单体组成对苯丙乳液及纸塑复膜胶性能的影响_英文_
DAAM对室温自交联纯丙乳液性能的影响

DAAM对室温自交联纯丙乳液性能的影响收稿日期:2013-04-02以衣康酸二丁酯(DBI)为第1功能单体、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为第2功能单体,合成了固含量为45%的纯丙乳液,并在室温与己二酰肼(ADH)交联。
通过控制DAAM的用量,制备了一系列的室温自交联乳液,研究了DAAM 用量对乳液和乳胶膜性能的影响。
结果表明,DAAM的加入对乳液和胶膜的各项性能均有一定改善,DAAM的适用量为3%。
标签:功能单体;室温交联乳液;性能1 前言目前丙烯酸酯类乳液在工业中应用极广,但其存在低温易变脆、高温易发粘等缺点,因而在一定程度上限制了其应用[1]。
自交联反应型乳液在乳胶粒子的表面或内部引入具有特殊功能的单体,可开发出具有特殊功能的乳液,如乳液稳定性[2]、乳胶膜耐水性和力学性能以及共聚物玻璃化温度均得到提高[3~5],在涂料、胶粘剂、皮革等领域应用广泛[6~8]。
本文以BA和MMA为主单体,DBI 为功能单体,并引入第2功能单体双丙酮丙烯酰胺(DAAM),与ADH发生交联反应,合成了室温自交联的丙烯酸酯乳液,研究了DAAM的用量对乳液和乳胶膜性能的影响。
2 实验部分2.1 药品与仪器设备甲基丙烯酸甲酯(MMA),工业级,上海高桥石化公司;丙烯酸丁酯(BA),工业级,北京东方化工厂;衣康酸二丁酯(DBI),>99%,清新县汉科化工科技有限公司;双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酰肼(ADH),工业级,杭州化工有限公司;过硫酸铵(APS),AR,上海国药集团化学试剂有限公司;烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86),清新县汉科化工科技有限公司。
热分析仪,DSC 200F33,德国耐弛公司;示差扫描量热器,TA Q100,美国TA公司;透射电子显微镜,TEM-100SX,日本电子公司。
2.2 室温自交联丙烯酸酯乳液的合成将计量的水加入到四口烧瓶中,搅拌升温至(82±2)℃,然后加入计量的预乳化液和引发剂溶液。
全硅氧键硅单体对苯丙乳液聚合稳定性及性能的影响

1 h后降温至 50℃左右。在 真空下脱 除反应 液中的 正 己烷 ,降温至 30℃以下后用 2肿 微孔滤膜过滤反 应液。将此酯交换产物简称为硅单体 ,并将其直接用 于后 续乳 液聚 合 。
Fig.1 Sketch 0f siloxaneII1011Oil[ ̄F synthesis
腐 涂层或 木器 涂 层打 下基 础 。
1 实验 部分 1.1 主 要原 料
正硅酸四甲酯(TM0S):化学纯 ,北京市津同乐泰 化工产品有限公司 ;环 己醇 :分析纯 ,天津市福晨化学 试剂厂 ;甲基丙烯酸羟 乙酯(HEMA,分子筛 除水)、苯 乙烯 (St)、甲基 丙 烯 酸 甲酯 (MMA)、丙 烯 酸 丁 酯 (BA)、丙烯酸 (AA):聚合级 ,北京东方亚科力化 工有 限公 司 ;正 己烷 、浓硫 酸 :分 析 纯 ,北 京 化工 厂 ;对 羟 基 苯甲醚 :分析纯 ,西亚试剂 ;C0-436(壬基酚聚氧乙烯 醚硫 酸铵 ):工 业级 ,法 国 罗 地亚 公 司 ;过 硫 酸钾 、碳 酸 氢钠 :化学纯 ,北京化工试剂厂 。 1.2 全 硅氧 键硅 单体 的 制备
doi:10.16865/].enki.100O 555.2018.07.001 收稿 日期:2017-06.20 通讯 联系人 :石淑先 ,主要从事生物材料研究 ,E-mail:shisx@mail.butt.edu.廿I
高分子材 料科学 与工程
℃ ,反应约 1 h后 降温 至 30℃ 以下 ,停止搅 拌。第 2 步酯交换 :向第 1步 的四 口烧瓶 中加入 26.03 g的甲 基丙烯 酸羟乙酯、0.05 g的对羟基苯 甲醚,通人 干燥 的压 缩 空气 ,在 40 r/min搅 拌下 升 温 至 75℃ ,反应 约
苯丙乳液型纸塑复膜胶的合成及性能研究

ABS RACI T ,
l e r 0 n ado0 6rset ey T ePr r ac f h rd c a xae2 8m n . t 0 ePci l h e om neo tePo ut v , f peae n hs okhs l ay ece o ecee te i i r rd cs rPrdi ti w r a a ed rahd r xedd h s l Po ut r m a .
ii ao c ne t f % a de liir D wfx Z a d0 一0) o tn nt tr o tn o 05 n musf ( o a w一 Al n P 1 c ne t i e
o Z % T em n m r scm oo f ot o o e hr o o e ad f . . h oo e i o Psdo sf m nm r adm n m r n 5 ,
关键词:苯丙乳液; 纸塑复膜胶; B P OP
华南理工大学硕士学位论文
A src btat
ppr 1 t a iai dei sanwtP f dei oaf s clm nt gahs ei aei a i P n v e y eo ahs et f x v i teB p ls ct tePpr h a up s ftePPr ls c h 0 pPat o h ae.T em i ro已o b ae Pat i np l i l ia n s om k a P ro adbat l akg m t i . o ,h a nt gi t a心dm Po f n eui Pcae a r lN w te m i u f ea cm o w t oul P Pr l t lm ut g ahs e ei s sm o m n a rslbe ae Pa i a ia n dei xs o e e l sc i v t sot m ns uha h o ba rs t t o w tn aait o h r o ig,sc stelw et ei a ,l c 一 s n w e igcPblyt t i m tr l(seil o e tr reeg ) a dlw cni e tcP bly a i ePcal w xei nry, n o o s tn a ait ea yl o s i w t r t gik i i i n. hp n n I ti ae,SyeeA rl e m 1 o ae Pa i a ia n PPr trn, cya e us n PPr l t 1m nt g n hs t i l sc i
反应性乳化剂对苯丙乳液合成及性能的影响

采用适当的聚合技术和聚合条件,能使单体(或 基团)在乳胶粒表面的分布率提高。反应性乳化剂
2008 年 12 月第17 卷第 12期 Vol.17 No.12,Dec.2008
中国胶粘剂
CHINA ADHESIVES
-5-
反应性乳化剂对苯丙乳液合成及性能的影响
徐小波,邓宝祥,郑海涛,林 艳,熊齐春
(天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津 300160)
摘要:在反应性阴离子乳化剂[甲基丙烯酸羟丙磺酸钠(HPMAS)]的作用下,采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯 乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯腈(AN)为主单体,丙烯酸(AA)为功能性单体,合成了性能优异的无皂苯丙乳 液。研究了软硬单体配比、乳化剂、链转移剂和引发剂用量对乳液性能的影响。研究结果表明,合成无皂苯丙 乳液的适宜条件(相对于单体总质量而言)是:w(HPMAS)=4%,w(引发剂)=0.8%,w(链转移剂)=2%且前期 加入。
加大甚至相互聚集,故乳液体系极不稳定;当过硫酸
铵用量过多时,聚合速率较快,过多的引发链同时反
应,导致体系粘度上升、聚合度降低、相对分子质量
减小、成核粒子数增多且乳液粒径减小,此时反应热
难以排除,易产生“爆聚”现象。此外,过硫酸铵属于
电解质,用量过多时,一部分过硫酸铵起着电解质的
作用,导致体系中电解质浓度增加,影响聚合过程的
1 实验部分
国药集团化学试剂有限公司;碳酸氢钠(NaHCO3),分 析纯,天津市永大化学试剂开发中心;氨水(NH·3 H2O), 分析纯,天津石英钟厂霸州市化工分厂。
功能性单体对聚丙烯酸酯乳胶膜防腐性能的影响

关键词:聚丙烯酸酯乳液 ;功能性单体;防腐性能;电化学测试
-
中图分类号 :TQ325.7 文献标识码 :A 文章 编号 :i000.7555(2018)06-0075.06
腐蚀是造成工业事故和 自然资源消耗以及经济损 失的最主要原 因…。因此 。防止金属及钢材腐蚀具有 重要意义 。聚丙烯 酸酯乳液是一类重要 的成膜材料 , 具有优异 的粘接性能 、耐候性 能、成膜性 能、保光保色 性能和力学性能等 ,被广泛用做墙体 、皮革 、织物、木材 及金属等 的表面涂 层[2-4]。但是 由于聚丙 烯酸酯涂
的磷羟基可与金属表面发 生较强 的螯合作用 ,从而使
聚丙烯酸酯涂膜 以共价键 的形式连接在金属基材表
面 ,增加涂膜 的附着 力 。减 缓闪蚀作用【5-9J。以上 改
性方法虽在一定程度上提高 了水性聚丙烯酸酯涂膜 的
防腐性能 ,然而大多数研 究仅采用单一 的功能性单体
进行改性 ,防腐性能的提升幅度有 限。
基于此 ,本文采用半连续种子乳液聚合法 ,以甲基
丙烯酸 甲酯、丙烯酸丁酯为主单体 ,苯乙烯 、丙烯酸、丙
烯酸羟乙酯 、甲基丙烯酸缩水甘油酯及 羟基磷酸酯为
功能性单体 ,旨在集多种功能单体 的优点于一体 ,制备
出核壳型聚丙烯酸酯乳了丙烯酸用量 和羟基磷
膜致密性差 。水和氧气透过率高 ,因此不利于对金属基 材的屏蔽 ,制约了聚丙烯酸酯乳液在金属基材防腐 方 面 的应用 。
功能性单体是影响聚丙烯酸酯乳液性能 的主要因 素。据报道 ,在聚丙烯酸酯乳液中引入苯 乙烯链节 ,可 提高乳胶膜的耐水性 、耐碱性 、抗污性及 硬度 ,最终可 提升涂膜的防腐性能;引入丙烯酸链节 ,丙烯酸可提供 羧基 ,有利于涂膜在金属基材表面的附着 ,提高涂膜的
单体比例对苯丙乳液表面施胶剂性能的影响
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单体比例对苯丙乳液表面施胶剂性能的影响崔友佳;景宜;李晓亮【摘要】以苯乙烯(St)为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为软单体,丙烯酸(AA,用量为单体总质量的5%)为功能性交联单体,合成了苯乙烯丙烯酸酯(SAE)聚合乳液,并将SAE 聚合乳液与氧化淀粉复配(SAE聚合乳液的添加量为氧化淀粉绝干质量的5%)对纸张(牛皮箱纸板,定量130 g/m2)进行表面施胶.探讨了单体比例(m(St):m(BA))对SAE聚合乳液玻璃化转变温度及稳定性的影响.结果表明,SAE聚合乳液的玻璃化转变温度随硬单体用量的增加呈线性上升,并且与采用L Mandelkem方程计算的结果具有较好的一致性;SAE聚合物分子质量和乳液表观黏度随硬单体用量的增加均逐渐降低,乳液稳定性略有下降.与只用氧化淀粉施胶后的纸张相比,在相同涂布量下,经SAE表面施胶剂施胶后的纸张的Cobb值低,印刷表面强度和耐破度均有不同程度提高;当m(St)/m(BA)=80:20时,经SAE表面施胶剂施胶后纸张的Cobb值降低了51.8%,印刷表面强度和耐破度分别提高了58.0%和5.2%.%With styrene (St) as hard monomer, butyl acrylate (BA) as soft monomer, and acrylic acid (AA) as functional monomer, a sty-rene acrylic ester (SAE) copolymer emulsion was synthetized, and this emulsion was used combined with the oxidized starch as paper surface sizing agent. The effects of the monomer ratio (the mass ratio) on the emulsion glass transition temperature (Tg) and stability were analyzed. The results showed that the 7g rose linearly with the amount of styrene increased, and this trend was in accordance with the result of L. Mandelkern equation. With the increase of styrene dosage, the molecular weight and viscosity declined gradually, emulsion stability decreased. The properties of sized paper with the emulsion, suchas water resistance, surface strength and bursting strength, were affected by the styrene content. When styrene proportion was 80% of the total monomer, surface sized with the polymer combined with oxidized starch, Cobb value of the sized paper decreased by 51. 8% , surface strength and bursting strength improved by 58.0% and 5. 2% respectively, compared to sized by oxidized starch.【期刊名称】《中国造纸学报》【年(卷),期】2013(028)001【总页数】6页(P10-15)【关键词】单体比例;SAE表面施胶剂;玻璃化转变温度;Cobb值;纸张强度【作者】崔友佳;景宜;李晓亮【作者单位】华泰集团,山东广饶,257335【正文语种】中文【中图分类】TS727+.5合成表面施胶剂苯乙烯丙烯酸酯(SAE)聚合乳液具有施胶效果好、用量低等优点,通常与淀粉复配使用,以提高纸张的印刷表面强度,改善纸张的抗水性能。
含功能性单体的苯_丙乳液的聚合稳定性_张心亚
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华南理工大学学报(自然科学版)第32卷第3期Journal of South China University of TechnologyVol .32 No .32004年3月(Natural Science Edition )Mar ch 2004文章编号:1000565X (2004)03001505含功能性单体的苯/丙乳液的聚合稳定性*张心亚 蓝仁华 陈焕钦(华南理工大学化学工程研究所,广东广州510640)摘 要:采用乳液聚合工艺,以过硫酸钾为引发剂,合成了含功能性单体甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸的苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚乳液.系统研究了乳化体系、引发体系、含功能基单体含量、聚合工艺和聚合温度等对乳液聚合过程稳定性的影响,发现聚合温度降低,采用半连续聚合工艺以及适当提高乳化剂的浓度均有利于乳液聚合反应的稳定性提高.关键词:乳液聚合;功能性单体;苯/丙乳液;聚合稳定性中图分类号:TQ 433 文献标识码:A 收稿日期:20030928*基金项目:广东省科技厅科技计划项目(2003B 10506);广东省计划发展委员会高技术产业化项目(粤财企[2002]347号急件);广州市科技局科技攻关重点项目(2002Z 2_D 0071) 作者简介:张心亚(1974-),男,博士,讲师,主要从事乳液及其相关新产品研究.E _mail :cexyzh @scut .edu .cn 在乳液聚合过程中,凝聚物的形成在乳液生产中具有极大的危害,它不仅降低了单体的收率,增加了聚合装置的停机时间(清理凝聚物)和处理凝聚物的费用,而且加大了各釜间产品的不一致性.因此,聚合过程的稳定性对乳液制备过程有重要作用.乳液聚合内部反应极其复杂,如果反应过程控制不当或选用的工艺、配方不合适等,均可能导致凝聚现象发生.余樟清等曾对乳液聚合过程中凝聚物的形成机理进行了探讨[1],并研究了含氨基、羟基丙烯酸乳液聚合的稳定性[2].史沈明[3]、赵永金[4]等对影响丙烯酸酯类乳液聚合稳定性的因素进行了探讨,并提出了控制乳液聚合稳定性的方法.苯乙烯/丙烯酸酯乳液在制备过程中,丙烯酸(AA )、甲基丙烯酸羟乙酯(H EMA )等作为功能性单体参与共聚,可以提高乳液涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐沾污性和机械强度.但这些极性单体常常具有很强的亲水性,在乳液聚合过程中易在水相中发生均聚,形成水溶性大分子并产生絮凝作用,使体系破乳.本研究在用乳液聚合方法合成含功能性单体的苯丙乳液过程的基础上,着重考察了乳化剂体系、引发剂体系、功能性单体的类型及用量、聚合温度和单体加入方式等对乳液聚合稳定性的影响.1 实验部分1.1 实验原料共聚单体为丙烯酸丁酯(BA )、苯乙烯(St )、丙烯酸(AA )、甲基丙烯酸甲酯(MMA )、甲基丙烯酸羟乙酯(H EMA ),均为工业级,新鲜蒸馏后低温贮存备用;乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS )、十二烷基硫酸钠(SLS )、壬基酚聚氧乙烯(40)醚(NP 40)、辛基酚聚氧乙烯(20)醚(OP10)和引发剂过硫酸铵(APS )等均为化学纯,配成一定浓度的水溶液待用.1.2 乳液合成间歇工艺:将单体全部预乳化,然后升温至反应温度,加入引发剂反应.半连续工艺:(a )纯单体滴加法 将部分单体、水和乳化剂在反应釜内预乳化30min ,然后加入引发剂升温至80℃下反应约30min 后,开始滴加混合单体,其间补加引发剂,在4h 内滴完.滴完后,升温至90℃,保温1h 后降温,用氨水调节乳液的pH 值为7~8.5,过滤出料.(b )预乳化单体滴加法 先将单体、部分乳化剂和水在室温下预乳化制得预乳液,将部分该预乳液、适量引发剂和水置于反应釜中,在75~85℃下反应约30min ,然后同时滴加预乳化单体和引发剂水溶液,在4h 内滴完.滴完后,升温至90℃,保温1h 后降温,用氨水调节乳液的pH 值为7~8.5,过滤出料.1.3 分析测试1)转化率 聚合反应的转化率由称重法测定.2)凝聚率 乳液聚合反应的稳定性用凝聚率w c 表示,凝聚率由称重法获得.在乳液聚合反应结束后收集聚合体系中的凝聚物,在烘箱中烘至恒重,凝聚率根据下式进行计算:w c =m cm m×100%(1)式中:m c 为凝聚物的质量,g ;m m 为单体的总质量,g .w c 值越小,表示乳液聚合反应过程的稳定性越好.3)粒径及其分布 本实验中,乳胶粒的粒径和粒径分布采用英国H onrywell 公司的Microtr ace UPA 150型粒度仪进行测定,操作温度为25℃.4)粘度 采用Brookfield RVDL II +粘度仪测定,选用2号转子,转速60r /min ,测定温度为25℃.2 结果与讨论2.1 乳化体系对聚合过程稳定性的影响乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一.一般认为,采用非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂联合使用,可使阴离子乳化剂的电荷稳定和非离子乳化剂的空间位阻作用产生协同效应,提高乳液聚合的稳定性和乳胶粒的稳定性.对于乳液聚合体系,乳化剂可通过单体与乳化剂的亲水亲油平衡值(H LB 值)相近的原则或通过单体的乳液稳定性试验来选择,但对含有强亲水性单体H EMA 和AA 的多元共聚合体系,使聚合过程稳定的乳化剂体系仍需通过聚合稳定性试验确定.本文中将阴离子乳化剂SLS 、SDBS 和非离子型乳化剂OP 10、NP 40进行复配试验(结果如表1所示),通过稳定性实验选择适宜的乳化体系.由表1实验结果可见,SLS /NP 40对含功能性单体的苯/丙乳液聚合反应稳定性最差,只有在SLS 含量较高时聚合反应才能进行,但单体最终的转化率相对较低;SLS /OP 10、SDBS /NP 40也近似有相同的结果;而SDBS /OP 10体系,其聚合过程的凝聚率最低,聚合稳定性最好,阴、非离子乳化剂的配比范围也最宽.因此,在后面的实验过程中,主要采用SDBS 复配乳化剂进行试验.表1 乳化剂配比对乳液聚合反应稳定性的影响Table 1 Ef fect of the em ulsif ier ra tio on stability of emul -sion polymer iza tion乳化剂复配质量比率聚合稳定性转化率/%凝聚率w c /%平均粒径/n m SLS /NP 40 2∶11∶11∶2稳定粘度过大不稳定93.06——2.93——175——SLS /OP 10 2∶11∶11∶2稳定稳定不稳定95.3889.64—2.413.33—102237—SDBS /NP 40 2∶11∶11∶2稳定不稳定不稳定98.51——1.89——110——SDBS /OP 102∶11∶11∶2稳定稳定稳定99.9999.9697.350.440.871.2180100178 实验采用半连续聚合工艺(a ),单体质量比m (St )∶m (BA )∶m (AA )∶m (H EMA )=60∶36∶1∶1,引发剂量为0.4%,乳化剂量为2.4%.实验中还发现,对机械稳定性不好的乳液,加大阴离子型乳化剂,可减少搅拌轴叶片及温度计套管上吸附的凝聚物;对化学稳定性不好的乳液,增加非离子型乳化剂,可减少反应容器内壁结皮等现象.图1所示为乳化剂总量对体系凝聚率的影响.由图1可见,随着乳化剂总量的增加,乳液聚合反应的凝聚率降低,这有利于乳液聚合反应的稳定性.但由于影响乳液凝聚率的因素还有很多,如反应温度及搅拌速度等,当乳化剂用量达到一定值后,凝聚率曲线趋向平缓,因此不可能单纯靠增大乳化剂用量来降低乳液的凝聚率而提高乳液聚合反应的稳定性.图1 乳化剂用量对乳液聚合稳定性的影响Fig .1 Eff ect of emulsifier dosage on stability of emul -sion polym erization实验采用工艺、单体质量比、引发剂量同表1乳化剂SDB S /OP 10质量比=2∶116华南理工大学学报(自然科学版) 第32卷2.2 引发体系对聚合过程稳定性的影响引发体系对于含强亲水性基团单体(如AA 、HEMA )苯/丙乳液聚合体系的乳液聚合稳定性有较大的影响.引发剂用量主要影响乳液聚合的最终转化率和凝聚率,如图2所示.当其它条件一定时,随引发剂用量的增加,最终转化率逐渐增大,当达到一定值时,曲线趋向平缓;而凝聚率则是先显著降低到一定的程度,而后又随着引发剂用量的增加而明显增大.其乳液聚合反应速率如下式所示[5]: R p =103NK p [M ]/(2N A )(2)式中:R p 为聚合反应速率;N 为单位体积中胶粒的数目;K p 为聚合反应速率常数;[M ]为乳胶粒中反应单体的浓度;N A 为阿弗加德罗常数.图2 引发剂用量对乳液聚合反应稳定性的影响F ig .2 Effe ct of initiator dosage on sta bility of emulsionpolymer ization实验采用工艺、单体质量比同表1乳化剂SDBS /OP 10质量比=2∶1,用量为2.4%在引发剂用量较小时,体系中乳胶粒获得自由基的几率较小,参加聚合反应的有效乳胶粒数较少,即在上式中N 的有效值小,R p 较小,最终转化率较低;而随着引发剂量的增加,乳胶粒获得自由基的几率增加,N 的有效值增加,反应加快,最终转化率提高;再继续增大引发剂的用量,并不能有效提高最终转化率,反而会因引发剂用量过大,容易导致凝聚率显著增大,从而使乳液聚合反应失控.实验发现,选用0.4%~0.5%的引发剂量,可使制备的苯/丙乳液呈现出蓝光,乳液粒子的粒度小,乳液的稳定性好.2.3 功能性单体对聚合过程稳定性的影响选择带有一定极性基团的功能性单体AA 和HEMA 参与反应,可以使共聚物产生轻微的交联,并形成一定程度的网络结构,同时,由于形成分子网络的化学键代替了单纯的分子间作用力,在一定程度上提高了共聚物的刚性,又由于极性基团的引入,提高了共聚物乳液的内聚力.对于水溶性的AA 和H EMA 的甲基丙烯酸链节倾向于分布在粒子表面和近表层,降低了乳胶粒与水的界面能,它的存在对聚合过程稳定性有利.随着AA 和HEMA 总含量的增加,乳液共聚合过程的稳定性增加,如图3所示,但当其含量超过4%后,乳液聚合的稳定性又有下降的趋势.随着功能性单体总用量的进一步增大,共聚物乳液的聚合稳定性能又开始下降.产生这种情况的原因可能是:随着功能性单体总用量的增加,体系中的交联点的数目也逐渐增加,当达到3%~4%时,体系中交联点数及其分布,引入的极性基团的数量正好处于一个最佳状态;再增加功能性单体用量,会导致体系中的交联度过大,使共聚物乳液体系凝聚而失稳[6].图3 功能性单体总量对乳液聚合稳定性的影响Fig .3 Ef fect of f unctional monomers dosage on stabili -ty of emulsion polymer ization实验条件:半连续聚合工艺(a ),AA /HEMA 质量比=1∶1,引发剂量为0.4%,乳化剂SDBS /OP 10质量比=2∶1,用量为2.4%2.4 聚合工艺对聚合过程稳定性的影响聚合工艺对聚合过程稳定性的影响如表2所示,实验研究表明,在间歇式反应过程中,经过一段时间的诱导期后,反应开始进行,反应一旦开始,由于热量的转移不及时,会使反应器内部温度急剧升高,造成自动加速反应,使反应温度一度达到95℃而发生内部暴聚,处于沸腾状态.此时由于反应速率快,乳化剂不能迅速地吸附到乳胶粒表面以维持乳胶粒的稳定,乳胶粒子之间聚结的作用力增大,从而导致凝聚产生使反应失稳;而半连续反应,不管是预乳化单体滴加,还是纯单体滴加,都增加了聚合反应的稳定性,转化率高,而且所得乳液的粒径分布均匀,贮存稳定性更好.这可能是由于采用半连续法聚合时,加入的单体很快在乳胶粒表面聚合,水相中存17第3期张心亚等:含功能性单体的苯/丙乳液的聚合稳定性在的游离单体含量较少,亲水性功能单体H EMA、AA发生均聚的几率较小;而在间歇反应时,水相中存在的游离单体含量多,亲水性功能单体H EMA、AA发生均聚的几率较大,它们的均聚物具有一定的絮凝作用,可导致聚合反应过程稳定性及乳液贮存稳定性的下降.表2 聚合工艺对乳液聚合反应稳定性的影响Table2 Effe ct of polyme rization pr ocesses on stability of emulsion polymer iza tion聚合工艺聚合稳定性转化率/%凝聚率wc/%平均粒径/nm间歇式半连续(a)半连续(b)不稳定稳定稳定91.3599.9699.995.210.870.4417812080 实验采用工艺、单体质量比、引发剂量同表1,乳化剂SDBS/OP_10质量比=2∶1,用量为2.4%.2.5 反应温度对聚合过程稳定性的影响反应温度对聚合反应速度及聚合稳定性也有较大的影响,如表3所示.苯/丙乳液聚合一般采用分段控温.单体滴加阶段控制反应温度在78~85℃之间,聚合温度低于78℃时,反应速度明显减慢,滴加的单体不能很快聚合,造成体系中单体局部浓度过大,极易引起暴聚冲釜,操作难度增大;聚合反应温度高于85℃时,乳化剂不能迅速地吸附到乳胶粒表面以维持乳胶粒的稳定,同时由于聚合反应速率增大,聚合物粒子变软,粘性增加,使乳胶粒子间因碰撞而凝聚的可能性增加,不利于乳化体系的稳定,乳液内部易产生粗粒子.如果聚合体系中同时存在可发生交联反应的官能团单体,则聚合温度升高将加快乳胶粒间交联反应速度,降低乳液的聚合稳定性.表3 聚合反应温度对乳液聚合反应稳定性的影响Table3 Effe ct of polyme rization tem pe ra tur e on stability of emulsion polymer iza tion反应温度/℃聚合稳定性转化率/%凝聚率wc/%平均粒径/nm70~75 75~80 80~85 85~90 >90反应时间过长稳定粘度过大不稳定不稳定90.1493.0699.9995.38—2.930.483.53——15280217—— 实验条件同表2.实验中还发现,操作不当如加料速度过快或引发剂加入过快,都会引起反应温度过高,从而导致反应器内壁凝聚物结皮较厚、凝聚物明显增多,反应稳定性显著下降.而同样地,聚合反应温度过低,也会使反应控制变得困难.因温度过低,引发剂的半衰期很长,前期引发不足,使后期未反应单体浓度偏高,反应剧烈放热,温度急剧升高,导致反应失稳.此外,当搅拌速率过大或过小,乳液体系中电解质含量和乳液固体含量增加以及采用的水为非精制水、水相比较小时,都会引起反应过程的稳定性降低.3 结 论1)不同的乳化剂类型及用量对苯丙乳液聚合反应的稳定性有较大的影响,采用阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂复配,且乳化剂量为2.4%时,聚合反应较稳定.2)对苯/丙乳液聚合体系,引发剂的用量在0.4%~0.5%时,聚合反应的稳定性较好.3)对苯/丙乳液聚合体系,功能性单体HEMA、AA的量为4%左右时,聚合反应的稳定性较好.由于各体系的聚合稳定性主要影响因素不同,而聚合过程稳定性又直接影响着聚合过程的效率及乳液产品的最终性能,为提高乳液生产过程和乳液产品性能的稳定性,增强乳液产品的市场竞争力,应对含官能团单体的乳液聚合过程的稳定性研究给予足够的重视.参考文献:[1] Yu Zh ang_qin,Che n H uan_qin,Li Bao_geng,et al.Stability of emulsion polym er ization of acrylicmonomers containing f unctional m onomers[J].NewBuilding M ater ials,1999(4):33-35.[2] Yu Zhang_qin,Li Bao_geng,Pan Zu_re n,et al.Stabili-ty of em ulsion polymer iz ation of acr ylic monomerscontaining amino and hydr oxyl gr oups[J].ChemicalJour nal of China Univer sity,1998,19(3):472-476.[3] Shi Shen_ming.I nvestigations into polymer ic stabilityof acr ylic resin emulsion[J].Le ather Che micals,1994(1):22-26.[4] Zhao Yong_jin.The fa ctors of a cryla tes af fec ting sta-biliz ation of e mulsion polymer iz ation and thecontr ol-ling methods[J].Jour nal of Shihez i Institute of Agr 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ization were systemically investigated .I t is found that the decr ease in polymer ization tem -per ature ,the incre ase in emulsifier dosage and the adoption of semi _continuous e mulsion polymer ization pr ocess are benef icial to impr oving the stability of e mulsion polyme rization .Ke y words :emulsion polymerization ;f unctional monomer ;St _BA _HEMA _AA copolyme ric latex ;poly -merization stability (上接第9页)Preparation and Property of a Novel Al 3+_doped Silica GelAdsorptive M aterialFang Yu _tang 1 Ding Jing 1 Fan Juan 1 Y ang Jian _ping 1 Y ang X iao _xi 2(1.Key Labor atory of Enhanced H eat Tr ansfe r a nd Energy C onser vation of the Ministr y of Education ,South China Univ .of Te ch .,Guangzhou 510640,Guangdong ,C hina ;2.Dept .of chemistr y ,Dongguan Univ .of Tech .,Donggua n 523106,Guangdong ,C hina )Ab stract :A novel Al 3+_doped silica gel adsorptive material with excellen t adsorption proper ty was pr e -par ed by treating cer amic f iber matrix with the aqueous solution of sodium silicate (N a 2SiO 3)and alu -minum salt e tc .,as well as with pH value adjustment .The effects of impregnation conditions on the ad -sorptive proper ty and surface structure of the novel material were investigated ,thus obtaining the opti -mal reaction condition ,that is ,26.7%(mass fr action )of N a 2SiO 3,10%(mass f raction )of aluminum salt ,impregnation time per iod of 120min ,reaction temper atur e of 60℃and the pH value of the solutionof 1.8.It is f ound that Al 3+_doped silica gel can perfectly deposit on the surf ace and in the aper tures of cer amic fiber ,and its mesopores play a key role in adsor ption .For the substitution insertion of alu -minum into the silica gel f ramework (Al 3+doped ),the adsorption proper ty ,hea t r esistance proper ty and mechanical strength of the novel mater ial are superior to those of silica gel .Ke y word s :impregnation ;adsorption ;Al 3+_doped silica gel ;heat resistance property ;mechanical strength19第3期张心亚等:含功能性单体的苯/丙乳液的聚合稳定性。
生物胶乳对纸张施胶性能的影响

生物胶乳对纸张施胶性能的影响冯鹏;陈晓园;周娜娜;张宏嘉【摘要】Synthetic latex is a common surface sizing agent. In recent years, the price of synthetic latex keeps on rising, which increases the production cost. Biological latex is not only an environmentally friendly low-cost latex, but also functionally similar to synthetic latex. Therefore, it is very meaningful to study biological latex as a substitute of synthetic latex. In this paper, using styrene-butadiene latex and biological latex as raw materials, influence factors including the ratio of latex, the ratio of nano-calcium particles, dispersion time and stirring speed were investigated. Tensile strength, sizing degree, brightness and smoothness of sized paper were evaluated. The optimal solution was obtained as follows: the styrene-butadiene latex/biological latex ratio is 80:20, the ratio of nano-calcium particles is 8%, the dispersion time is 80 min and the stirring speed is 3000 r/min. After surface sizing under suitable conditions, the sizing degree can increase 10.74 s, the tensile strength can increase 32.2%,and the smoothness can be also improved apparently.%合成胶乳表面施胶剂是常用的表面施胶剂,但是近年来合成胶乳的价格不断上升,给企业的成本带来巨大的压力.而生物胶乳作为环保型胶乳,又具备合成胶乳的功能,研究生物胶乳代替部分合成胶乳,有良好的前景.以丁苯胶乳、生物胶乳为原料,从胶乳配比、纳米粒子含量、分散速度、分散转速等方面着手,以抗张强度、平滑度、施胶度、白度为指标,得出了表面施胶液的最佳方案,即丁苯胶乳/生物胶乳为80:20,纳米碳酸钙含量为8%,分散时间为80 min,分散转速为3000 r/min.在适宜条件下进行表面施胶,纸张的施胶度可以提高10.74,并且抗张指数可以提高32.2%,平滑度等指标都有明显的改善.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)011【总页数】5页(P2243-2247)【关键词】表面施胶;丁苯胶乳;生物胶乳;施胶度;纳米碳酸钙【作者】冯鹏;陈晓园;周娜娜;张宏嘉【作者单位】中粮营养健康研究院, 北京 102209;中粮营养健康研究院, 北京102209;中粮营养健康研究院, 北京 102209;中粮营养健康研究院, 北京 102209【正文语种】中文【中图分类】TQ430纸页表面施胶的定义是将湿纸幅经干燥部脱水至某一固定值,然后在纸表均匀地涂覆适当胶料的过程。
单体结构对聚合物分散液晶膜电光性能的影响.pdf

沈阳工业大学学报第33卷第1期2011年2月沈 阳 工 业 大 学 学 报JournalofShenyangUniversityofTechnologyVol 33No 1Feb 2011收稿日期:2010-03-16.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50973010);北京市教育委员会共建项目建设计划资助项目(SYS100080419).作者简介:曹 晖(1977-),男,辽宁沈阳人,副教授,博士,主要从事功能高分子材料等方面的研究.文章编号:1000-1646(2011)01-0045-05单体结构对聚合物分散液晶膜电光性能的影响曹 晖,张卫东,李克轩,杨 槐(北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083)摘 要:为了研究单体结构对聚合物分散液晶(PDLC)膜电光性能的影响,选用甲基丙烯酸β 羟乙酯(HEMA)/甲基丙烯酸丁酯(BMA)/1,4 丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)/丙烯酸β 羟丙酯(HPA)/液晶(LC)复合体系,在紫外光照射下制备了PDLC膜.研究了BDDA和HPA对PDLC膜中聚合物网络的微观形貌及PDLC膜的电光性能的影响.结果表明:BDDA和HPA的加入明显提高了PDLC膜的对比度,相应的响应特征有所提高,而阈值电压和饱和电压也有所提高.关 键 词:聚合物分散液晶;单体结构;聚合物网络;对比度;开态响应时间;关态响应时间;阈值电压;饱和电压中图分类号:TN104 3 文献标志码:AEffectsofmonomerstructureonelectro opticalpropertiesofpolymerdispersedliquidcrystalfilmsCAOHui,ZHANGWei dong,LIKe xuan,YANGHuai(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China)Abstract:Inordertoresearchtheeffectsofmonomerstructureonelectro opticalpropertiesofpolymerdispersedliquidcrystal(PDLC)films,thePDLCfilmswerepreparedfromphoto polymerizationof2 hydroxyethylmethacrylate(HEMA),butylmethacrylate(BMA),1,4 butanedioldiacrylate(BDDA),2 hydroxypropylacrylate(HPA)andliquidcrystal(LC)mixturesbyultraviolet(UV)irradiation.TheeffectsofBDDAandHPAonthemorphologyofpolymernetworkandelectro opticalpropertiesofPDLCfilmswerestudied.TheresultsshowthatthecontrastratioofPDLCfilmsgetsremarkablyincreasedwiththeadditionofBDDAandHPA.TheresponsecharactersofPDLCfilmshavebeenimproved.Whereasthethresholdvoltageandsaturationvoltagehavebeenincreasedsimultaneously.Keywords:polymerdispersedliquidcrystal;monomerstructure;polymernetwork;contrastratio;on stateresponsetime;off stateresponsetime;thresholdvoltage;saturationvoltage 聚合物分散液晶(polymerdispersedliquidcrystal,简称PDLC)膜材料是将微米级的液晶微滴均匀地分散在聚合物基体中形成的功能型液晶复合材料[1-6],这种材料在外电场的作用下显示出透明与光散射两种不同的光学状态.以向列型液晶(Δε为正)的PDLC膜材料为例:在无电场时,PDLC膜中液晶微滴的光学主轴呈无规分布,使得其有效折光指数与聚合物基体的折光指数不相匹配,从而导致对入射光的散射作用.由于液晶微滴的尺寸一般远小于膜厚,膜对入射光产生了强烈的多重散射效应,因此,外观呈乳白色的不透明状态.如果在两基板间施加一个足够强的外电场,所有液晶微滴的光学主轴将沿外电场方向取向,若事先选定液晶使其液滴的光学主轴方向的折光指数(no)与聚合物基体的平均折光指数(np)相等,则膜呈高透明态.除去外电场后,膜中的液晶微滴排列分布被打乱,膜又恢复到最初的散射状态,产生乳白色的不透明状态.这一电控的沈阳工业大学学光开关特性构成了PDLC膜光电显示的基础[7].PDLC膜作为显示材料较之传统的液晶显示(liquidcrystaldisplay,简称LCD)材料有着无可比拟的优势:PDLC显示材料具有不需要偏振片、两基板间距离不需要严格控制、视角宽、高亮度、基板内表面不需要取向处理等优点,因此,PDLC膜材料在制备柔性大面积液晶显示屏、投影显示及智能玻璃等方面具有广阔的应用前景[8-11].PDLC膜的电光性能,包括驱动电压(阈值电压和饱和电压)、响应时间及对比度等,与PDLC膜的制备方法有关.目前,制备PDLC膜的主要方法有4种[11-18],即聚合诱导相分离法(polymerizationinducedphaseseparation,简称PIPS)、温度诱导相分离法(temperatureinducedphasesepara tion,简称TIPS)、溶剂诱导相分离法(solventin ducedphaseseparation,简称SIPS)及微胶囊分散法(microencapsulationprocess,简称MP).PIPS法由于设备简单、操作方便,目前已经成为最常用的制备PDLC膜的方法之一.同时PDLC膜的电光性能与液晶的种类和含量、聚合单体的结构和含量、液晶与聚合单体的相容性、液晶微滴的尺寸、形状和自组织构型、液晶微滴与聚合物基体之间的界面作用力等因素紧密相关.而作为基体的聚合物本身的性质对PDLC膜的电光性能影响很大,如选择合适的聚合单体制备的PDLC膜材料可以在很大程度上提高该材料的电光性能.本文采用PIPS法,在已有聚合体系甲基丙烯酸β 羟乙酯(HEMA)/甲基丙烯酸丁酯(BMA)的基础上引入了聚合单体1,4 丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)及丙烯酸β 羟丙酯(HPA),即采用HEMA/BMA/BDDA/HPA/液晶(LC)复合材料制备了PDLC膜,研究了聚合单体BDDA和HPA对所制备的PDLC膜中聚合物网络的微观形貌及PDLC膜的电光性能的影响.1 实验部分1 1 材料1)聚合单体:HEMA由天津化学试剂研究所提供,纯度98%;BMA和BDDA由天津化学试剂研究所提供,纯度为分析纯;HPA由百灵威化学技术有限公司提供,纯度为分析纯;HEMA、BMA、BDDA及HPA的化学结构如图1所示.2)LC:SLC7011 100由实力克液晶材料有限公司提供,Tc=341 2K,Δn=0 148. 3)光引发剂:IRG 651由靖江宏泰化工有限图1 聚合单体及光引发剂的化学结构Fig 1 Chemicalstructuresofpolymerizablemonomersandphoto initiator公司提供,其化学结构如图1所示.4)氧化铟锡(ITO)基板:ITO导电塑料薄膜由Bekaert新材料有限公司提供.5)玻璃微珠:SP 220由Sekisui化学有限公司提供,直径20μm.1 2 实验方法1)PDLC膜的制备.将液晶材料、聚合单体、光引发剂、玻璃微珠按预定比例混合均匀,将混合溶液均匀涂覆于两层透明ITO导电塑料薄膜之间,通过滚轴挤压成薄膜.然后在298K温度下,使用紫外光(365nm,20mW·cm-2)照射5min,便制得所需要的PDLC膜.2)聚合物网络微观形貌的观察.选取待测PDLC膜样品,将ITO膜揭开,选取其中一面,用环己烷、丙酮等作为溶剂浸泡一定时间,待其中的液晶完全溶解到溶液中,将膜取出干燥后,对样品表面进行喷碳处理,最后使用S360型扫描电子显微镜(SEM,英国剑桥公司)观察PDLC膜中聚合物网络的微观形貌.3)电光性能测试.使用LCT 5016C型液晶综合参数测试仪(长春联诚仪器有限公司)测试PDLC膜的电光性能.2 结果与讨论选取样品S1、S2和S3制备的PDLC膜进行实验结果分析.样品S1、S2和S3的配方组成见表1.将制得的PDLC膜进行处理后利用SEM进行观察,得到如图2所示的SEM照片.从图2中可以看出,样品S2与样品S1制备的PDLC膜相比聚合物网络的致密程度有所提高,这是由于64沈 阳 工 业 大 学 学 报 第33卷沈阳工业大学学报表1 样品S1、S2和S3的配方组成(w)Tab 1 CompositionofsamplesS1,S2andS3(w)%样品编号HEMA/BMA/BDDA/HPA/LCS135/35/0/0/30S225/25/20/0/30S320/20/20/10/30 注:其中光引发剂的用量占聚合单体质量的5%,玻璃微珠添加量为总质量的1%.图2 样品S1、S2和S3制备的PDLC膜中聚合物网络的SEM照片Fig 2 SEMimagesofpolymernetworkinPDLCfilmspreparedfromsamplesS1,S2andS3BDDA为双丙烯酸官能团单体,它的引入导致聚合体系整体官能度提高,从而体系中单体的交联密度也提高的缘故.在样品S2的基础上引入HPA得到样品S3.从微观形貌上看,样品S3制备的PDLC膜比样品S2制备的PDLC膜的聚合物网络更加致密,原因是在聚合体系中引入了HPA,而HPA带有羟基官能团,相当于在复合体系中引入了一定量的极性较强的基团,而液晶分子中含有强极性的腈基,由于羟基和腈基之间存在强烈的相互作用力,因此,HPA在聚合过程中产生的自由基在液晶中难以扩散,导致聚合物网络更加致密,液晶分子以更小的微滴状态存在于聚合物基体中.聚合物网络在微观形貌上的变化必将影响到PDLC膜的电光性能.本文对PDLC膜的电光性能进行测试,并进一步地研究聚合物网络的微观形貌对PDLC膜电光性能的影响.图3为样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的电压透过率曲线.表2为样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的对比度、驱动电压及响应时间,其中实验所测得的对比度为处于开态时的PDLC膜的透过率与处于关态时的透过率的比值.阈值电压(Uth)为透过率达到10%时的电压值,饱和电压(Usat)为透过率达到90%时的电压值.开态响应时间(ton)为透过率从10%~90%的时间,关态响应时间(toff)为透过率从90%下降到10%的时间.图3 样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的电压透过率曲线Fig 3 VoltagedependenceoftransmittanceforPDLCfilmspreparedfromsamplesS1,S2andS3表2 样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的对比度、驱动电压及响应时间Tab 2 Contrastratio,drivingvoltageandresponsetimeofPDLCfilmspreparedfromsamplesS1,S2andS3样品编号对比度Uth/VUsat/Vton/mstoff/msS18 432 0312 092 4445 80S215 273 5929 132 6539 70S324 605 9525 712 7032 50 从图3可以看出,由样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的关态光散射强度是随着BDDA和HPA的引入依次增强的(见图2).随着BDDA和HPA的引入,PDLC膜中聚合物网络更加致密,液晶分子分散在聚合物基体中以更小的微滴状态存在.对于样品S1、S2和S3制备的PDLC膜,其液晶的质量百分含量是不变的,较小的液晶微滴尺74第1期 曹 晖,等:单体结构对聚合物分散液晶膜电光性能的影响沈阳工业大学学报寸会导致体系中散射中心数目的增加,使得PDLC膜的关态光散射强度依次增强,相应的关态透过率依次减小.从表2可以看出,由样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的对比度依次增加.根据对比度的定义,关态透过率对PDLC膜的对比度具有很大的影响.由于BDDA和HPA的引入使得所制备的PDLC膜的关态透过率减小,因而提高了其对比度.从表2还可以看出,由样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的ton逐渐增加,toff逐渐减小.对于PDLC膜的toff,可由式(1)进行理论计算[11]:toff=γa2K(l2-1) (1)式中:γ———液晶的转动粘度;a和l———液晶微滴的长轴和长径比(假设液晶微滴为椭圆体);K———弹性常数.通常,电场力与聚合物网络对液晶分子的锚定作用力之间相互竞争决定了PDLC膜响应时间的快慢.随着液晶微滴尺寸的变化,液晶微滴的比表面积会随之变化,从而聚合物网络与液晶分子之间的锚定作用力也会随之变化,因此,响应时间与PDLC膜中聚合物网络的微观形貌有关.从图2可以看出,随着BDDA和HPA的引入,PDLC膜中聚合物网络更加致密,液晶分子分散在聚合物基体中以更小的微滴状态存在.因此,尺寸较小的液晶微滴需要较长的ton去克服锚定能,沿电场取向.同时,从式(1)可以看出,液晶微滴的尺寸对PDLC膜的toff也有很大的影响.液晶微滴越小,相应的toff越小.这是由于当去掉电场作用力以后,同样因为液晶微滴与聚合物网络之间原有的锚定能作用,液晶微滴指向矢由电场一致取向能更快地恢复到原来的随机分布取向状态,使得PDLC膜的toff明显降低的缘故.从表2可以看出,由样品S1、S2和S3制备的PDLC膜的Uth和Usat有所增大.对于PDLC膜的Uth,可由式(2)进行理论计算[11]:Uth=d3aρpρLC()+2×K(l2-1)ε0Δ[]ε12 (2)式中:d———膜的厚度;ρP和ρLC———聚合物和液晶的电阻率;ε0———真空介电常数;Δε———介电各向异性.从式(2)可以看出,PDLC膜中液晶微滴的尺寸对PDLC膜的Uth同样有很大的影响,液晶微滴越小,相应的Uth越大.通常,随着液晶微滴尺寸的减小,液晶微滴的比表面积会增大,从而聚合物网络与液晶分子之间的锚定作用力也会增大,因此,液晶分子沿电场方向取向会越困难.从图2可以看出,随着BDDA和HPA的引入,PDLC膜中聚合物网络更加致密,液晶分子分散在聚合物基体中以更小的微滴状态存在.这就使得所制备的PDLC膜的Uth有所提高,同时通常情况下Usat的变化趋势与Uth是同步的.另外一种可能的解释[19]是液晶微滴尺寸的减小可能导致PDLC膜介电性能的变化.对于液晶微滴尺寸较小的PDLC膜来说,更多的空间电荷在聚合物和液晶微滴的界面聚集,导致聚合物介电常数显著增大,使得液晶微滴尺寸较小的PDLC膜会有更多的介电损失.因此,需要更高的Uth和Usat使液晶分子沿电场方向取向.3 结 论1)HEMA/BMA/LC聚合体系中引入BDDA和HPA后使得所制备的PDLC膜的聚合物网络更加致密.2)PDLC膜中聚合物网络的微观形貌可在很大程度上影响PDLC膜的电光性能.3)HEMA/BMA/LC聚合体系中引入BDDA后,虽然使得所制备的PDLC膜的Uth和Usat有所提高,但对比度却由最初的8 43提高到15 27,提高幅度较大.ton在略有增大的同时,toff却由最初的45 80ms减小到39 70ms.4)在HEMA/BMA/BDDA/LC聚合体系中进一步引入HPA后,所制备的PDLC膜具有较好的电光性能,虽然Uth和Usat比未引入BDDA和HPA之前有所提高,但对比度却提高了近3倍,由最初的8 43提高到24 60.ton在略有增大的同时,toff却由最初的45 80ms减小到32 50ms.参考文献(References):[1]ParkNH,ChoSA,KimJY,etal.Preparationofpolymer dispersedliquidcrystalfilmscontainingasmallamountofliquidcrystallinepolymerandtheirproperties[J].JournalofAppliedPolymerScience,2000,77(14):3178-3188.[2]KimSH,HeoCP,ParkKS,etal.Effectofprepolymerstructureontheelectro opticperformanceofpoly merdispersedliquidcrystals[J].PolymerInternation al,1999,46(2):143-149.[3]WuJJ,WangCM.Electro opticalpropertiesofalignedpolymerdispersedliquidcrystalfilms[J].PhysicsLettersA,1997,232(1/2):149-154.[4]KiselevAD,YaroshchukOV,DolgovL.Orderingofdropletsandlightscatteringinpolymerdispersedliq uidcrystalfilms[J].JournalofPhysics:Condensed84沈 阳 工 业 大 学 学 报 第33卷沈阳工业大学学报Matter,2004(16):7183-7197.[5]LiuJH,WuFT.Synthesisofphotoisomericazobenzenemonomersandmodelcompoundeffectonelec tric opticalpropertiesinPDLCfilms[J].JournalofAppliedPolymerScience,2005,97(3):721-732.[6]ChenT,ZhangLS,LiT,etal.Phaseequilibriaofpolymerdispersedliquidcrystalsystemsinthepres enceofanexternalelectricalfield[J].JournalofPo 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gressinChemistry,2007,19(9):1400-1405.)[19]LiWB,CaoYB,CaoH,etal.Effectsofthestructuresofpolymerizablemonomersontheelectro opti calpropertiesofUVcuredpolymerdispersedliquidcrystalfilms[J].JournalofPolymerScience:PartB:PolymerPhysics,2008,46(13):1369-1375.(责任编辑:邓美艳 英文审校:陈立佳櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓)(上接第13页)[9]LoCC,ChungCY.Tangential contouringcontrollerforbiaxialmotioncontrol[J].ASMEJournalofDy namicSystemsonMeasurementandControl,1999,121(1):126-129.[10]ShinYT,ChenCS,LeeAC.Anovelcross couplingcontroldesignforbiaxismotion[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2002,42(14):1539-1548.[11]SuKH,ChengMY.Contouringaccuracyimprovementusingcross coupledcontrolandpositionerrorcompensator[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2008,48(3):1444-1453.(责任编辑:景 勇 英文审校:王丽梅)94第1期 曹 晖,等:单体结构对聚合物分散液晶膜电光性能的影响。
APS-AIBN引发体系对苯丙乳液聚合过程及涂层性能的影响

APS-AIBN引发体系对苯丙乳液聚合过程及涂层性能的影响方永勤;王瑾;许亮【摘要】The influences of initiating systems on the emulsion nucleation process,particle size distri-bution,weight distribution,stability of emulsion polymerization and coating properties were dis-cussed,with ammonium persulfate (APS),azodiisobutyronitrile (AIBN)and their combinations.The results were as follows:"micellar nucleation"was the main mechanism in APS initiating system;however,"micellar nucleation"and "monomer drops nucleation"were both existed in AIBN initiating system."Monomer drops nucleation"usually caused flash polymerization,which widened the particle size and weight distribution.Due to the direct contact mode between butyronitrile radicals and mono-mers,the self-polymerization of hydrophilic monomers could be inhibited,leading to a better water resistance.The complemental advantage of two types nucleation modes could be achieved,using the combination of APS and AIBN.When AIBN accounted for 60% of the total initiator mass,and the ini-tiator accounted for 1.5% of the total mass of monomers,the coagulation ratio was0.95%,the con-version was 98.25%, and the coating demonstrated better water resistance than those coating prepared in traditional APS initiating system.%分别考察了过硫酸铵(APS)、偶氮二异丁腈(AIBN)以及二者复配引发体系对苯丙乳液成核过程、粒径及分子质量分布、聚合稳定性以及乳液涂层性能的影响.结果表明:APS引发体系以"胶束成核"为主,AIBN体系同时存在"胶束成核"和"单体液滴成核"两种方式."单体液滴成核"在聚合过程中易暴聚导致粒径和分子质量分布变宽,同时可避免亲水单体自聚,提高涂层耐水性.APS-AIBN复配可实现两种成核方式优势互补,当AIBN占总引发剂质量的60%,引发剂占单体总质量的1.5%时,凝胶率为0.95%,转化率为98.25%,涂层耐水性优于传统APS引发体系.【期刊名称】《常州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(029)006【总页数】7页(P8-14)【关键词】过硫酸铵;偶氮二异丁腈;复配引发剂;苯丙乳液【作者】方永勤;王瑾;许亮【作者单位】常州大学设计研究院,江苏常州 213164;常州大学设计研究院,江苏常州 213164;北京化工大学常州先进材料研究院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】TQ630.6水性丙烯酸树脂广泛应用于建筑[1]、印刷[2]、黏合剂[3]等各个领域。
乳胶粒组成对涂膜的影响

乳胶粒组成对GAD室温自交联乳液涂膜性能的影响摘要:研究了乳胶粒组成对含有环氧基、氨基和羧基的多层核壳型室温自交联乳液的涂膜性能。
结果表明,为了获得最佳的涂膜性能,核壳型自交联乳液的中间层厚度要适当。
中间层官能单体为甲基丙烯酸(MAA)时,其涂膜性能比采用丙烯酸或甲基丙烯酸经乙酯好,增加MAA用量有利于涂膜交联密度的提高和涂膜性能的改善。
中间层主单体改变对涂膜性能没有明显的影响。
聚合过程中添加分子量调节剂,对涂膜交联密度的提高和涂膜性能的改善不利。
关键词:自交联乳液;乳胶膜;交联密度;耐水性;硬度当聚合物胶乳涂敷在基材的表面时,随着水的挥发,乳胶粒相互靠近并形成一张致密透明的乳胶膜。
乳液成膜过程可分为水的挥发、乳胶粒变形和乳胶粒的聚结三个阶段。
新生的乳胶膜常常是脆弱的,其性能随时间的推移而逐步提高,通常需要数天或数周才能达到其最终性能。
对于热塑性聚合物胶乳,涂膜强度的提高是聚合物链节扩散穿过颗粒界面的结果;而对于可交联乳液,除了聚合物链节的扩散以外,官能团间发生的交联反应对涂膜性能起着重要的作用。
作者利用氨基和羧基对环氧基开环的催化和促进作用,采用多段聚合工艺,合成得到了含缩水甘油基、羧基和氨基的多层核壳型(GAD)室温自交联乳液。
有关乳胶粒组成和结构对乳液稳定性的影响已在前文作了分析,本文主要讨论乳胶粒中间层组成和结构对GAD室温自交联丙烯酸酯乳液的硬度、附着力、耐水性和交联密度的影响。
1 实验1.1 材料甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酪(BA)和甲基丙烯酸(MAA),化学纯;甲基丙烯酸缩水甘油酪(GMA)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酪(DMAEMA),工业品,上述各种单体均经常压或减压蒸馏精制,并低温保存备用。
过硫酸铵(APS)、亚硫酸钠、十二硫醇(RSH)和十二烷基硫酸钠,分析纯;OP—l0,工业品,上述样品未经精制直接配置成一定浓度的水溶液使用。
1.2 乳液制备参考文献[4]。
l.3 测试与表征涂膜制备:按GBl727—92,采用刷涂法在马口铁板上制备性能测试用涂膜。
阳离子型单体DMC对苯丙乳液合成及性能的影响

A bsr c : i eyt meh lmmo imb o d CT ) a mu sf rao iio ura dec lr ( B t a t W t c tlr tya h i nu rmie( AB se lie ,z bss b t mi ho deAI A) a ntao ,tr n S i y i s ii trsye e(O i
ain t ma b o c re o c ra n o o y e c u r d f r e t i c mpai e o p lme h i s g n l c td n h c r — h l n e f c wh c r s l d i t e t h mo o y r c a n e me t o a e i t e o e s e l t r e, i h e u t n h bl i a e d fe e e b t e a t a a d h o e ia v l e .TEM p o o s o d h t mu so p ri l s a ce r c r — h l t c u e a d if r n e e we n c u l n t e r tc l a u s h ts h we t a e l in a t e h d l a o e s e l r t r , n c su t e r g a t f c r - h l tu t r wa af c e b he a d t n f c to i no r DM C.W i t e n r a e f DMC n AM , h e ulr y o o e s e l r c u e i s s fe td y t d i o o a in c mo me i t h i c e s o h ad t e p ri l sz a d v s o i o a i n c s y e e a r l t e li n e a a g r a d h a t e ie n i c st f c to i tr n — c y a e mu so b c me l r e , n c y p t n i l f t e mu so p ri l i c e s d o e t o h e li n a tce n r a e a
交联单体对硅丙乳液印花粘合剂性能的影响

涂料 印花工艺 具有 简单 、生 产流 程短 、节 能 节 水 ,色谱 齐全 、色 彩鲜艳 ,花纹 轮廓 清晰 、层 次 分 明 ,适 用于 各 种 纤 维及 混 纺 织 物 等 优 点 … 。 涂 料 印花 中 ,不 溶 性 颜 料 对 于纤 维 没有 亲 和 力 , 这 种 印花 方 式 需 要 粘 合 剂 将 涂 料 固着 在 纺 织 品 上 J 。丙 烯酸 酯 类 粘 合 剂 常 用 作 涂 料 印花 粘 合 剂 。丙 烯 酸 酯 类 聚合 物 含 有 羧 基 、酯 基 等 官 能 团 ,具 有 很 强 的极 性 ,对 颜 料 和 纤 维 的 黏 附 性
密1 2 0×9 6根/ 1 0 e m,市 售 ;平 纹 涤/ 棉 混 纺 机
缺点 ,使印花工艺一直存在印花织物摩擦牢度不
够理 想 、手感 较硬 及皮 膜 的透气舒 适 性欠 佳等 问
题 。有机 硅 具 有 优 异 的 耐 高 、低 温 性 ,耐 辐 射性 和突 出 的耐水 性 ,用有 机硅对 苯 丙乳 液进 行 改性 ,可 以明显提 高其 耐水 性 、耐候 性 和抗沾 污
类 双 羰基 化 合 物 ( T M 一2 0 0 ) :工 业 品 ,上 海 忠 诚 化工有 限公 司 ;阴 一非离 子复合 型可 聚合 乳化 剂 、Ⅳ一羟 甲基 丙 烯 酰胺 : 自制 ;涂 料 妃 红 、乳 化糊 :均为 工业 品 ,陕西华 润 印染 有 限公 司 。 平纹 纯棉 机 织 物 :经 纬 纱 5 0×5 0 t e x ,经 纬
织 物 :成 分 T 8 0 / C 2 0 ,经 纬 纱 4 5×4 5 t e x ,经 纬
密 1 1 0×7 6根/ 1 0 e m,市 售 。 电热恒 温 水 浴 锅 :HH S 1 1—2 8型 ,上 海 医 疗 器械 五 厂 ; 电动搅 拌 器 :J J 一1型 ,上 海 浦东
聚合工艺和组成对苯丙乳液最低成膜温度的影响_刘方方

化剂量不变的情况下 , 由于苯乙烯的亲水性小导致 乳液的不稳定 、成膜性差 , 即 MFT 上升 , 与本研究目 的相驳 , 放弃此工艺 。最后探讨以 St 为核主体 , BA 为壳层主体的半连续种子乳液聚合 , 整个实验过程 反应平稳 , 易操作 , 结渣量小 , 决定采用此工艺条件 实验 。 由于用软单体包硬单体 , 乳胶粒在毛细管压 力下容易变形 , 利于粒子间融合以及增加在被涂物 上的附着力 。因此该乳液成膜温度低 , 成膜后可同 时获得硬度 。St 和 BA 相比 , St 亲水性小 , BA 亲水 性大 , St 处于核心 , BA 包在核外 , 可提高乳液的分散 稳定性 , 减少了乳化剂的用量 , 成膜后耐水性好 。 将 所得乳液与同配方下的工艺 —所得乳液在稳定性 、 粘度等性能接近的情况下 , 分别测定对应的 MFT , 看 MFT 的变化 。
实验编号
S t(克)
BA(克)
MFT(℃)
001
69
25110Fra bibliotek00264
30
80
003
59
35
40
004
54
40
25
将表 3 、4 、5 数据分别与表 2 数据做图 1 对比 : 比较 Ⅰ 和 Ⅱ , 当 St 用量在 54 -63 克之间(即 BA 用量在 31 -40 克)时 , 相同配比而不同加料工艺其 组成一乳液的 MFT 下降 15 -30 ℃。 比较 Ⅰ 和 Ⅲ , 当 BA 含量较低时(BA <36 克), 两种不同加料方式下 , 同样配方 , 组成二所得聚合物乳液的 MFT 下降 10 20 ℃;而当 BA 用量大于 36 克时 , MFT 下降不明显 , 或者说不下降 。Ⅰ和Ⅳ两条曲线基本平行 ,且 MFT 下降 范围在 10 -20 ℃, 配比在较宽的范围内均适用 。 综合比较结合实验过程 , 我们得知 St∶BA =3∶4 (w %)为壳 , St 为核所制乳液的 MFT 下降最多 , 如配 方中 st∶BA =57∶37 时 , 对应的 MFT 下降约 28 ℃。据 此要制备 st 含量高的乳液 , 用 组成一的方法较好 , 而且所得乳液较稳定 。
胶乳对涂料和成纸性能的影响

胶乳的功能
Water & Paper – Coating Solutions
粘合剂 颜料颗粒
胶乳对涂料性能的影响
• 涂料主要性能:
– 保水性 – 粘度 (高剪切和低剪切)
• 调整胶乳粒径可改善涂料的流变学性能.
– 小粒径胶乳可取得:
- ground wood contained and free - web offset - rotogravure
4. FBB/SBS ( 白卡纸 ) 5. Coated natural Kraft (涂布牛卡纸) 6. Recycled board ( 灰底白板 )
Water & Paper – Coating Solutions
Particle Gel Styrene Acrylonitrile Acids size content
Water & Paper – Coating Solutions
如何选择胶乳来改善成纸质量?
Water & Paper – Coating Solutions
如何改善纸面光泽度?
可采取的措施:
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胶乳对成纸光学性能的影响
➢ 亮度: 胶乳的影响很小 可能出现的问题:
胶乳会发黄 纤维的覆盖欠佳
➢ 不透明度:胶乳的影响很小
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成纸光学性能 : 纸面光泽度
单体比例 Tg
涂布纸板性能要求
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苯丙乳液表面施胶剂的合成与应用

1#
1∶2
24. 3
23. 5
2#
3∶4
25. 7
22. 4
3#
1∶1
28. 8
21. 9
4#
4∶3
29. 6
22. 04
5#
2∶1
31. 1
22. 08
表面强 度/ mm
73 100 100 191 191
2. 3 聚合物表面施胶剂中功能性单体对其施胶效 果的影响
N2羟甲基丙烯酰胺作为功能性单体加入使用 的 ,用于对苯丙乳液性能的改良 。它的加入量很少 (通常只占单体总量质量分数的 3 %以下) 。功能性 单体的主要作用为 :对传统的苯丙乳液实施羧基交 联 、羟基交联 、环氧交联和酰胺基交联等 。如在苯丙 乳液中引入适量的丙烯酰胺 、N2羟甲基丙烯酰胺 ,环 氧树脂及其他含氮单体 ,不仅提高聚合物的化学抗 性 ,增加其对金属的附着力和对颜料的润湿性能 ,而 且还能赋予聚合物的防锈性能 ,提高乳液的稳定性 。 以下即为对 N2羟甲基丙烯酰胺的用量对聚合物性 能的影响所作的研究 。
2. 2 聚合物表面施胶剂单体配比对施胶效果的影响
表 2 为不同比例的硬单体和软单体合成的聚合
物表面施胶剂对纸张性能的影响 。可以看出 ,随着
硬单体的增多 ,纸页的平滑度和表面强度增加 ,表面
吸水值是先降低后增加 。5 号样品的平滑度和表面
强度高于其它几个样品 ,但表面吸水值并不是最低
的 ,在这 5 个样品中居中 ,因为 5 号样品的硬单体
多 ,而本实验的硬单体是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯
的混合物 ,而甲基丙烯酸甲酯有少许的吸水性 ,会导
致抗水性略微降低。综合这 3 组数据的比较 ,可以确
定硬单体和软单体的质量比为 2∶1 时施胶效果最佳。
AMPS对丙烯酸酯乳液及其乳胶膜性能的影响

研究报告及专论学术论文收稿日期:2017-12-25作者简介:吴思琦(1994-),女,在读硕士研究生,主要从事功能高分子材料方面的研究。
E -mail:627837153@qq .com 。
通讯联系人:何培新,男,教授,博士生导师。
主要从事高分子材料的制备、结构与性能研究。
E-mail :qpxhe@ 。
A MP S对丙烯酸酯乳液及其乳胶膜性能的影响吴思琦,王 波,张玉红,何培新(有机化工新材料湖北省协同创新中心,有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北 武汉 430062)摘要:采用半连续种子乳液聚合法,以少量2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为功能单体,成功制备了一种高稳定性、高固含量的聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸-β-羟乙酯[P(MMA /BA /HEA)]无皂乳液及相应乳胶膜。
探讨AMPS 对丙烯酸酯乳液及其乳胶膜性能的影响。
结果表明,随着可聚合乳化剂AMPS 用量的增加,乳胶粒子的粒径变小;在加入适量的AMPS 后,乳液稳定性提高,乳胶膜耐水性增强。
关键词:丙烯酸酯;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;乳胶膜;无皂乳液;可聚合乳化剂中图分类号:T Q 331.4 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2018)05-0040-05乳化剂是乳液聚合的四大要素之一,通1.2 主要仪器常情况下不参与反应,但在乳液聚合过程中TECNAI G2 20 S -TWIN 型透射电镜[1]起重要作用,常规乳化剂一般以物理吸附方(TEM),日本FEI 公司;MALVERN Nano -式附着在聚合物粒子表面,易受外界作用而ZS 型动态激光粒度仪,英国Malven 公司;发生解吸,导致成膜速率降低,耐水性变差NanoScopoe Ⅲa 型原子力显微镜,美国[2,3]等。
可聚合乳化剂在保证乳化效果的同Digital 公司;BS224S 型电子天平,北京赛时,可通过分子中的碳碳双键与所吸附的基多利斯仪器系统有限公司;DZF 型真空干燥体发生共聚反应,以化学键接合在基体上,箱,上海精宏实验设备公司。
乳化剂对苯丙乳液聚合反应的影响

乳化剂对苯丙乳液聚合反应的影响王勇;马小龙;霍月青;牛金平【摘要】Sodium alpha olefin sulfonate (C16AOS) and sodium internal olefin sulfonate (C16IOS) were complexed with fatty alcohol ethoxylated (AEO9),respectively.The effects of emulsifier concentration and type on the process of emulsion polymerization,the diameter of latex particles,and polymer emulsion stability were investigated.The increase of emulsifier concentration could reduce condensation rate,the diameter of latex particles and enhance the electrolyte tolerance stability.When the amount of emulsifier was at the same critical micelle concentration multiples,the emulsifier of C16IOS/AEO9 obtained a polymer emulsion with lower condensation rate,smaller diameter of latex particles and good stability.%研究了α-烯烃磺酸钠(C16AOS)和内烯烃磺酸钠(C16IOS)分别与脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)复配后,乳化剂用量及类型对乳液聚合过程、乳胶粒粒径、聚合物乳液稳定性的影响.乳化剂用量增加可以降低凝聚率、减小乳胶粒粒径、增强耐电解质稳定性.相同临界胶束浓度倍数下的乳化剂,C16IOS/AEO9乳化剂得到的聚合物乳液凝聚率低、乳胶粒粒径小、稳定性好.【期刊名称】《印染助剂》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】α-烯烃磺酸钠;内烯烃磺酸钠;乳液聚合【作者】王勇;马小龙;霍月青;牛金平【作者单位】中国日用化学工业研究院,山西太原030001;山西省应用化学研究所,山西太原030027;中国日用化学工业研究院,山西太原030001;中国日用化学工业研究院,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TQ423乳化剂是对乳液聚合有着稳定作用的一类表面活性剂,是乳液聚合的重要组成部分,对乳液聚合前单体的乳化、聚合过程中乳胶粒子的形成、聚合速度和聚合后聚合物乳液的稳定性、乳胶粒大小及分布等性质都有很大影响[1-2]。
改性苯丙乳液表面施胶剂的应用

改性苯丙乳液表面施胶剂的应用曹辉波;何静;朱磊;全晟【摘要】By using functional monomer maleic anhydride, modified hydroxy-ethyl methacrylate emulsion, and taking styrene, methyl methacrylate, ethyl acrylate as main monomers, polystyrene-methyl methacrylate-ethyl acrylate-maleic anhydride (PSMEM), polystyrene-methyl methacrylate-ethyl acrylate-hydroxy-ethyl methacrylate (PSMEH) polymer surface sizing agent has been synthesized respectively. Application results indicate that after dried, and sized with the 70% emulsion on the paper surface, the testing paper reached the best physical properties; PSMEH was superior to PSMEM in wet strength of the paper. PSMEH and PSMEM both made the paper good hydrophobicity.%利用功能单体马来酸酐、甲基丙烯酸羟乙酯改性苯丙乳液,苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯为主单体,分别合成聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-马来酸酐(PSMEM)、聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸羟乙酯(PSMEH)聚合物表面施胶剂.应用表明:选择纸样烘干后70%乳液涂布法进行施胶对纸张的物理性质作用效果最优;PSMEH对纸张湿强度的影响优于PSMEM;PSMEH、PSMEM 可使纸张具有很好的憎水性.【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2012(032)002【总页数】6页(P122-126,150)【关键词】改性苯丙乳液;表面施胶剂;湿强度;可勃吸水值【作者】曹辉波;何静;朱磊;全晟【作者单位】北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083;北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083;北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083;北京林业大学材料科学与技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】S781.43纸张表面施胶的目的是为了提高抗水性等。
功能单体对苯丙乳液性能的影响

功能单体对苯丙乳液性能的影响
黄宏志;沈玲;鲁德平
【期刊名称】《粘接》
【年(卷),期】2007(28)3
【摘要】采用苯乙烯、丙烯酸丁酯及丙烯酸-2-羟基丙酯作主单体,衣康酸单丁酯(MBI)作功能单体合成了苯丙乳液,比较了功能单体MBI及丙烯酸(AA)对苯丙乳液性能(包括耐水性、表面张力、钙离子稳定性等)的影响,用透射电镜观察了乳胶粒子形态.结果表明,使用功能单体MBI,能有效改善乳液的性能.
【总页数】3页(P31-33)
【作者】黄宏志;沈玲;鲁德平
【作者单位】湖北大学化学化工学院,湖北,武汉,430062;湖北大学化学化工学院,湖北,武汉,430062;湖北大学化学化工学院,湖北,武汉,430062
【正文语种】中文
【中图分类】TQ436+.5
【相关文献】
1.松香胺作功能单体阳离子无皂苯丙乳液表面施胶剂的研究 [J], 王西锋;张光华;张安琪;郝皓
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4.磷酸酯功能单体对苯丙乳液及其水性涂料性能的影响 [J], 山丹丹;黄兴;刘乐;林
春芳;郭小丹;易于
5.功能单体改性苯丙乳液的研究 [J], 黎清挺;李婷;梁健津;龚博文
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Recived data :2008206203Aut hor vita :ZHAN G Kai (1979-),female ,f rom Huanggang of Hubei province ,a doctoral student of South China Universi 2ty of Technology and a lecturer of Huanggang Normal University ,majoring in waterborne adhesive.Effect of Monomer Comp osition on Perf or ma nce of St yrene Acrylate Emulsiona nd Paper 2plastic L a minated AdhesiveZ H A N G Kai1,2,S H EN H ui 2f ang 1,FU He 2qi ng 1,GUO W en 2j ie 1,L A N Ren 2hua 1,C H EN H uan 2qi n1(1.South China University of Technology ,Guangzhou 510640,China ;2.Huanggang Normal University ,Huanggang 438000,China )Abstract :A kind of paper 2plastic laminated adhesive based on styrene acrylate emulsion was preparedby emulsion polymerization.The monomers chosen were butyl acrylate ,22ethyl hexyl acrylate ,styrene ,and methyl methacrylate ,along with a small amount of methacrylic acid.Effects of monomer composition on the properties of styrene acrylate emulsion and laminated adhesive such as monomer conversion ,floc 2cules weigh and peel strength were investigated.The results showed that when the content of methyl meth 2acrylate ,22ethyl hexyl acrylate ,and methacrylic acid was 10%(mass f raction ,the same after ),8%,and 2%-5%(based on total monomer charge ),respectively ,and the weight ratio of soft monomer to hard monomer was in the range of 1.5:1to 2.5:1,the optimal styrene acrylate emulsion could be prepared.The styrene acrylate emulsion can be used on lamination adhesive for BOPP\PET film to printed paper ,and the peel strength (180°)can be reached 7.75N /2.5cm (PET film to paper ).Key words :monomer composition ;styrene acrylate emulsion ;paper 2plastic laminated adhesive CL C number :TQ433 Document code :A Article ID :1001-3563(2008)09-0034-04 Paper 2plastic ,a technology combining BOPP\PET film and printed paper with adhesive ,can improve the ap 2plication performance and appearance of the presswork ,and is widely used in packaging industry.At present ,solventborne adhesive has been used for most of the package industry in our country.However ,growing environmental and legislativepressures has been inspiring the search for safer alternative ,waterborne adhesive offers a safer alternative [1].For example ,acrylate emulsion currently has the biggest share of the water 2borne adhesive market[2].Styrene (S )readily copolymerizeswith most acrylate monomers ,an important class of emulsion polymers known as styrene acrylate polymers exists ,where S is copolymerized with other acrylate monomers [3].Compared with acrylate emulsion ,styrene acrylate emulsion has similar performance ,but its cost is low ,so that it is popular in many areas.The paper 2plastic laminated adhesive obtained f rom sty 2rene acrylate emulsion possess good properties ,including ex 2cellent adhesion and good quality of film covering ,simple pro 2duction technology and low cost [4-5].The performance of pa 2per 2plastic laminated adhesive obtained f rom styrene acrylate e 2mulsion depends on many factors ,such as polymerizationmethod ,monomer compostion ,emulsifier and so on [6].A 2mong these ,monomer composition is the most important factor influencing on the performance of the adhesive.The objective of the present study was to examine the influences of monomer composition on the properties of emulsion and the adhesive ,and to prepare styrene acrylate emulsion for paper 2plastic lami 2nated adhesive with good proformance.1 Experiment al1.1 MaterialsMonomers butyl acrylate (BA ),styrene (S ),methyl methacrylate (MMA ),22ethylhexyl acrylate (22EHA )and methacrylic acid (MAA ),emulsifier Triton X 2405and sodium dodecyl sulfate (SDS ),ammonia solution (ammonia ,25%)were all industrial grade obtained from Guangdong Carpoly Co.L td.(Jiangmen ,China ).Initiator potassium persulfate (KPS )and sodium hydrogen carbonate (Na HCO 3)were of analytical grade and purchased f rom Guangzhou Chemicals Factory (Guangzhou ,China ).Deionized water was prepared by my 2self.Plastic films (OPP ,PET )were provided by ZhejiangHuangyan Hua2guang Resin Chemical Factory.1.2 Synt hesis of styrene acrylate emulsion and p rep ared ofp aper2plastic laminated a dhesiveThe styrene acrylate emulsion used in this study was pre2 pared by using a starved feed,semibatch emulsion polymeriza2 tion technique.The weight percent solids content of the sty2 rene acrylate emulsion was designed to be50%.The styrene acrylate emulsion was prepared in a1-L,glass flask,fitted with a stirrer,water2cooled condenser,nitrogen bleed,ther2 mocouple and feed vessels.Deionized water and sodium hydro2 gen carbonate were charged to the flask and heated to80℃.A few minutes prior to commencement of the monomer,certain initiator solution was added once to the flask,then certain monomer pre2emulsion(10%charge of the total monomer pre2 emulsion)was fed at constant rate into the flask over15mi2 nutes,and keep reaction temperature at80℃for15minutes. Then the surplus monomer pre2emulsion and initiator solutions were fed to the flask at constant rate over a4h period.During the4h of feeding,the reaction temperature was controlled at 80℃.After feeding is over,the reaction temperature was also maintained at80℃for30minutes,and then heated to86℃to react st,the reaction mixture was cooled to room temperature.The p H value of the emulsion was adjusted to7 -7.5with aqueous ammonia solution.The wetting agent was added into the styrene acrylate e2 mulsion,and paper2plastic laminated adhesive was made.Then the adhesive was coated onto the surface of the paper/B OPP film and paper/PET film respectively.The paper2plastic films were dried at50°C for2h.1.3 TestingThe monomer conversion and floccules weigh of the emul2 sion were measured by gravimetry.The peel strength was test2 ed according to G B/T2791-1995at a crosshead speed of4 mm/min.The testing machine is PC Auto Tensile Tester Ma2 chine(Jinan Labthink Instruments Co.,Ltd).The values ob2 tained were the average of five replicates.2 Res ults a nd disscussion2.1 Effect of monomer type on t he p roperties of emulsion a ndadhesiveBA and22EHA,as homopolymers or copolymers,provide tacky,dried polymer films with low glass transition tempera2 tures(T g).However,their poor resistance to shear and low room temperature peel resistance restrict their usef ulness as polymers for adhesive.To improve their room temperature performance,it is necessary to raise their T g.Raising the pol2 ymer T g is achieved by copolymerization with hard monomers, such as MMA and S.In addition,some monomer such as MAA can be added to provide sites for cross2linking reactions or to improve latex colloidal stability.The inclusion of MAA can also lead to enhanced adhesion.Therefore,BA and22 EHA,S and MMA,and MAA were chosen as soft monomers, hard monomers,and f unctional monomer respectively in the styrene acrylate formulation.In the experiment,the effect of monomer type on the properties of emulsion and adhesive was examined(Shown in Table1).The results showed that a certain amount of22ethyl2 hexyl acrylate was introduced into the composition,the film of the emulsion turned to be more softer,it is usef ul for covering film,and the peel strength of the adhesive was improved. When the hard monomer component contained styrene only, the monomer conversion was low,and some monomers was re2 mained in the emulsion after the polymerization was over.It was found that when addition of10%(based on total monomer charge)methyl methacrylate in the formulation,the monomer conversion can be reach98.3%.Tab.1Effects of monomer type on t he propertiesof emulsion a nd a dhesive表1 单体种类对乳液及胶粘剂性能的影响Sample A-1A-2A-4 Soft monomer BA BA+2-EHA BA+2-EHAHard monomer St St MMA+St Emulsion appearanceMilky andslightly bluishMilky andslightly bluishMilky andbluish Monomer conversion/%92.189.598.3180°peel strength(paperto BOPP)/(N・(2.5cm)21)1.14 1.252.51180°peel strength(paperto PET)/(N・(2.5cm)21)4.01 4.757.752.2 Effect of t he weight ratio of soft monomer to hard mono2mer on t he p roperties of emulsion and a dhesiveButyl acrylate and22ethylhexyl acrylate,styrene and methyl methacrylate were chosen as soft monomers and hard monomers respectively.Under all the other parameters kept constant,and MMA was fixed at a level of10%.The effect of the weight ratio of soft monomer to hard monomer on the prop2 erties of emulsion and adhesive was examined(Shown in Table 2).Tab.2Effects of weight ratio of soft monomer to hard monomer on t he properties of emulsion a nd adhesive表2 软/硬单体质量比对乳液及胶粘剂性能的影响Sample B-1B-2B-3B-4B-5 Weight ratio of soft mono2mer to hard monomer1∶1 1.5∶12∶1 2.5∶13∶1Emulsion appearanceMilky andslightly bluishMilky andbluishMilky andbluishMilky andbluishMilky andslightly bluish180°peel strength(paperto BOPP)/(N・(2.5cm)-1)2.8 2.64 2.51 2.45 1.76 180°peel strength(paperto PET)/(N・(2.5cm)-1)8.257.97.757.63 6.75The results showed that when the weight ratio of soft monomer to hard monomer is closed to1∶1,the Tg of the co2 polymer is above0℃,there is much hoar frost on the plastic film,although the180degree peel strength is strong.When the weight ratio of soft monomer to hard monomer is closed to 2∶1,the Tg of the copolymer is about0℃,the covered film has good quality,and there didn’t exist the missing area of ad2 hesive and hoar f rost on the plastic film.When the weight ratio of soft monomer to hard monomer is above3∶1,the180de2 gree peel strength turned to decrease.It can be explained that when the content of hard monomer is high,the latex is difficult to melt and wet the substrate,so the quality of film covering is bad.When the content of soft monomer is too high,the Tg of the copolymer is too low,the adhesive shows flow regime in the room temperature,although it can sufficiently wet the sub2 strate,the cohesive strength of the adhesive is weak.Consid2 ered the adhesive properties on wettability and cohesive strength,the optimal weight ratio of soft monomer to hard monomer is in the range of1.5∶1to2.5∶1.2.3 Effect of22EHA content on t he p roperties of emulsiona nd adhesiveIn the experiment,it was found that22EHA can improve the adhesive greatly.Under all the other parameters was fixed, the effect of the22EHA content(based on total monomer charge)on the properties of emulsion and adhesive was exam2 ined(Shown in Table3).From the table,it can be seen thatTab.3Effects of22EHA contenton t he properties of emulsion a nd adhesive表3 22EHA含量对乳液及胶粘剂性能的影响Sample C-1C-2C-3C-4C-5 22EHA content/% 2.0 4.0 6.08.010.0Emulsion appearance M ilky andbluishM ilky andbluishM ilky andbluishM ilky andbluishM ilky andslightly bluish180°peel strength(paperto BOPP)/(N・(2.5cm)-1)1.802.05 2.23 2.51 1.96180°peel strength(paper toPET)/(N・(2.5cm)-1)5.25 5.84 6.517.757.04the180degree peel strength of the adhesive was first increasedwith the increase of the22EHA content,and then reduced Theoptimal content of22ethyl hexyl acrylate is8%.2.4 Effect of MAA on t he p roperties of emulsion a nd a dhesiveUnder all the other parameters was fixed,the effect ofMAA content on the properties of emulsion and adhesive wasexamined(Shown in Table4).It can be seen that with the in2crease of MAA,the floccules weight is decreased.This may bedue to the carboxyls was attached to the branch chain of the co2polymer when MAA was added,and it trended to distributethe surface of latex,by which can inhibit the formation of floc2cule.At the meantime,when the amount of MAA was in2creased,the degree of cross linking was increased,the180de2gree peel strength of adhesive was improved.However,whenthe content of MAA exceeded5%,the viscosity of the emul2sion is rather high,which caused the pourability of emulsion toturn bad.What’s more,f urther increase of MAA content re2sulted in a decrease of the peel strength of the adhesive.There2fore the optimal amount of MAA in our system is in the rangeof2to5%.Tab.4Effects of MAA contenton t he properties of emulsion and a dhesive表4 MAA含量对乳液及胶粘剂性能的影响MAAcontent/%Floccules weight,g/kg emulsion180°peel strength(paper to BOPP)/(N・(2.5cm)-1)180°peel strength(paper to PET)/(N・(2.5cm)-1)1 2.6 2.25 6.862 1.8 2.517.753 1.7 2.627.884 1.6 2.688.015 1.5 2.547.86 1.5 2.197.253 ConclusionsA kind of paper2plastic laminated adhesive was preparedusing styrene acrylate emulsion.The monomers chosen werebutyl acrylate,22ethylhexyl acrylate,styrene,and methylmethacrylate,along with a small amount of methacrylic acid.The effect of monomer composition on the properties of the e2mulsion and adhesive was investigated,and the following con2clusions were obtained:1)Adding10%of methyl methacrylate in the formula2tion,the monomer conversion can be reached98.3%.The op2timal weight ratio of soft monomer to hard monome is in therange of1.5∶1to2.5∶1,the optimal content of22ethyl hex2yl acrylate is8%,and the optimal amount of methacrylic acidis in the range of2to5%.2)The optimal emulsion can be used on lamination adhesive for BOPP\PET film to printed paper,and the peeling strength (180°)can be reached7.75N/2.5cm(PET film to paper).References:[1] L I Ling2feng,YE Chu2ping,ZHAN G Zheng2hua.Packing Ad2hesive and Adhesion Technology[M].Beijing:Chemical Indus2 try Press,2005.[2] J OVANOVIC Renata,OU ZIN EB Keltoum,MCKENNA Timo2t hy F,et 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