技术研究中心,四川成都610041)摘要:综述有关丙烯酸酯乳液聚合的机理、研究进展和改性方法。
在将各种改性方法明确分类为“基于聚合工艺的改性方法”和“基于聚合物组成的改性方法”的基础上,分别对核-壳乳液聚合、互穿网络聚合、无皂乳液聚合、微乳液与超微乳液聚合等改性方法与机理进行了全面阐述;对有机硅、有机氟、聚氨酯改性丙烯酸乳液的方法与机理进行了归纳整理。
并对丙烯酸树脂乳液的性能测试及表征手段进行了总结归纳。
指出了丙烯酸乳液的发展方向和展望了丙烯酸乳液的良好应用前景。
关键词:丙烯酸酯乳液;进展;改性中图分类号:TS529.5文献标识码:A文章编号:1671-1602(2007)02-18-05ProgressandModificationofEmulsionPolymerizationofAcrylateCHENHua-lin1,LIUBai-ling2*,LUORong2(1.TheGraduateSchoolofCAS,ChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China;2.R&DCenterofLeatherChemicalsEngineeringandTechnology,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041,China)Abstract:Inthispaper,themechanism,progressandmodificationmethodofacrylateemulsionpolymer-izationwerefullyreviewed.Twokindsofmainwayswereconcluded:basingontheprocessandthecom-ponent,differentmodificationmethodincludingcore-shellemulsionpolymerization,interpenetratingpoly-mernetwork,soapfreepolymerization,miniemulsionpolymerizationandultramicroemulsionpolymerizationwereexpounded.Besides,thesiloxanedandfluorinatedacrylateemulsion,theperformancetestandmea-surementsweresummarized.Inaddition,theorientationofdevelopmentwasputoutandtheforegroundofapplicationwasprospected.Keywords:acrylateemulsion;progress;modification1引言丙烯酸酯类共聚物乳液性能优良、价格低廉,合成工艺简单,乳液稳定,涂层耐光、耐老化,应用广泛且符合环保要求。
涂料用丙烯酸酯类弹性乳液研究进展
涂料用丙烯酸酯类弹性乳液研究进展发布时间:2022-10-13T01:37:16.780Z 来源:《中国科技信息》2022年6月第11期作者:姚英铭[导读] 丙烯酸酯类聚合物乳液因其优异的黏结性、耐候性、成膜性、保光保色性和力学性能等优点,被广泛应用于建筑的外墙用乳胶漆。
姚英铭卫星化学股份有限公司,浙江嘉兴314000摘要:丙烯酸酯类聚合物乳液因其优异的黏结性、耐候性、成膜性、保光保色性和力学性能等优点,被广泛应用于建筑的外墙用乳胶漆。
然而普通的丙烯酸酯类聚合物乳液含有硬单体甲基丙烯酸甲酯较多,人们开始研究一种涂料用丙烯酸酯类弹性乳液。
本文重点介绍了现在应用比较广的纯丙弹性乳液和硅丙弹性乳液。
关键词:丙烯酸酯;弹性乳液;有机硅;聚合;交联前言:涂料用丙烯酸酯类弹性乳液由于不仅具有普通丙烯酸酯乳液耐候性、耐化学腐蚀性、成膜性好等特点?而且具有遮盖墙体毛细裂缝的能力?乳胶粒中的微交联结构还提高了使用强度和耐水性?因此越来越广泛的被应用于建筑物外墙用乳胶漆。
1.纯丙烯酸酯类乳液1.1二元丙烯酸酯乳液二元丙烯酸酯乳液是指以丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类作为反应单体,不加任何功能单体的丙烯酸酯类乳液。
此类乳液的各方面性能较差,故一般不实用,而是主要用于对乳液聚合和乳液性能的科学研究。
沈宁祥等人研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/聚丙烯酸乙酯(PEA)核壳型共聚物、P(MMA)/P(EA)乳液共混物和P(MMA-EA)无规共聚物所形成涂膜的应力-应变关系曲线,发现具有核壳结构的乳胶粒子所形成的涂膜力学强度较高,并由此推断其原因是在核和壳的界面上,存在着P(MMA-EA)共聚物过渡结构。
这一中间过渡结构可以改善核和壳层之间的结合状态,并起到分散应力的作用,宏观上则表现为材料的力学强度得到提高。
1.2多元丙烯酸酯乳液多元丙烯酸酯乳液是指在二元丙烯酸酯乳液的基础上引入一种或多种功能单体,制得一种微交联的弹性乳液。
N-羟甲基丙烯酰胺(NHAM)和丙烯酸季戊四醇酯是主要的微交联功能单体。
丙烯酸酯无皂乳液聚合体系的研究进展
为 了改善乳液性能 , 无皂乳液聚合技术应运
而生 , 和传 统乳 液 聚合相 比 , 无皂 乳液 聚合 的产物 不但 可 通过 不使 用 或使用 微 量 的乳化 剂来 降低 了 产 品成 本 , 可 在 某 些应 用 场 合 下 免 去 了去 除乳 也
化剂 的后处 理过 程 , 且 制得 的乳 胶 粒 子 表 面洁 而
( 海大学 高分子材料与工程系 , 海 210) 上 上 0 8 0
摘
要: 综述 了丙烯酸 酯无皂乳液聚合体 系的最新发展 , 包括亲水性共聚单体 、 离子型单 体、 反应 型
乳化剂 、 挥发性 乳化剂和助溶 剂参 与的聚合体 系等 , 对这些 丙烯酸酯无皂乳液聚合的方 法与机 理进行 了
归纳 。指 出了丙烯 酸酯无皂乳液聚合 的发展 方向 , 丙烯 酸酯无皂乳液的 良好应用前景进行 了展 望。 对
液 聚合成 为制 备 丙烯 酸酯 乳 液 研 究 热点 之 一 , 新 的 聚合方 法 和工 艺 不 断地 被 开 发 出来 , 者 主要 作
稳定 , 性能优 良, 价格低廉 , 应用符合环保要求 , 乳
液涂 层 耐光 、 老化 , 耐 因而丙 烯酸 酯乳 液应 用 非常 广泛, 目前 已广 泛 应 用 于橡 胶 、 塑料 、 纺织 、 染 、 印
的稳定 性 , 而且 还可 获得 功能 性胶 乳 , 些功 能性 这
收 稿 日期 i0 10—3 2 1- 61 作者简介 : 芮英宇 (9 7 )男 , 海人 , 18 一 , 上 上海 大学 高分 子
单体 中主要 含有羟基、 羧基、 氨基 、 酰胺等亲水基
团 。唐业 仓 等【 1 究 了 用 偶 氮 二 异 丁 基 脒 盐 酸 研
综 述 专 论
无皂乳液聚合理论及应用研究进展
无皂乳液聚合理论及应用研究进展无皂乳液聚合是在传统乳液聚合的基础上发展起来的一项聚合反应新技术,相比传统乳液聚合具有很多优点,因此广受关注。
介绍了无皂乳液聚合的反应机理(包括成核机理、稳定机理)和反应动力学,无皂乳液的制备方法,并对无皂乳液聚合的应用和发展前景做了展望。
标签:无皂乳液;机理;稳定性;应用乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法,它以水作分散剂,在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。
由于传统的乳液聚合中会使用乳化剂,反应后乳化剂会对产品性能有一定影响,而且乳化剂价格昂贵,对环境造成一定污染。
因此,人们开始致力于无皂乳液聚合技术。
无皂乳液聚合是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂(其浓度小于临界胶束浓度CMC)的乳液聚合,但少量乳化剂所起的作用与传统的乳液聚合完全不同。
最早的无皂型乳液聚合是Gee,Davis和Melvile于1939年进行的丁二烯乳液聚合。
由于无皂乳液聚合环保,并且可以赋予乳液诸多优异的性能而备受关注,成为近年迅速发展的一项聚合反应新技术[1]。
与传统乳液聚合方法相比无皂乳液聚合具有以下突出优点:(1)传统乳液聚合中的乳化剂会被带入到最终产品中去,其纯化工艺非常复杂,因此无皂乳液可以免去去除乳化剂的后处理,产品可以直接应用;(2)无皂乳液聚合由于不含乳化剂,所制备的乳胶粒子表面比较洁净,从而避免了乳化剂对聚合物产品光学性、电性能、耐水性及成膜性等的不良影响;(3)无乳化剂乳液聚合所制备的聚合物微球具有单分散性,微球尺寸较常规乳液聚合的大,还可得到具有一定表面化学性质的功能性颗粒。
1 无皂乳液聚合机理1.1 无皂乳液聚合的成核机理无皂乳液聚合体系的粒子密度、粒径大小与成核机理密切相关。
自1965年Matsumoto和Ochi在完全不含乳化剂的条件下,合成了具有单分散性乳胶粒粒径乳液以来,人们便对无乳化剂乳液聚合的机理进行了大量广泛深入的研究[2],提出了多种无皂乳液聚合成核机理,普遍为人们所接受的为“均相凝聚成核机理”和“齐聚物胶束成核机理”,但是现有的任何一种成核机理均难以描述所有单体粒子成核的机理。
无皂乳液聚合丙烯酸酯涂料的合成研究
Ke r s s a —r ee lin p lmeia in;p l ( r ya e meh a r lt/ c yi cd) o tn S n h t r c s y wo d :o p fe muso o y rz t o o y a e lt/ t lc ya e a r l a i ;c a ig; y t e i p o e s c c
1 引 言
2 1 原 料 及 配 合 . 丙烯 酸酯 , 学纯 ; 化 甲基 丙 烯 酸 酯 , 学 纯 ; 烯 化 丙
酸( AA) 化 学 纯 ; 氯 化 碳 , 析 纯 ; 基 丙 烯 酸 , , 四 分 甲
乳 液 涂 料 是 水 性 涂 料 中 最 重 要 的 一 种 , 统 的 传
乳 液 聚 合 一 般 是 在 乳 化 剂 存 在 下 , 过 乳 液 聚 合 合 通 成 的 。乳 化 剂 对 乳 液 的 合 成 和 稳 定 等 起 着 十 分 重 要
的 作 用 , 也 会 影 响 到 乳 液 漆 膜 的 附 着 力 、 水 性 和 但 耐 光 泽 度 等 , 时 还 会 造 成 环 境 污 染 [ j 同 】 。 。 所 谓 无 皂 乳 液 聚 合 ( o p fe mus n p l— s a — e e li oy r o meiain, 称 S E , 指 完 全 不 含 乳 化 剂 或 少 r t z o 简 F P) 即 量 乳 化 剂 的 乳 液 聚 合 . 。 但 少 量 乳 化 剂 所 起 的作 9 _
2 2 合 成 工 艺 简 述 .
将 水 相 物 质 ( 来 酸 酐 , 烯 酸 胺 等 ) 去 离 子 马 丙 和
用 与 传 统乳 液 聚 合 完 全 不 同 , 液 的 稳 定 主 要 是 通 乳 过 亲 水 性 单 体 共 聚 、 发 剂 碎 片 电 荷 及 聚 合 型 乳 化 引
无皂乳液聚合
无皂乳液聚合的研究进展摘要本文阐述了无皂乳液聚合的反应机理(包括成核成粒机理和核增长机理)和反应动力学,以及影响其稳定性的因素和增强稳定性的方法。
着重介绍了无皂乳液的聚合方法,包括引发剂碎片法、水溶性单体共聚法、反应性乳化剂共聚法、超声无皂乳液聚合和加入其他添加剂的聚合方法。
并结合无皂乳液聚合的应用对其发展趋势作了展望。
关键词:无皂乳液聚合;反应机理;聚合方法;稳定性;应用1 前言无皂乳液聚合是指完全不加乳化剂或乳化剂用量小于临界胶束浓度的乳液聚合。
由于在反应过程中不含乳化剂或乳化剂浓度很低,和传统乳液聚合相比,无皂乳液聚合产物具有以下特点:1)不使用乳化剂降低了产品成本,同时在某些应用场合也免去了去除乳化剂的后处理;2)制得的乳胶粒表面洁净,避免了应用过程中由于乳化剂的存在对聚合物产品电性能、光学性质、表面性质、耐水性及成膜性等的不良影响;3)制得的乳胶粒子的粒径单分散性好。
最早的无皂乳液聚合是由Gee,Davis和Melvile[1]于1939年在乳化剂浓度小于CMC条件下进行的丁二烯乳液聚合。
1960年Matsumoto和Ochi[2]在完全不含乳化剂的条件下,合成了聚苯乙烯、聚甲基丙烯甲酯及聚醋酸乙烯酯乳液,这些乳胶粒具有单分散性粒度。
此后相继出现了许多有关无皂乳液聚合研究的报道。
目前对无皂乳液聚合的研究居于领先地位的是美、日等国,我国对此的研究起步较晚,但鉴于对它的重要性的认识,进入90年代以来,特别是近年来,国内已有不少研究机构和学者开始从事这方面的研究工作,如浙江大学、广州市化学工业研究所、南开大学、天津大学、中国科学院等,并取得了不少重要的成果。
2 无皂乳液聚合的理论研究2.1无皂乳液聚合的反应机理2.1.1 成核机理反应机理包括乳胶粒子成核与增长机理。
胶粒的性质很大程度上取决于成核机理,乳液体系的粒子密度(Np)、粒径大小(Dp)与成核机理密切相关。
传统乳液聚合是按胶束成核机理进行反应、成核的,在反应过程中体系靠高浓度的乳化剂起稳定作用。
无皂乳液聚合理论及其研究进展
Ab s t r a c t : S o a p—f r e e e mu l s i o n po l y me iz r a t i o n c a n be p r e pa r e d s u r f a c e c l e a n , mo n o d i s p e r s e d po l y me r l a t e x p a t t i ・ c l e s ,a n d a v o i d t h e e mu l s i ie f r o n e l e c t ic r a l p r o p e ai e s ,o p t i c a l p r o p e r t i e s ,wa t e r r e s i s t a n c e ,me mb r a n e,t h e s u fa r c e
p r o p e r t i e s a n d t h e e n v i r o n me n t i mp a c t a n d p o l l u t i o n .T h i s p a p e r d i s c u s s e s t h e r e a c t i o n me c h a n i s m, t h e r e s e a r c h
生 自身缠 结 , 由水 相 中析 出 , 形成 初 始乳胶 粒 ; 初始 粒子 接 着 吸取 单体 和 齐 聚物 自由基 , 形成 乳 胶 粒 , 在 乳 胶
收 稿 日期 : 2 0 1 5一O 1— 2 3 .
作者简介 : 肖力光( 1 9 6 2~) , 男, 吉林 省长春市人 , 教授 , 博 士. 基金项 目: 吉林 省科技 发展计划重 大攻关项 目( 2 0 1 3 0 2 0 4 0 0 9 S F ) ; 吉林省科技发展计划重点项 目( 2 0 1 4 0 3 0 7 0 0 5 S F )
有机硅改性丙烯酸酯的研究进展
法和改性法制备有机硅改性丙烯酸类乳液。 物理 共混 法 工 艺 简单 、 本 低 , 制 备 的乳 液 稳 定性 成 但
不高 , 须加 入增 容 剂 。化 学改 性法 是 用乳 液 聚 必 合制备 , 乳液 稳定 性 好 , 工 艺 较为 复 杂 、 本 较 但 成
高。
2 有 机 硅 改性 丙 烯 酸 乳 液 乳 化 体 系
研 究 表 明在 有 机 硅 改性 丙 烯 酸 乳 液 乳 液 聚
合中, 阴离子与非离子乳化剂复配使用 比单独使 用所 得 的乳液 性能 优 良。有 机硅 改性 丙烯 酸乳 液 聚合的乳化体系发展方 向之一是使用反应性乳 化剂与其它的乳化剂复配使用 , 使用反应型乳化 剂可使乳化剂分子在乳胶液存放 、 使用时不会发
和转化率 , 同时也改善 了涂层 的耐候性 、 耐水性 、
保色等性能 。 4 】
无 皂 乳 液 聚合 克 服 了传 统 的乳 液 聚合 由于
乳化剂无法除去而导致 的泡沫多 、 易渗析和I. 吸湿
六硅 氧烷 改性 一时改善 了成膜 性和 热学 性能 [, J J 用 含 氢 硅 烷 改性 可 降低 乳 胶 膜 的吸 水 性 和拉 伸
有 机 硅 改性 丙 烯 酸 类 乳 液存 在 单 体 易水 解 缩 聚交 联 、 应 不 完 全 、 反 最终 乳 液 中有 机 硅 单 体 含量低 及改性 效果 差 等问题 。为 了解 决 存在 的问 题 、 发 出 性 能优 良 的乳 液 , 内外 学 者 做 了大 开 国 量 的研究 工 作 , 引入 不 同 的功能 性有 机 硅单 体 如
生 解 吸 [, 免 了乳化 剂 在 乳胶 粒 表 面解 析 而 引 1避 】 】 起 的缺 陷 , 高 乳 液 的稳 定性 , 且 水 相 不 残 留 提 而 乳 化 剂 , 同时 在乳 液成 膜 时避 免 了乳 化 剂 的 迁 移 , 高 了膜 的力 学 性 能 、 泽 性 、 接性 、 水 提 光 黏 耐
核壳结构丙烯酸酯聚合乳液的研究进展
Ab s t r a c t Re s e a r c h p r o g r e s s o f c o r e - s h e l l s t r u c t u r e d a c r y l a t e e mu l s i o n p o l y me r i z a t i o n a r e r e v i e we d . Th e me -
固含 量高 达 6 O %的 P ( S t +AA) / P ( MMA+B A+DMAM) 核 壳 结构乳 液 。同时研究 了乳 化剂 用量 、 反 应 温度 和 固含量 对
艺, 在适当的聚合条件下, 改变聚合物的分子量及其分布, 分
子结构 , 有 目的地制 备 出具 有 某 些 特定 结 构 形 态 的乳 胶 粒 ,
0 引 言
核壳乳液聚合技术是在乳液聚合理论发展 的基础上发 展起 来 的 。核壳结 构是 指 以聚合物 A为 核 , 外层包 覆 聚合物
B的乳 胶 粒子 的 结构 ] 。常规 聚 丙烯 酸 酯乳 液存 在 “ 热粘
烯酸酯 乳液 。研 究 了核 壳 比例 、 乳化 剂 种 类 与 用 量 、 种 子 乳 液 的稳 定时 间 、 交 联剂 用量 和乳液 的保 温 时间 等 因素 对乳 液
・
1 4 4・
材料导报 A: 综述篇
2 0 1 5 年 6月( 上) 第2 9 卷第 6 期
无皂种子乳液聚合法制备丙烯酸酯-聚氨酯共聚乳液
作者简介 : 刘艳辉 (9 4) 女 , 1 7 一 , 讲师, 阳理工大学硕士研究生 , 事材料研究工作 沈 从
维普资讯
第1 期
刘 艳辉 邓 爱 民 : 皂种 子 孔瘦 合 法制 备 丙烯 酸酯一 氨 酯共聚 乳液 无 聚
2 7
称取重 量 为 w 的乳胶 膜 , 浸入 去离 子水 中 , 4 2 h后 取 出 , 滤纸 揩 去表 面水 , 重 为 w。吸水 率可 用 称 ,
( ) 液贮存 稳 定性 的测 定 5乳
常温保 存 , 观察是 否有 浑 浊 、 层 、 分 沉淀 。 () 6 红外 光谱 的测 定 将 聚氨 酯制 成膜 , WQF 1 用 一4 0型红外 光 谱仪 进行 测量 。
2 结 果 与讨 论
以聚氨 酯乳 液 P, 烯 酸丁酯 B 和 甲基 丙 烯 酸 甲酯 MMA( 丙 A 比例 为 1 1 为混合 单 体 M , 硫酸 氨为 :) 过 引发剂 , 引发 剂 的量 为 2 ( 占单体 ) 改 变单 体含 量 , , 采用 种子 乳液 聚合 法制 备聚 氨酯 一丙 烯酸酯 乳液 。 2 1 单体 含量对 乳 液外观 和 稳定性 的 影响 . 改 变混 合单 体 M 和 聚氨 酯 的 比例 , 他条 件 不 变 的条 件下 , 得 的 聚丙 烯酸 酯 聚 氨酯乳 液 的外 观 其 制
剩余单 体 , 加完后 保温 1 h得 P 滴 ~2 UA 乳液 。
1 3 性能测 试 .
( ) 膜制备 1胶
将 乳液 在聚 四氟 乙烯 板上 流延成 膜 , 常温下 静置 一段 时间 , 后放入 烘箱 , 5 ℃下烘 2 h 然 在 O 4。
( ) 膜 吸水 率测定 2胶
收稿 日期 :0 7 1-0 20 —O1 . 基金 项 目: 辽宁 省 教 育 厅 科 技 攻 关 项 目( :5 3 0 . N0 0 L 7 ) ’
无皂乳液聚合研究论文
无皂乳液聚合研究论文•相关推荐无皂乳液聚合研究论文毕业论文题目 CTFE、羟丁基乙烯基醚、丙烯酸无皂乳液聚合研究学院化学化工学院专业化学工程与工艺班级学生学号指导教师二〇一七年五月四日摘要无皂乳液聚合是一种较为新颖的乳液聚合技术。
含氟聚合物的无皂乳液聚合是以水为分散介质的,因此避免了有机溶剂涂料中的有机溶剂对环境的污染和对人类的危害,而且耐腐蚀性较强。
水性涂料中的水不会造成环境污染等问题,而且生产成本也不高,所以水基涂料是环保性涂料发展的很重要方向。
本论文分四个部分。
第一部分,介绍了无皂乳液聚合研究进展,主要讨论了无皂乳液聚合的成核机理、稳定机理、增长机理,影响无皂乳液聚合稳定性的因素。
第二部分,主要是实验过程,系统的研究了单体、乳化剂和引发剂的选择及配比以及聚合温度、聚合时间对其单体总转化率、乳液性状、粒径及稳定性等主要性能的影响,通过设计对比试验找出反应的最佳配比。
第三部分,主要是对试验结果的讨论和分析,确定最佳的反应温度、时间和单体配比、乳化剂与引发剂的用量,对聚合物产品的表征和性能的测定。
第四部分,得出本次研究的结论。
关键词:无皂乳液聚合、CTFE、羟丁基乙烯基醚、固含量、粒径。
ABSTRACT Soap-free emulsion polymerization is novel new technology. Fluoropolymer-free emulsion with water as the dispersion medium, to avoid organic solvents in the organic solvent coating environmental pollution and harm to humans, but relatively strong corrosion resistance. Water-based paint will not bring the water pollution problems, and cost of production is not high, so water-based paint is the development of environmentally friendly coatings is very important direction.The thesis is divided into four parts. The first part, introduced free emulsion polymerization progress, mainly discussed the soap-free emulsion polymerization nucleation mechanism, stability mechanism, growth mechanism, influencing factors in the stability of emulsion polymerization. The second part, an experimental process, the system of the monomer, emulsifier and initiator of the selection and ratio and polymerization temperature, polymerization time on the total conversion rate of monomer, emulsion characteristics, particle size and stability of other major performance, by designing tests to find the optimum contrast ratio. The third part, mainly for the discussion and analysis of test results to determine the optimum reaction temperature, time and monomer ratio, the amount of emulsifier and initiator, the polymer product characterization and determination of properties. The fourth part, the conclusions drawn in this study.Key words: emulsion polymerization, CTFE, hydroxyl butyl vinyl ether, solid content, particle size.目录摘要 .......................................................................................................................... (I)ABSTRACT ......................................................................................................... ................ II 目录 .......................................................................................................................... ..... III 1 前言 .......................................................................................................................... .... - 1 -1.1 无皂乳液聚合的研究进展 ....................................................................................... - 1 -1.2 无皂乳液聚合机理 ................................................................................................... - 1 -1.3 无皂乳液聚合的聚合方法 ....................................................................................... - 2 -1.3.1 引入可离子化的引发剂 .................................................................................... - 2 -1.3.2 引入亲水性共聚单体 ........................................................................................ - 3 -1.3.3 引入离子型共聚单体 ........................................................................................ - 3 -1.3.4 引入表面活性单体 ............................................................................................ - 3 -1.3.5 助溶剂法 ............................................................................................................ - 4 -1.4 可聚合乳化剂种类 ................................................................................................... - 4 -1.4.1 烯丙(氧)基型 ..................................................................................................... - 4 -1.4.2 (甲基)丙烯酸型 .................................................................................................. - 4 -1.4.3 丙烯酰胺型 ........................................................................................................ - 4 -1.4.4 苯乙烯型 ............................................................................................................ - 4 -1.4.5 马来酸酯型 ........................................................................................................ - 5 -1.4.6 其他类型 ............................................................................................................ - 5 -1.5 影响无皂乳液稳定性的因素 ................................................................................... - 5 -1.6 提高乳液稳定性的方法 ........................................................................................... - 5 -1.6.1 利用聚合物链末端的亲水性引发剂碎片 ........................................................ - 6 -1.6.2 加入活性物质 .................................................................................................... - 6 -1.6.3 提高乳胶粒表面的电荷密度 ............................................................................ - 6 -1.6.4 在乳胶粒表面引入亲水性物质 ........................................................................ - 6 -1.6.5 调整聚合反应的分散介质 ................................................................................ - 7 -1.6.6 适当的无皂乳液制备工艺................................................................................ - 7 - 2 实验部分 ...................................................................................................................... - 8 -2.1实验仪器 .................................................................................................................... - 8 -2.2实验药品 .................................................................................................................... - 8 -2.3 实验装置及工艺流程 ............................................................................................... - 9 -2.4 实验操作 ................................................................................................................... - 9 -2.4.1 含氟无皂乳液聚合物的制备 ............................................................................ - 9 -2.4.2 性能测试 .......................................................................................................... - 10 - 3 结果与讨论 ................................................................................................................ - 12 -3.1 聚合反应条件的确定 ............................................................................................. - 12 -3.1.1 单体配比的确定 .............................................................................................. - 12 -3.1.2 聚合温度的确定 .............................................................................................. - 12 -3.1.3 聚合反应过程中压力变化与反应进程的关系 .............................................. - 14 -3.1.4 丙烯酸的加入量对产品性能的影响 .............................................................. - 15 -3.1.5 引发剂的用量对产品性能的影响 .................................................................. - 20 -3.1.6 反应时间的确定 .............................................................................................. - 23 -3.2 聚合物产品的表征和性能 ..................................................................................... - 25 -3.2.1 聚合物乳液稳定性的研究 .............................................................................. - 25 -3.2.2 聚合物对水的接触角...................................................................................... - 25 - 结论........................................................................................................................ - 27 - 参考文献 ............................................................................................................ - 28 - 致谢........................................................................................................................ - 30 -1 前言无皂乳液聚合是指完全不加乳化剂或用小于临界胶束浓度的乳化剂的乳液聚合[1]。
弹性丙烯酸酯类乳液的研究进展
弹性丙烯酸酯类乳液的研究进展摘要:弹性丙烯酸酯类乳液是指加入适量的软单体以降低Tg(玻璃化温度),并且利用加入的功能单体或低聚物所带有的特殊官能团的相互作用形成醚键、酯键或者酰胺基团,或者通过双键之间的加成作用形成大分子链的C-C键,形成具有微交联结构的一类丙烯酸酯乳液。
丙烯酸酯类乳液具有优良的耐候性、耐碱性、抗紫外光性和机械性能等,广泛用于涂料中。
介绍了弹性丙烯酸酯类乳液的性能和特点。
关键词:弹性乳液;丙烯酸酯乳液;合成前言:聚丙烯酸酯是一类由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的高分子聚合物,它具有良好的力学性能、耐候性能和耐酸碱性能,其制备工艺简单,成本低廉,被广泛用作皮革涂饰、建筑涂料和木材的成膜材料。
但由于纯聚丙烯酸酯的抗菌性能、力学性能和热稳定性能较差,限制了其应用范围,因此,可通过化学改性和结构设计改善其性能。
1.有机硅改性1.1改性原理丙烯酸酯聚合物具有优良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐蚀性和柔韧性。
但其本身是热塑性的线性分子上又缺少交联点难以形成三维网状交联胶膜因此其耐水性、耐沾污性差低温易变脆、高温易发黏。
而有机硅树脂中的Si-O键能(450kJ/mol)远大于C-C键能(351kJ/mol)内旋转能垒低分子摩尔体积大表面能小具有良好的耐紫外光、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等特性。
用有机硅改性丙烯酸酯乳液可以综合二者的优点改善丙烯酸酯乳液“热黏冷脆”、耐候、耐水等性能将其应用范围扩大至胶粘剂、外墙涂料、皮革涂饰剂、织物整理剂和印花等领域。
1.2改性方法1.2.1物理改性法用有机硅氧烷对丙烯酸酯类乳液进行物理改性的方法通常有2种:一是有机硅氧烷单体作为粘附力促进剂和偶联剂直接加入到丙烯酸酯类乳液中进行改性;二是先将有机硅氧烷制成有机乳液再将它与丙烯酸酯类乳液冷拼共混进行改性。
1.2.2化学改性法化学改性法是基于聚硅氧烷和聚丙烯酸酯之间的化学反应从而将有机硅分子和聚丙烯酸酯有机结合的一种方法。