无皂乳液聚合反应原理

无皂乳液共聚合的动力学和机理

无皂乳液共聚合的动力学和机理本文综述了无皂乳液共聚合的动力学和机理，包括乳液稳定性、共聚合反应动力学、聚合物结构与性质等方面。

无皂乳液共聚合是一种新型的合成方法，具有可控性强、反应速率快、产物分散性好等优点，在制备高分子复合材料、功能性聚合物等方面具有广泛应用前景。

关键词：无皂乳液、共聚合、动力学、机理引言：无皂乳液共聚合是一种新型的合成方法，它具有可控性强、反应速率快、产物分散性好等优点，在制备高分子复合材料、功能性聚合物等方面具有广泛应用前景。

无皂乳液共聚合的研究涉及乳液稳定性、共聚合反应动力学、聚合物结构与性质等方面。

本文将综述这些方面的研究进展。

一、乳液稳定性乳液稳定性是无皂乳液共聚合的关键问题之一。

乳液稳定性的好坏直接影响到反应的进行和产物的性能。

乳液稳定性受多种因素的影响，主要包括表面活性剂的种类和含量、乳化剂的种类和含量、pH 值、离子强度、温度等。

表面活性剂是乳液稳定性的主要因素之一。

表面活性剂的种类和含量会影响到乳液的稳定性和颗粒大小。

常用的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂等。

表面活性剂的含量一般为乳液质量的1%~10%。

表面活性剂的种类和含量不同，会对乳液颗粒的大小和稳定性产生不同的影响。

乳化剂也是乳液稳定性的重要因素。

乳化剂的种类和含量会影响到乳液颗粒的大小和稳定性。

常用的乳化剂有吸附型乳化剂、膜型乳化剂和交联型乳化剂等。

乳化剂的含量一般为乳液质量的1%~10%。

pH值是乳液稳定性的重要因素之一。

pH值的变化会影响到表面活性剂和乳化剂的电性质，从而影响到乳液颗粒的稳定性。

一般情况下，乳液的pH值应控制在6~8之间。

离子强度是乳液稳定性的重要因素之一。

离子强度的增加会影响到表面活性剂和乳化剂的电性质，从而影响到乳液颗粒的稳定性。

一般情况下，乳液的离子强度应控制在0.01~0.1 mol/L之间。

温度是乳液稳定性的重要因素之一。

无皂乳液聚合

无皂乳液聚合无皂乳液聚合的几种制备方法比较及应用摘要：无皂乳液聚合又称无乳化剂乳液聚合，是一种环保清洁的制备高聚物的聚合方法。

与常规乳液聚合相比，具有许多优点，因此受到越来越多的关注，应用空间和发展前景十分广阔。

详细地讨论了几种无皂乳液聚合的制备方法，对其优缺点进行了比较，并根据不同的方法举出一些应用的例子。

关键词：无皂乳液聚合；制备方法；应用前言无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加入乳化剂或仅加入微量乳化剂(小于临界胶束浓度CMC)的乳液聚合过程。

与常规乳液聚合相比，无皂乳液聚合具有如下特点：(1)避免了由于乳化剂的加入，而带来的对聚合产物电性能、光学性能、表面性能、耐水性及成膜性等的不良影响；(2)不使用乳化剂，降低了产品成本，缩减了乳化剂的后处理工艺；(3)制备出来的乳胶粒具有单分散性，表面“洁净”，粒径比常规乳液聚合的大，可以被制成具有表面化学能的功能颗粒；(4)无皂聚合乳液的稳定性通过离子型引发剂残基、亲水性或离子型共聚单体等在乳胶粒表面形成带电层来实现。

无皂乳液聚合由于体系中不含乳化剂，所以具有许多优异的性能。

但是也正是由于缺少乳化剂的保护作用，而使得乳液的稳定性下降，固含量相对较低。

因此，开发新型的反应性乳化剂和优化无皂乳液聚合工艺，是无皂乳液聚合面临的首要问题。

1.制备方法1.1制备方法的选择原因无皂乳液聚合的制备方法可根据其单体种类与性质以及反应体系来选择，并可以根据其机理，反应动力学、热力学以及影响无皂乳液聚合稳定性的因素来判断制备方法的优缺点。

其中无皂乳液的稳定性是在选择制备方法时的必要考虑因素。

在无皂乳液聚合过程中，生成的表面活性物质、聚合物的结构因素以及静电因素都可以不同程度的影响无皂乳液的稳定性。

根据影响稳定性的不同因素可知，要增强粒子稳定性。

原则上应增强粒子表面的电荷和亲水性，使Gibbs自由能充分降低。

可以得出增强稳定性的方法如下：（1）以聚(醋酸乙烯酯／丙烯酸钠)两亲聚台物为乳化剂。

无皂乳液聚合

乳液聚合乳液聚合(emulsion polymerization)是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。

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。

乳液聚合又可细分为无皂乳液聚合、核壳乳液聚合、微乳液聚合、原位乳液聚合、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、基团转移聚合等等。

在这里主要介绍无皂乳液聚合。

传统的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。

乳化剂一般价格昂贵。

加入乳化剂会增加成本而且乳化剂会造成环境污染，乳化剂的存在还会影响乳液聚合物的电性能、光学性质、表面性质及耐水性等，使其应用受到限制。

另外，生产确定粒径的乳液产品需要制定特别的反应条件且可重复性差[1]。

随着人们对环境问题的日益重视以及为克服由于加入乳化剂而带来的聚合物产品的弊端，人们开始致力于无皂乳液聚合技术（soap-free）。

无皂乳液聚合(soap-free emulsion polymerization)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[2] 。

与传统乳液聚合方法相比无皂乳液聚合具有以下几个突出优点：无皂乳液聚合所制备的乳胶粒子具有粒子表面比较洁净的特点，乳液稳定通过电解质如NaCl 离子型引发剂残基亲水型，或离子型共聚单体极性单团在微球表面形成带电层而获得。

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。

成核机理无皂乳液聚合体系的粒子密度Np 粒径的大小Dp 直接与成核机理密切相关，因此受到特别的重视。

人们提出了多种无皂乳液聚合成核机理[4]。

普遍为人们所接受的为均相成核机理和齐聚物胶束成核机理。

但是无皂乳液聚合现有的任何一种成核机理均难以描述所有单体的粒子成核的机理。

齐聚物胶束成核机理Goodall 等人研究了苯乙烯/过硫酸钾/水体系的无皂乳液聚合的成核机理提出了一种齐聚物胶束成核机理：带有离子链端的齐聚物先在水相形成胶束而引发聚合，然后随着聚合的进行可以观察到由于胶粒表面积增大而导致的表面电荷密度下降，此时早期产生的初级胶粒通过凝聚重新获得胶态稳定性，一旦稳定的胶粒生成，之后聚合主要在单体溶涨的胶粒中进行。

无皂乳液聚合技术与微乳液聚合

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Contents
★种子乳液聚合 ★核壳乳液聚合 ★无皂乳液聚合 ★微乳液聚合 ★反相乳液聚合 ★分散聚合
Contents
• 无皂乳液聚合的概念 • 无皂乳液聚合的成核机理 • 无皂乳液聚合常见制备方法简介 • 无皂乳液聚合的特点及现状 • 无皂乳液聚合的应用前景
齐聚物胶束成核机理
Goodall 等人研究了苯乙烯/过硫酸钾/水体系的无皂乳液聚合的成核机理提出了一种齐聚物胶束成核机理，带有离子链端的齐聚物先在水相形成胶束而引发聚合，然后随着聚合的进行可以观察到由于胶粒表面积增大而导致的表面电荷密度下降，此时早期产生的初级胶粒通过凝聚重新获得胶态稳定性，一旦稳定的胶粒生成之后，聚合主要在单体溶涨的胶粒中，进行此时的胶粒增长类似与常规乳液聚合。
无皂乳液虽然属于环保型聚合且赋予聚合物许多优异性能，但是由于无皂乳液由于没有乳化剂的保护作用，使得乳胶粒子的稳定性下降，因此获得高固含量和稳定性的乳胶粒具有很的的困难，因此开发更好的无皂乳液聚合技术，提高无皂乳液体系的高固含量和稳定性，通过粒子设计使粒子表面带有更多的功能基团，制备性能优良与乳化剂功能相当的功能性单体，进而扩大无皂乳液聚合的用用范围，这也是无皂乳液聚合的研究方向。
无皂乳液聚合(soap-free emulsion polymerization) 技术出现的原因
传统的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
●乳化剂一般价格昂贵加入乳化剂会增加成本，而且乳化剂会造成环境污染； ●乳化剂的存在还会影响乳液聚合物的电性能，光学性质表面性质及耐水性等，使其应用受到限制； ●另外，生产确定粒径的乳液产品需要制定特别的反应条件且
均相凝聚成核机理

无皂乳液的研究及应用进展

的应用，最后对无皂乳液聚合的发展前景提出了展望。
【关键词】无皂乳液；聚合机理；稳定性；应用
１．无皂乳液聚合的成核机理及增长机理
现如今被人们接受的无皂乳液成核机理有均相成核机理［１］和齐
溶剂对于乳胶粒子的变化也有影响。
３．无皂乳液的应用
３．１用于胶黏剂和涂料聚物胶束机理．前者是指单体与引发剂分解生成的自由基反应．其中单体通常是水溶性比较大的。后者指单体首先在水中形成齐聚物无皂乳胶聚合制得的乳胶膜中不含乳化剂．而不加乳化剂的聚合链．达到一定浓度胶束化形成乳胶粒子．其主要针对的是非极性单物的力学性能、粘接性能和物理一化学性能相对于传统乳胶膜都得到体。有人认为单体聚合时会同时存在这两种机理．根据单体所占摩了改善，因此对于制备高性能的胶粘剂和涂料有重大的意义。尔分数的变化，主要的聚合机理也会随之改变。徐涌深、袁才登［３】研３．２无皂乳液制备单分散微球和功能微球究的苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的无皂乳液聚合中当甲基丙烯酸甲由于无皂乳液体系的胶粒成核阶段较短，体系中的胶粒数目少。
１ —３．
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科技＿向导
２０１３年２６期
无皂乳液的研究及应用进展
郭艳艳（西北民族大学化工学院甘肃
【摘
榆中
７３０１２４）
要】本文介绍了无皂乳液聚合的聚合机理并详细讲述了影响无皂乳液聚合的因素和增强其稳定性的方法，着重介绍了无皂乳液聚合

无皂乳液聚合

无皂乳液聚合的几种制备方法比较及应用摘要：无皂乳液聚合又称无乳化剂乳液聚合，是一种环保清洁的制备高聚物的聚合方法。

与常规乳液聚合相比，具有许多优点，因此受到越来越多的关注，应用空间和发展前景十分广阔。

详细地讨论了几种无皂乳液聚合的制备方法，对其优缺点进行了比较，并根据不同的方法举出一些应用的例子。

关键词：无皂乳液聚合；制备方法；应用前言无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加入乳化剂或仅加入微量乳化剂(小于临界胶束浓度CMC)的乳液聚合过程。

与常规乳液聚合相比，无皂乳液聚合具有如下特点：(1)避免了由于乳化剂的加入，而带来的对聚合产物电性能、光学性能、表面性能、耐水性及成膜性等的不良影响；(2)不使用乳化剂，降低了产品成本，缩减了乳化剂的后处理工艺；(3)制备出来的乳胶粒具有单分散性，表面“洁净”，粒径比常规乳液聚合的大，可以被制成具有表面化学能的功能颗粒；(4)无皂聚合乳液的稳定性通过离子型引发剂残基、亲水性或离子型共聚单体等在乳胶粒表面形成带电层来实现。

无皂乳液聚合由于体系中不含乳化剂，所以具有许多优异的性能。

但是也正是由于缺少乳化剂的保护作用，而使得乳液的稳定性下降，固含量相对较低。

因此，开发新型的反应性乳化剂和优化无皂乳液聚合工艺，是无皂乳液聚合面临的首要问题。

1.制备方法1.1制备方法的选择原因无皂乳液聚合的制备方法可根据其单体种类与性质以及反应体系来选择，并可以根据其机理，反应动力学、热力学以及影响无皂乳液聚合稳定性的因素来判断制备方法的优缺点。

其中无皂乳液的稳定性是在选择制备方法时的必要考虑因素。

在无皂乳液聚合过程中，生成的表面活性物质、聚合物的结构因素以及静电因素都可以不同程度的影响无皂乳液的稳定性。

根据影响稳定性的不同因素可知，要增强粒子稳定性。

原则上应增强粒子表面的电荷和亲水性，使Gibbs自由能充分降低。

可以得出增强稳定性的方法如下：（1）以聚(醋酸乙烯酯／丙烯酸钠)两亲聚台物为乳化剂。

无皂乳液共聚合的动力学和机理

无皂乳液共聚合的动力学和机理随着人们对环境友好型化学品的需求不断增加，无皂乳液在化妆品、涂料、纸张、纺织品等领域中得到了广泛应用。

无皂乳液是由水、水溶性单体和表面活性剂组成的复合体系，其制备过程中需要考虑到单体的溶解度、表面活性剂的稳定性等因素。

在制备无皂乳液时，共聚合技术是一种常用的方法，可以实现多种单体的共同聚合，从而得到具有更好性能的乳液。

本文将对无皂乳液共聚合的动力学和机理进行探讨。

一、无皂乳液共聚合的基本原理无皂乳液共聚合是指将两种或两种以上的单体在水相中进行共聚反应，形成具有复合性质的乳液。

在共聚反应中，单体的选择和比例是非常重要的。

一般来说，单体应该具有相似的化学结构和反应活性，同时具有良好的互溶性。

共聚反应的过程中，单体的摩尔比例也是非常关键的，不同单体的比例会影响到共聚物的性质。

在共聚反应中，表面活性剂是一个非常重要的因素，它可以调节乳液的稳定性和分散性。

表面活性剂可以分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子四种类型，不同类型的表面活性剂在乳液中的作用机理不同。

例如，阴离子表面活性剂可以通过吸附在乳液颗粒表面来降低表面能，从而增强乳液的稳定性；而阳离子表面活性剂则可以与负电荷颗粒表面的阴离子物质发生静电吸引力，从而增强乳液的分散性。

二、无皂乳液共聚合的动力学共聚反应是一个动态平衡过程，反应速率受到多种因素的影响。

在无皂乳液共聚合反应中，反应速率主要受到以下几个因素的影响： 1. 温度：温度是影响共聚反应速率的重要因素。

一般来说，温度越高，反应速率越快。

但是，过高的温度会导致单体的分解或聚合速率过快，从而影响共聚物的形成。

2. 光照：光照也会影响共聚反应速率。

一些单体在光照下会发生分解或氧化反应，从而影响共聚物的形成。

3. 单体浓度：单体浓度是影响共聚反应速率的重要因素。

一般来说，单体浓度越高，反应速率越快。

4. 表面活性剂浓度：表面活性剂浓度是影响乳液稳定性和分散性的重要因素。

一般来说，表面活性剂浓度越高，乳液稳定性越好。

无皂乳液聚合聚苯乙烯微球论文

论文题目：无皂化乳液聚合制备聚苯乙烯微球专业：高分子材料与工程学生：桑玮（签字）指导老师：后振中（签字）摘要随着科学技术的发展，高分子微球的应用越来越广泛，特别是单分散型聚合物微球受到人们的关注，成为研究热点。

在各种高分子微球中，聚苯乙烯(PS)微球研究较多，应用较广，在色谱柱填料、光子晶体光学滤波器、光开关、高密度电磁数据存储器、化学和生物化学传感器等领域具有重要用途。

传统PS微球的制备方法有:乳液聚合法，分散聚合法，悬浮聚合法。

这些方法需要大量的添加剂，后处理复杂，环境污染严重，所得产品表面不洁净，成本较高。

无皂乳液聚合是指完全不含乳化剂或仅含少量乳化剂的乳液聚合,与传统的聚合方法相比，成本低，后处理工艺简单，表面洁净，环境污染小。

本文采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯微球，研究了单体浓度，引发剂用量，反应体系离子浓度和温度对聚苯乙烯微球粒径的影响。

结果表明，保持其它条件不变，聚苯乙烯微球的粒径随单体浓度的增大而增加；引发剂浓度增大，微球粒径减小；反应体系中离子强度增大，微球粒径增大，离子浓度过大时容易结块且不形成微球。

另外，温度对苯乙烯聚合影响较大，温度相对较低时很难发生聚合。

对所得产物进行红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和激光粒度（DLS）的表征，结果显示，当苯乙烯用量为0.087mol，过硫酸钾用量为1.30mmol，NaCl用量为2.56mmol，反应温度为80℃，反应时间为12h时，所得PS微球的平均粒径约为0.83μm，分散性和粒径分布相对较好。

关键词：聚苯乙烯微球，无皂乳液聚合，制备方法，应用选题类型:ASubject:Soap-free emulsion polymerization preparation of polystyrene microspheresSpeciality:Polymer materials and engineeringstudent:Sang Wei(Signature)Instructor:HouZhenzhong(Signature)ABSTRACTWith the development of science and technology, the application of polymer microspheres more and more widely, especially the single dispersible polymer microspheres by the attention of people, bee a research hotspot. Among various kinds of polymer microspheres, polystyrene (PS) microspheres, which is widely used in the chromatographic column packing, photonic crystal optical filter, light switch, high-density electromagnetic data storage and chemical and biological chemical sensors, etc. Traditional preparation of PS microspheres: emulsion polymerization, dispersion polymerization, suspension polymerization. These methods need a lot of additives, post-processing plex and serious environmental pollution, the product surface is not clean, the cost is higher. Soap-free emulsion polymerization is entirely without emulsifier or only contains a small amount of emulsifier in emulsion polymerization, pared with the traditional polymerization methods, low cost, simple post-treatment processing, the surface is clean, environment pollution is small. This article studied the monomer concentration, initiator dosage, reaction system ion concentration and temperature on the influence of particle size of polystyrene microspheres. The results showed that other conditions remain unchanged, the particle size of polystyrene microspheres increased along with the increase of monomer concentration; Initiator concentration increases, the microspheres particle size decreased; Reaction system in the ionic strength increases, the microspheres particle size increases, the ionconcentration is too large when easy to agglomerate and formation of microspheres. In addition, the influences of temperature on the polymerization of styrene; aggregation at relatively low temperature is difficult to occur. The products for the infrared spectra (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and laser particle size (DLS) characterization, results show that when the dosage of styrene is 0.087 mol, dosage of potassium persulphate 1.30 mmol, dosage of NaCl was 2.56 mmol, the reaction temperature is 80 ℃, the reaction time of 12 h, the average particle size of the PS microspheres of about 0.83 μm, dispersion and particle size distribution is relatively good。

无皂乳液聚合研究及应用进展

发生聚集，至生成稳定的粒子。直１２无皂合成了聚苯乙烯、甲基丙烯聚甲酯及聚醋酸乙烯酯乳液，些乳胶粒具有单分散这
性粒度，后相继出现了许多有关无皂乳液聚合研此
而避免了乳化剂对聚合物产品电性能、学性、面光表性质、耐水性及成膜性等的不良影响；３所得到的（）
聚合物乳胶粒子的粒径单分散性好，较常规乳液且聚合的粒子大 … 。因而广泛用于化工、物、生医疗等领域，具有广阔的应用前景。
物具有３个特点：１免去了去除乳化剂的后处理，（）
产品可直接应用；２聚合物乳胶粒的表面洁净，（）从
旦生成，就会继续吸收齐聚物自由基和单体，形成乳胶粒，合就在乳胶粒中进行。聚
１１２齐聚物胶束成核机理．．
类是均相增长机理，另一类是非均相增长机理，者后又可分为核一模式和连续凝聚增长模式。均相增壳
均相成核机理是由Ｆｔｉｈ等人于１６ｃ９９年首先提
出的，后ＧｏｗｎＨｎｅ、ｇｌａ而ｏｄｉ、ａｓｎＶｅｓｄ和Ｆｅｙ等人ｔｅｎ
生初级自由基，后引发溶于水的单体反应，而聚合生
成自由基活性链，进行链增长，并反应遵从均相动力学。当该自由基链达到一定的聚合度时，变得不就

无皂乳液聚合技术及其应用

无皂乳液聚合技术及其应用庄　严　张复盛　(北京航空航天大学材料科学与工程系,100083)摘　要　在无皂乳液聚合的反应机理(包括成核机理和增长机理),及其体系的稳定性方面,较系统地论述了无皂乳液聚合技术的现状及其发展趋势,并对其应用作了较为详尽的介绍。

关键词　无皂乳液聚合　反应机理　乳液稳定性　应用EMU LSIFIER-FREE EMU LSION POLYMERIZATIONTECHN OLOG Y AN D ITS APPL ICATIONZhuang Yan,Zhang FushengAbstract　The present status and development trend of emulsifier-free emulsion polymerization technology,including the reaction mechanism(nucleation and growing)and stability of the system have been described,and its application was dis2 cussed in detail.K ey Words　emulsifier-free emulsion polymerization,reaction mechanism,stability of emulsion,application1　前　言传统的乳液聚合方法已广泛应用于高分子材料的合成过程中,近来,在生物医学方面也开始应用这项技术[1,2]。

然而,由于乳液聚合产物中残留有乳化剂,导致高分子材料的耐水性及其表面光泽性下降。

另外,乳化剂造成的环境污染也日益引起人们的关注。

基于上述原因,无皂乳液聚合(emulsifer-free polymerization,EFP)技术应运而生。

本文针对EFP 技术在理论和应用方面的问题,着重介绍EFP的聚合理论进展、乳液稳定性及EFP技术的具体应用。

无皂乳液聚合反应原理

无皂乳液聚合反应原理传统的乳液聚合存在成核、增长和终止三个阶段，在无皂乳液聚合中也同样存在，其中成核和增长阶段的反应机理与乳液的性能密切相关。

①成核机理目前，关于无皂乳液聚合有两种成核机理:均相成核机理和齐聚物胶束成核机理。

对水溶性较大的极性单体而言，以均相成核机理为主，即引发剂在水溶液中分解生成自由基，并与溶于水中的单体分子进行链增长反应，反应遵循均相动力学。

随着链增长反应的进行，自由基活性链的聚合度逐渐增大，在水中的溶解性逐渐变差。

当活性链增长至临界链长时，便自身缠结，从水相中析出，形成基本初始粒子，初级粒子继续吸收齐聚物自由基和单体，形成乳胶粒，聚合就在乳胶粒中进行。

如图1.1所示。

Goodwall等人通过对以过硫酸钾(KPS)为引发剂的苯乙烯(St)无皂乳液聚合反应的研究，提出了齐聚物胶束成核机理。

该理论的主要内容为：在反应初期，水相中生成大量具有一定长度疏水链段的齐聚物，链的一端带有亲水性的引发剂碎片基团，使齐聚物本身具有表面活性剂的性质，当齐聚物浓度达到相应的CMC值时，便自身胶束化，形成增溶齐聚物胶束，在该胶束内引发聚合反应形成乳胶粒。

如图1.2所示。

图1.1均相成核机理示意图图1.2齐聚物胶束成核机理示意图Song等人在齐聚物胶束成核理论的基础上提出了两阶段模型。

在KPS/St体系中，无皂乳液聚合的成核期包括齐聚物胶束形成和粒子增长、聚并两个阶段。

反应初期，临界链长较长，随着齐聚物浓度不断增加，临界链长不断下降，齐聚物胶束形成的速率增加。

这一阶段定义为第一成核期，该阶段的特征是临界链长为变数。

在第二成核期，临界链长保持为一个恒定值。

在此阶段，生成高相对分子质量聚合物，导致乳胶粒表面的电荷密度大大降低，稳定性降低，发生粒子间的聚并，聚并到一定程度的乳胶粒体积增大，稳定性提高，使粒子间的聚并速率下降，最终乳胶粒数目达到一个恒定值，至此成核结束。

近年张茂根等人对无皂乳液聚合的成核、成粒机理的研究做了许多工作，提出了三阶段成粒机理。

无皂乳液共聚合乳液稳定性的影响因素

• (3)适当提高共聚单体和引发剂浓度、MMA/BA比、反应温度、pH值,使冻融稳定性提高.
• (4)降低单体亲水性、搅拌速度,适当范围内提高引发剂浓度、反应温度、pH值、水油比,使乳液离心稳定性提高.
乳液性能测试
• 乳胶粒平均直径DZ：用MalvernⅡ型激光粒径分析仪测定 • 乳液的表面张力：用JZHY1-180型界面张力仪测定. • 乳胶粒表面电荷密度：用离子交换-电导滴定法测定. • 乳液的聚合稳定性：用凝聚率来表示,凝聚率越小,表明聚
合过程稳定性越好. 凝聚率(%wt)=凝聚物重(g)÷单体总重量(g)×100 %. • 乳液的离心稳定性:试样装在带刻度的5 mL离心试管中,4 000 r/min离心3 min,以上层清液的毫升数来表示.清液越多,表明乳液的离心稳定性越差. • 乳液的冻融稳定性:试样装在带盖玻璃瓶中,放入(18±2)℃ 冰箱中17h后取出,再在(23±2)℃放置6 h和48 h,观察乳液外观变化.
二、影响因素分析
2.1 单体亲水性或聚合物极性的影响乳有随减使用稳表果随极聚液关着小乳力定面来着性合,的聚;液增性活看一M和的而离合的大性上,M般乳稳结表心A物物贮,,随胶定前最构面链稳中质存粒粒性者佳因张节定和B稳径增子增点素力的A性粒定减加表大出对下链增在子性小.面粒现无降节加一表提而亲子在皂,的,表定凝面高提水的乳P增明程聚M电的高性稳液加聚M度物荷另.随定聚,A合增粒上减对一之性合均过长子反少提因增稳,聚后程表链,映高素这强定物者中面的了聚.是,性和乳降生电临其合因的P胶低成荷界贮B稳为作粒的A密成存定单用均之子表度核稳性体更聚间稳面链和定也亲重物的定活长乳性有水要之作性减胶,利与性间用.物小粒反,乳、从.力质,之映乳胶聚以减增间在胶粒合上小加的冻粒径物结,,作使融是径

无皂乳液聚合法

无皂乳液聚合方法
哎，说起这个无皂乳液聚合方法，其实它就是个搞化学的人研究出来的新技术。

传统的乳液聚合，那得要加好多皂类的东西去稳定那些小液滴，不然它们就容易聚在一起，变得不均匀。

但这个无皂的，就省去了这一步，听起来就高级多了嘛。

具体操作起来，也是有点门道的。

首先呢，你得选好那些单体，就是些能聚在一起变成高分子的小分子。

然后，还要加点儿乳化剂，不过这里的乳化剂不是传统意义上的皂类，它更像是个“和事佬”，能让单体们在水里头均匀分布，但又不会让它们真的聚起来。

接下来，就是加引发剂了。

这个引发剂就像个“点火器”，能让单体们开始聚合反应。

在无皂的条件下，这个反应得控制得刚刚好，不然就容易出问题。

温度、时间，哪个都不能马虎。

等反应完了，你得到的乳液就是无皂的了。

这种乳液有个好处，就是它的表面比较干净，不会有那些皂类残留，用起来就更放心了。

而且，因为少了皂类的干扰，聚合出来的高分子材料性能也更好，更均匀。

总的来说，这个无皂乳液聚合方法，虽然听起来有点复杂，但实际上是个很有前途的技术。

它能让我们的化学制品更环保、更高效，还能提高产品的性能。

以后啊，说不定会有更多的化学家去研究它，让它变得更好、更实用。

咱们这些吃瓜群众，就等着享受新技术带来的好处吧！。

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。

无皂乳液聚合理论及其研究进展

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏａｐ—ｆｒｅｅｅｍｕｌｓｉｏｎｐｏｌｙｍｅｉｚｒａｔｉｏｎｃａｎｂｅｐｒｅｐａｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｃｌｅａｎ，ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅｄｐｏｌｙｍｅｒｌａｔｅｘｐａｔｔｉ・ｃｌｅｓ，ａｎｄａｖｏｉｄｔｈｅｅｍｕｌｓｉｉｅｆｒｏｎｅｌｅｃｔｉｃｒａｌｐｒｏｐｅａｉｅｓ，ｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｗａｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｍｅｍｂｒａｎｅ，ｔｈｅｓｕｆａｒｃｅ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｍｐａｃｔａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ
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：２０１５一Ｏ１— ２３．
作者简介：肖力光（１９６２～），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（２０１３０２０４００９ＳＦ）；吉林省科技发展计划重点项目（２０１４０３０７００５ＳＦ）

乳液聚合原理

Gemini表面活性剂定义、结构特征
双子表面活性剂（Gemini surfactant），又称孪连表面活性剂双生表面活性剂偶联表面活性剂
Gemini型表面活性剂是一种新型的表面活性剂，由两个双亲分子的离子头经联接基团通过化学键联接而成。 Gemini是双子星座的意思。 1991年， Gemini的概念由Menger等第一次提出。
离子型表面活性剂的溶解度随着温度的升高而增加，当达到一定温度后，其溶解度会突然迅速增加，这个转变温度称为Kraff点
Gemini表面活性剂分子中含有两个亲水基，具有足够的亲水性，而且其分子含有两条疏水链，疏水性更强，更易在水溶液表面吸附和在水溶液中形成胶团。因此，与相应的单链表面活性剂相比较，具有更好地水溶性。
离子型乳化剂形成的乳状液其电解质稳定性差。
2、乳液聚合的基本原理
（2）机械作用
当机械作用能量超过聚集活化能时，乳胶粒就彼此产生凝聚。非离子型乳化剂形成的乳状液其机械稳定性差；
（3）冰冻
由于冰晶的继续增长而被覆盖在下面的乳状液一方面受到机械压力，一方面水的析出时乳状液体系内电解质浓度升高，直至最后造成破乳。
阳离子型乳化剂 (使用条件：pH<7) 主要类型是胺类化合物的盐如脂肪胺盐和
季胺盐。非离子型乳化剂（适用于很宽的pH值范围）
主要有聚氧乙烷基的酯和醚以及环氧乙烷和
环氧丙烷的共聚物等
两性型乳化剂
（可以在任何pH值条件下使用）
乳化剂的分类
阴离子型乳化剂
是溶液聚合中使用最广泛的乳化剂。由于阴离子型乳化剂外层具有静电荷，所以其机械稳定性好，化学稳定性差。
Gemini表面活性剂的性质
更易聚集生成胶团，因而有更低的临界胶束浓度

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]。

无皂乳液聚合实验

⽆皂乳液聚合实验附⼆实验: ⽆皂乳液聚合法合成单分散⾼分⼦胶体微球⼀．⽬的和要求1. 了解⾼分⼦和⾼分⼦聚合反应基本知识。

2. 掌握⽆皂乳液聚合反应机理以及单分散⾼分⼦微球合成操作。

3. 了解形成稳定的胶体微球体系的机理和zeta 电势等有关知识。

4. 了解⾼分⼦微球的基本表征⼿段、仪器原理及相关操作。

⼆．前⾔1. ⾼分⼦化学的基本概念20世纪20年代是⾼分⼦科学诞⽣的年代，1920年，⾼分⼦科学的始祖H. Staudinger（德国）⾸次提出以共价键联结为核⼼的⾼分⼦概念，并获得1953年度诺贝尔化学奖。

⾼分⼦（macromelecular）是⼀种由许多原⼦通过共价键连接⽽形成的分⼦量很⾼（104－107，甚⾄更⾼）的化合物。

⼀般把相对分⼦质量⾼于10000的分⼦称为⾼分⼦，所以⾼分⼦⼜称⼤分⼦。

由于⾼分⼦多是由⼩分⼦通过聚合反应⽽制得的，因此也常被称为聚合物或⾼聚物，⽤于聚合的⼩分⼦则被称为“单体”。

如果把⼩分⼦化合物看作“点”分⼦，那么⾼分⼦就像“⼀条链”或“⼀串珠⼦”，这条贯穿于整个分⼦的链被称为⾼分⼦的主链，⾼分⼦主链的长径⽐可以达到103－105，甚⾄更⼤。

由于⾼分⼦化合物的相对分⼦质量很⼤，所以在物理、化学和⼒学性能上与⼩分⼦化合物有很⼤差异。

如⾼分⼦化合物的⾼强度、⾼弹性、⾼粘度、⼒学状态的多重性以及结构的多样性等特点都是其有别于⼩分⼦化合物的特征。

每个⾼分⼦都是⼀个长链，与⼩分⼦化合物相⽐，其分⼦间的作⽤⼒要⼤得多，超过了组成⼤分⼦的化学键能，所以它不能像⼀般⼩分⼦化合物那样被⽓化，⽤蒸馏法加以纯化，这也正是⾼分⼦化合物具有各种⼒学强度，⽤作材料的内在因素。

除了少数天然⾼分⼦如蛋⽩质、DNA等外，⾼分⼦化合物的分⼦量通常是不均⼀的，⾼分⼦化合物实际上是⼀系列同系物的混合物，这种性质称为“多分散性”。

因此其分⼦量实质上都是指平均分⼦量。

平均分⼦量可以通过体积排除⾊谱来测定（SEC，也称凝胶渗透⾊谱GPC，见附录）。

碲调控的可控／“活性”无皂乳液聚合反应的研究进展

碲调控的可控／“活性”无皂乳液聚合反应的研究进展有机碲调控的可控/”活性”自由基聚合（TERP）较传统自由基聚合有很多优点，如可调控许多类型不同单体的聚合反应，可合成各种嵌段共聚物以及无规、接枝、星型共聚物等。

该方法是将有机碲化物作为调控剂，实现对目标聚合物的分子质量、多分散性（PDI）以及聚合度等的控制。

一般方法合成嵌段共聚物对单体的加入顺序具有很强的依赖性，而TERP法对单体加入的顺序并无严格要求。

本文介绍了TERP法的反应机理及其在乳液聚合中的应用。

标签：有机碲化合物；可控活性自由基聚合；乳液聚合；TERP活性自由基聚合（Living radical polymerization，LRP）可合成分子质量可控、多分散性小的聚合物[1～5]。

随着聚合物科学的发展，研究的热点集中于采用可控/“活性”（controlled/“living”）自由基聚合反应来合成各种结构不同的均聚物及嵌段共聚物。

该方法较传统自由基聚合反应，分子质量更易精确控制、分子质量分布范围更窄（PDI=1～1.4），聚合物拓扑结构的复杂度大大提高。

LRP法包括氮氧调控聚合（NMP）[6]、可逆加成断裂链转移聚合（RAFT）[7]和原子转移自由基聚合（ATRP）[8～10]等。

另外，其他各种新型的LRP法也被不断地报道出来，如钴调控聚合、单电子转移LRP、钛催化聚合及可逆链转移催化聚合等。

每种方法都利用休眠种独特的化学结构及独特的活化/去活化机理，从而使得每种LRP法在机理和方法上都具有特殊性。

经LRP法聚合，可以使各种不同的乙烯基单体合成分子质量及分子质量分布可控的产物。

LRP法已经成为一种合成具有新特性且结构明确聚合物必不可少的方法[11～13]。

日本京都大学的山子茂[14]在2002年首次提出了新的可控活性自由基聚合方法（CRP）——有机碲调控可控/“活性”自由基聚合法（TERP）。

有机碲、有机锑化氢、有机氢化铋调控的活性自由基聚合反应是一种新的LRP方法[14～16]。

原位无皂乳液聚合硅灰石接枝pmma反应机理及表征

原位无皂乳液聚合硅灰石接枝pmma反应机理及表征
原位无皂乳液聚合硅灰石接枝PMMA反应机理主要是把硅灰石表面的-OH基团与PMMA中的C=O基团通过水中的有机取代反应形成硅烷基团接枝。

该反应过程可分为三个步骤：
1.硅灰石表面的-OH基团与PMMA中的C=O基团发生物理溶解反应，
形成硅烷基团与PMMA混合溶液;
2.PMMA混合溶液与硅灰石发生有机取代反应形成接枝产物;
3.接枝产物与硅灰石表面固定形成最终的PMMA-硅灰石复合材料。

表征：原位PMMA接枝硅灰石的表征可以通过X射线衍射仪(XRD)、扫
描电子显微镜(SEM)、能谱仪(FTIR)和热重分析(TGA)等仪器对该材料进行
表征。

XRD可以查看复合材料的结构和组成;SEM可以观察接枝剂的形
态;FTIR可以观察接枝剂的结构特性;而TGA可以检查接枝剂的量。