丙烯酸酯乳液的成膜性能
引发剂用量对丙烯酸树脂乳液及涂膜性能的影响
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Xi'an 710021, China ) Abstract: With particle size, monomer conversion, gel rate,film bibulous rate and tensile strength as the index, the effects of dosage of initiator on acrylic resin emulsion and the performance of the film were studied. The results show that the particle size reached the min level when the dosage of initiator was 0.5% and stabilized gradually after the dosage, and the gel rate was lowest at this point. The bibulous rate reached the maximum when the dosage was 0.6%, the impact of dosage to film elongation is not obvious, and the mechanical strength tends to stabilize when the dosage of initiator exceeding 0.3% . It is appropriate that the dosage of initiator is about 0.5%. Key words: initiator; acrylic resins; emulsion; film; performance testing
丙烯酸酯乳液胶黏剂配方组成-生产工艺及应用
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丙烯酸酯乳液胶黏剂配方组成,生产工艺及应用导读:本文详细介绍了丙烯酸酯乳液胶黏剂的分类,组成,配方等等,需要注意的是,本文中所列出配方表数据经过修改,如需要更详细的内容,请与我们的技术工程师联系。
1. 背景丙烯酸乳液型胶粘剂是我国20世纪80年代以来发展最快的一种聚合物乳液胶粘剂,它一般是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类共聚或加入醋酸乙烯酯等其它单体共聚而成。
该胶粘剂耐候性、耐水性、耐老化性能特别好,并目具有优良的抗氧化性和很大的断裂仲长率,广泛用于包装、涂料、建筑、纺织以及皮革等行业。
随着人们对环境保护的愈发重视,环境友好型产品越来越受到普遍的关注,乳液型胶粘剂因具有无毒无害、无环境污染、不易燃易爆、生产成本低、使用方便等优点而逐渐成为未来胶粘剂的发展趋势。
禾川化学是一家专业从事精细化学品以及高分子分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
样品分析检测流程:样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。
有任何配方技术难题,可即刻联系禾川化学技术团队,我们将为企业提供一站式配方技术解决方案!2. 丙烯酸乳液胶黏剂聚丙烯酸酯是一类具有多种性能的、用途广泛的聚合物,其乳液一般是以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯为主要单体,与甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯、丙烯腈等共聚形成乳液。
对聚合物的结构或聚合方法加以改进,可使得改性后的丙烯酸酯胶黏剂性能更加优异。
2.1有机硅改性有机硅树脂具有优异的耐高低温性能和耐水性能,利用有机硅对聚丙烯酸酯类乳液胶粘剂改性成为近年来研究的热点。
有机功能烷氧基硅烷作为粘合促进剂和交联剂,广泛用于胶粘剂、密封胶和涂料等领域。
有专家研究了一种专用于水性体系的有机硅烷Wz-A在水乳型聚丙烯酸密封胶中的应用,这种水性硅烷可以在不改变产品稳定性的情况下显著提高密封胶的力学性能和粘接性能,Wz-A的添加量在0.8%-1.6%较为合适。
丙烯酸酯类共聚物成膜剂
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丙烯酸酯类共聚物成膜剂丙烯酸酯类共聚物成膜剂是一种新型的成膜剂,近年来在化学工业中得到了广泛的应用。
它可以作为一种重要的材料用于制造高质量的塑料、橡胶、油漆和涂层等产品。
在本文中,我们将分步骤阐述丙烯酸酯类共聚物成膜剂的应用和制备方法。
1、丙烯酸酯类共聚物的特性:丙烯酸酯类共聚物是由丙烯酸酯单体经共聚而成,因此其分子结构具有一定的特殊性质。
其具有化学稳定性、溶解性好、流动性佳、接枝性强等特点,这些特性使得其在工业生产中得到了广泛的应用。
2、丙烯酸酯类共聚物成膜剂的应用:由于丙烯酸酯类共聚物成膜剂具有优异的物理性能和耐腐蚀性,因此在塑料和橡胶制品的生产中,能够为其赋予良好的耐久性、弹性和韧性。
同时,在油漆和涂层产品的制造中,也成为了一种必不可少的成分,能够提高涂料的附着性、耐候性和防潮性等物理性能。
3、丙烯酸酯类共聚物成膜剂的制备方法:丙烯酸酯类共聚物成膜剂的制备方法较为简单,主要是通过丙烯酸酯单体的共聚反应得到。
一般情况下,合成丙烯酸酯类共聚物成膜剂需要满足以下几个条件,即单体选用合适、催化剂和反应条件得当、后处理完善和控制分子量均一等。
4、丙烯酸酯类共聚物成膜剂的优缺点:优点:丙烯酸酯类共聚物成膜剂具有优异的物理性能和耐腐蚀性,其能够为塑料、橡胶、油漆和涂层等产品赋予良好的耐久性、弹性和韧性。
缺点:丙烯酸酯类共聚物成膜剂在生产和应用过程中,可能会受到对环境和生态的负面影响,需要加强环保意识和控制。
综上所述,丙烯酸酯类共聚物成膜剂是一种具有广泛应用前景的新型材料。
尽管其应用需要一定的环保和安全保障措施,但是我们相信,在科技进步和经济发展的双重推动下,丙烯酸酯类共聚物成膜剂将会成为未来化学工业中的一种重要的材料。
含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成与性能研究
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总第 1 6 20 4 期 0 7年第 2 ( 3 ) 期 第 3卷
安 徽 化 工
试范围 4 04 0 c ~ 扫描次数 3 , 5— 0 0m , 2分辨率 4r 。另外 显 示 于表 3中 。表 3中的结 果显 示 出一 些规 律 : e~ a 当原 料 取一小块共聚物膜 , 在同一红外光谱仪上直接进行衰减 全 反射 ( T 测试 。 A R)
学 品有 限公 司 )壬 基 酚 聚氧 乙烯 醚 ( P 1 , 业 品 , ; O 一0工 武 汉油脂 化学 厂 )十二 烷基 硫 酸钠 (D , ; S S 工业 品 )过硫 酸 ;
铵( 工业 品 ) 。以上试 剂 和样 品在使 用 前未 加处 理 。 12 含 氟丙烯 酸共 聚物 的 制备 _
其乳 液 已经 被研究 并应 用于 涂料 和纺织 助剂 中。然 而
表 2 合成含氟丙烯酸酯共聚乳液的实验方案 样 品序号
1
1
由于乳液聚合的复杂 眭, 要得到较理想的共聚物乳液 , 合 成工艺的选择很重要。 本文利用正交法, 研究合理的乳液 合成工艺条件 , 对合成的乳液成膜并研究其性能。
13 含 氟丙 烯酸 共 聚物 的测 试 . 将制 得 的乳 液倾倒 人 F E成膜板 中成膜 。先 于室 温 自然 干燥 7h 待 大 部分 水 份挥 发 后 , 出乳 胶 膜 用 2, 取 无 水 乙 醇浸 泡 2h 取 出膜放 人 烘 箱烘 干 (0【)4 h后 4, 5 c ,8 = 移 至 真空烘 箱 于 6 ℃干燥 至恒 重 。 O 1 . 聚物 的 红外光 谱表 征 . 1共 3
余混合单体与引发剂 ,控制后续滴加速度滴加完毕 , 并 继续保温 9 mn然后在空气 中冷却至 4 ℃以下 , 0 i, O 出料 。 由于乳液聚合 的影响因素较多 ,经过初步 的实验探讨 ,
磷酸酯水性带锈防锈丙烯酸酯乳液的合成与性能
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磷酸酯水性带锈防锈丙烯酸酯乳液的合成与性能张光华;徐凤【摘要】用没食子酸为原料合成了有机肟类铁锈转化剂,以五氧化二磷为磷酸化试剂合成了具有抗闪锈作用的磷酸酯功能单体,之后通过半连续种子乳液聚合法,将它们与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等混合制备了水性带锈防锈乳液.通过盐水浸泡试验和在不同pH条件的3.5% NaCl溶液中的电化学测试考察了其涂膜对碳钢的保护作用.通过红外光谱仪、扫描电镜、能谱仪表征了锈蚀钢板、转锈剂干燥膜和水性带锈乳液固化膜,以讨论对锈的转化作用.结果显示,介质的pH越高,涂膜的耐蚀性越好.转锈剂可有效转化锈蚀.当转锈剂用量为配方总量的4%时,乳液的凝胶含量最少,涂膜耐盐水腐蚀时间最长,附着力1级,综合性能最好.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】7页(P69-74,后插1)【关键词】碳钢;水性带锈乳液;丙烯酸酯;转锈剂;没食子酸;磷酸酯;半连续种子乳液聚合;耐蚀性【作者】张光华;徐凤【作者单位】陕西科技大学化学与化工学院,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TQ630.7First-author’s address:Key Laboratory of Auxiliary Chemistry and Technology for Chemical Industry, Ministry of Education, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021, China面对高性能、绿色化的发展要求,水性防腐涂料成为主流[1]。
水性转化型防腐涂料可直接刷涂在有锈迹的基材表面,解决了大型钢材建筑除锈难的问题。
其中的转锈剂与锈蚀发生反应,能形成对基材有保护作用的配合物或螯合物[2]。
丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的合成与性能
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丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液的合成与性能采用溶液法用含亲水单元的丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯进行自由基接枝共聚反应,制得丙烯酸改性氯化聚丙烯,将其中和后加水分散即得丙烯酸改性氯化聚丙烯乳液。
研究了丙烯酸混合单体浓度、中和度和甲基丙烯酸含量对乳液性能的影响,当丙烯酸混合单体与氯化聚丙烯的质量比为015~115、甲基丙烯酸含量为15%~20%、中和度为80%~120%时,制备的水性乳液具有良好的稳定性和水分散性,乳液涂膜对聚丙烯板具有很好的附着力和光泽。
】0.引言近年来,随着人们环保意识的增强和各国法规对涂料体系中挥发性有机化合物(VOC)含量的严格限制,水性涂料的研究得到了很大的发展。
氯化聚丙烯对聚烯烃塑料具有良好的附着性能[1],因此其水性化的研究也倍受关注[2]。
笔者对氯化聚丙烯作过一些研究工作[3]。
氯化聚丙烯本身极性很低,为了便于使其乳化,需要设法在其分子链中引入强亲水链段或者在体系中加入亲水亲油组分。
根据乳液制备方法的不同,可以分为机械法、相反转法和化学改性法。
前两种方法制得的乳液中含有乳化剂,乳化剂的存在会影响乳液的稳定性和涂膜性能[2]。
而化学改性法制得的粒子较细,乳液稳定性好。
目前国内对采用化学改性法制备水性氯化聚丙烯的研究报道很少。
因此本文以国产氯化聚丙烯为原料,采用丙烯酸混合单体对氯化聚丙烯进行接枝改性,制得改性氯化聚丙烯乳液。
研究了单体浓度、中和度、甲基丙烯酸含量等因素对乳液性能的影响,并用红外光谱对接枝共聚物和乳液进行了表征,测定了乳液涂膜的附着力和光泽。
1.实验部分1.1实验原料和仪器氯化聚丙烯(CPP):广州金珠江化学公司,氯含量为30%(质量分数);甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯:分析纯,用前减压蒸馏,冰箱冷藏,天津市光复精细化工研究所;α-甲基丙烯酸:分析纯,使用前减压蒸馏,冰箱冷藏,天津市华东试剂厂;过氧化二苯甲酰(BPO):分析纯,用氯仿、甲醇重结晶;甲苯、甲醇:分析纯,天津华东试剂厂;二甲胺基乙醇:化学纯,上海三爱思试剂有限公司;表面润湿剂:工业品,上海锦山化工有限公司。
丙烯酸改性醇酸树脂的合成及乳液性能研究
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!UF!9
1.55 1.53 1.49 1.50 1.51
#5#!丙改醇树脂的合成 在树脂的合成过程中, 若温度过低, 酯化反应
速度慢, 反应到达终点的时间长%反应温度过高, 容易出 现凝胶, 而且树脂的 颜色加深) 因此控制 温度就显得尤为重要) 由表 5 可以 看出 , 适宜的 酯化温度为 2"8 y)
海麦克林生化公司%过氧化苯甲酰"BPO)"分析
纯),上海麦克林生化公司;十二烷基硫醇"分析
纯),南京化学试剂有限公司%自制乳化剂%(&(
二甲基甲酰胺"分析纯),南京化学工业有限公 司%二甲苯"工业级),淄博经贸公司%催干剂"工 业级),深圳市吉田化工有限公司%自来水) &5#!实验仪器
电动搅拌器"DW-2),巩义市予华仪器有限 公司;电加热套"KDM),安捷伦公司;红外光谱 仪"LT09-FTIR&500),美国Nicolet公司%电子天 平"FAI2004A1),上海菁海仪器有限公司;激光粒 度分析仪"WJS-628),上海仪电物理光学仪器有 限公司%凝胶渗透色谱仪"Wate:1515 ),美国 Wayess 公司 )
表 '!反应温度对树脂性能的影响
-G/EJ'!>IJVKDIOJGVKNDLKJ]YJOGKQOJDLK2J V2GOGVKJONZKNVZDIOJZNL
反应 温度 dy
1)0 190 200 210 220 230
树脂外观
浅棕色浑浊 浅棕色微浑 浅棕色透明 浅棕色透明 深棕色透明
凝胶
酸值/
黏度"格氏,
乳液稳定性按照 .'d[2832/028835 建筑涂 料用乳液6*)+进行测定%乳液粒径的测定,采用激 光粒度仪测量粒径的变化%乳液形态测定) "_4_2!涂膜测试
室温自交联丙烯酸酯乳液的合成及性能研究
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第51卷第2期 2021年2月涂料工业PAINT &COATINGS INDUSTRYVol. 51 No. 2Feb. 2021室温自交联丙烯酸酯乳液的合成及性能研究马昕宇',石熠徐军 1(1.天津大学化工学院,天津300350;2.沈阳化工大学材料科学与工程学院,沈阳110000)摘要:采用半连续种子乳液聚合法,改性异构十三醇醚(H-606)与十二烷基硫酸钠(SDS)复配,以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,叔碳酸乙烯酯(VeoValO)为改性单体,乙酰乙酸烯丙酯(AAA)与己 二胺(HDA)为复配交联剂,合成了 AAA-HDA/VeoValO改性丙烯酸酯乳液。
研究了 AAA加料时间、AAA-HDA配比、AAA与VeoValO用量对乳液性能的影响。
结果表明:AAA参与共聚合,并在室温下 与HDA发生失水自交联反应;当AAA进料时间为单体滴加20%时、AAA用量为总单体质量的2%、m(AAA):m(HDA)=5:2、VeoVal0用量10%时,乳胶膜吸水率从14.76%降至8. 13%,拉伸强度达 到2. 90 MPa,断裂伸长率为493. 86%,乳胶膜耐水白能力大幅提高(AL由88. 5降至7.丨)。
关键词:乙酰乙酸烯丙酯;叔碳酸乙烯酯;自交联;丙烯酸酯乳液中图分类号:TQ630. 1文献标识码:A文章编号:0253-4312(2021)02-0008-08doi:10. 12020/j.issn.0253-4312. 2021. 2. 8Synthesis and Properties of Self-Crosslinking Acrylic Latex at RoomTemperatureMa Xinyu1,Shi Yi2,Xu Jun2(1.School of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin300350, China;2.College ofMaterials Science and Engineering,Shenyang University of Chemical Tech n ology,Shenyang110000, China;)Abstract:Allyl acetoacetate/-vinyl versatate(AAA/VeoValO)modified acrylate latex was prepared by means of semi-continuous seed emulsion polymerization with methaciylic acid(MAA) as the functional monomer,vinyl versatate(VeoValO)as modifying monomer,Allyl acetoacetate (AAA)and hexamethylene diamine (HDA)as compound crosslinking agent,sodium dodecyl sulfate(SDS)and modified isotridecyl alcohol polyoxyethylene ether(H-606) as mixed emulsifiers.The effects of AAA feeding time,AAA-HDA ratio and AAA,VeoValO dosage on the latex performance were studied.The results showed that AAA participated in a copolymerization and undergone a dehydration self-crosslinking reaction with HDA at room temperature.When the AAA feeding time was 20%of the monomer dropping time,AAA=2wt% ,m(AAA) •m(HDA)=5- 2, VeoVal0=10wt%,the water absorption of latex film decreased from 14. 76%to 8. 13%,the tensile strength reached 2. 90 MPa,the elongation at break was493. 86%,and the whitening resistance of the latex film was greatly improved(AL was reduced from 88. 5 to7. 1).Key words:allyl acetoacetate;vinyl versatate;self-crosslinking;acrylic latex **通信联系人马昕宇等:室温自交联丙烯酸酯乳液的合成及性能研究水性丙烯酸酯材料具有低毒、低污染的特性,但 其耐沾污性、耐水性、耐候性、耐化学性较差,且热黏 冷脆,限制了其应用范围[|-31。
室温自交联丙烯酸酯乳液的制备及性能
![室温自交联丙烯酸酯乳液的制备及性能](https://img.taocdn.com/s3/m/13a6db84cc22bcd126ff0c52.png)
表 1 DAAM 用量对乳液性能的影响 Table 1 Effect of DAAM am oun t on em ulsion properties
乳/ nm (mPa·s) 率 / %
1 乳白带强蓝光 ,较透明 9715
50
011
2 乳白带蓝光 ,较透明
9811
按照 GB / T 1730—1993测试摆杆硬度 。
214 干燥速率的测定
将 1 g乳液涂在玻璃片上 ,于 25 ℃, 65%湿度条件下 ,用 电子天平测试试样质量随时间的变化情况 ,测试至试样中的 水基本挥发完 ,乳液成膜后停止 。分别计算乳液质量减少的 百分率 。
215 平均粒径的测试
使用英国 M alvern auto size lo - c自动粒径仪测定乳液的 平均粒径 。
在阶段2速率开始下降该现象是由于乳胶表面的水分不能得到补充液体气界面减小所造成这一阶段乳液的表面张力毛细管力开始起主要作用是影响水分挥发的主要因素以后大部分水分已经挥发胶乳表面形成了连续的膜干燥速率取决于膜中残留水通过粒子间空隙及聚合物胶膜的扩散daam的含量对水分的挥发也有影响
第 38卷第 12期 2008年 12月
112 室温自交联丙烯酸酯乳液的合成
将一定质量配比的 BA、MMA、MAA 均匀混合 ,制成核单 体混合物 ;将一定质量配比的 BA、MMA、MAA、HM PA、DAAM 均匀混合制成壳单体混合物 。将全部乳化剂 、缓冲剂和部分 去离子水加入到配有温度计 、搅拌装置和回流冷凝器的反应 器中 ,高速分散 30 m in, 升温至 80 ℃;加入配方量一半的引发
0 引 言
降低工人的劳动强度和减少固化过程中的能耗 ,而且可以大 大提高漆膜的硬度 、耐水 、耐溶剂性能等 。
常用的成膜材料
![常用的成膜材料](https://img.taocdn.com/s3/m/0d535a345bcfa1c7aa00b52acfc789eb172d9e39.png)
常用的成膜材料成膜材料是指在涂料中起着成膜作用的物质,是涂料的主要组成部分之一。
成膜材料的选择直接影响涂膜的性能和质量。
下面将介绍一些常用的成膜材料及其特点。
1. 丙烯酸酯乳液。
丙烯酸酯乳液是一种常见的水性成膜材料,具有优异的耐候性和耐化学性能,适用于室内外涂料和木器涂装。
丙烯酸酯乳液的成膜速度快,干燥后的膜具有良好的硬度和耐磨性,同时还具有良好的粘附力和柔韧性。
2. 环氧树脂。
环氧树脂是一种常用的溶剂型成膜材料,具有优异的耐化学性和耐腐蚀性能。
环氧树脂涂料成膜后硬度高,耐磨性好,适用于金属和混凝土表面的防腐涂装。
环氧树脂涂料还可以作为底漆和面漆使用,形成坚固、美观的涂膜。
3. 聚氨酯树脂。
聚氨酯树脂是一种具有优异耐候性和耐化学性的成膜材料,适用于高档家具、汽车车身等表面涂装。
聚氨酯树脂涂料成膜后具有良好的光泽和色彩稳定性,同时还具有良好的耐磨性和耐刮擦性能。
4. 醇酸树脂。
醇酸树脂是一种优良的溶剂型成膜材料,具有良好的耐候性和耐化学性能,适用于金属表面的防腐涂装。
醇酸树脂涂料成膜后硬度高,附着力强,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。
5. 硅树脂。
硅树脂是一种耐高温、耐腐蚀的成膜材料,适用于耐热涂料和化工设备的涂装。
硅树脂涂料成膜后具有良好的耐热性和耐化学性能,能够有效保护基材表面不受高温和腐蚀的侵蚀。
总结。
以上介绍了一些常用的成膜材料及其特点,不同的成膜材料适用于不同的涂装对象和环境条件。
在选择成膜材料时,需要根据涂装对象的材质、使用环境和所需性能来进行综合考虑,以确保涂膜具有良好的外观和性能。
希望以上内容能够对您有所帮助。
丙烯酸酯乳液的制备实验报告
![丙烯酸酯乳液的制备实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/059b5f09ae45b307e87101f69e3143323868f54a.png)
丙烯酸酯乳液的制备实验报告聚丙烯酸共聚物乳液。
一般以丙烯酸甲酯等丙烯酸低酯有机物为主要单体,与丙烯腈、苯乙烯、马来酸二丁酯、甲基丙烯酸酯、氯乙烯、偏二氯乙烯或醋酸乙烯酯共聚而成。
有时,功能单体如(甲基)丙烯酸、马来酸、富马酸、(甲基)丙烯酰胺等。
以赋予聚合物乳液一些特殊的性能。
例如,有时为了提高聚合物乳液的拉伸强度和粘结强度等力学性能,需要通过交联反应,使得线性乳液聚合物形成三维网络结构,最常用的办法就是引入含有交联基团的单体,如N-羟甲基丙烯酰胺、二乙烯基苯、衣康酸单丁酯等;有时也可通过加入新型材料对其均聚或共聚改性,获得同等效果。
丙烯酸乳液作为胶黏剂使用,与其他粘合剂相比,在耐候及耐老化方面特别优异,且粘接强度高,耐水性好,弹性大,断裂伸长率高,因此被广泛应用于压敏胶、织物印染胶、静电植绒胶、纸品胶等。
分类及制备[1]根据聚合单体的不同,丙烯酸乳液可分为以下几类:纯丙、苯丙、醋丙、硅丙、氯丙乳液。
下面依次介绍。
1. 纯丙乳液纯丙乳液的聚合单体都是丙烯酸类单体,通过乳液均聚或共聚得到。
纯丙乳液的制备有三种工艺。
(1)半连续工艺:把所有的水、乳化剂和引发剂投入反应器中,如果有助剂也一并加入,搅拌升温,达到聚合温度时,向反应器中匀速地滴加预先投置在加料装置中的混合单体;加料完毕后,适当升温,并保温1-2h,然后降温至室温,调节体系pH值,出料。
(2)种子聚合法:将一定量的水、乳化剂、助剂和少量单体投入反应器中作为初始加料,搅拌,升温至聚合温度;加入引发剂引发反应,再匀速地滴加剩余的单体和引发剂;全部加料完毕后,适当升温,再保温1-2h,降至室温后调节pH值,出料。
(3)预乳化法:将全部的单体、乳化剂、引发剂、助剂和80%水加入反应器中,在室温下快速的搅拌0.5h,以至完全乳化;然后将20%的水和一部分预乳液加入反应器中,并搅拌;升温至聚合温度,反应0.5-1.0h后滴加余下的预乳化液,在3h内滴完;反应1-2h,降至室温后调节pH值,出料。
丙烯酸酯弹性乳液的制备及性能研究
![丙烯酸酯弹性乳液的制备及性能研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a65b17f59e31433239689328.png)
收稿日期:2009-08—31 作者简介:潘海敏(1985-),男,毕业于合肥工业大学化学系,主要从事精细化学品的研究工作,15205606664,ningc_215@163.com; 通讯联系人:于少明(1%3-),男,教授,硕士生导师,主要从事化工新型材料的制备与应用工作,13856089423,shmyu@hfut.edu.cn。
万方数据
潘海敏,等:丙烯酸酯弹性乳液的制备及性能研究
33
表2不同乳化剂配比对乳液预乳化的效果及性能影响
机械稳定性、pH值稳定性。只有以一定的比例混合使 用,才能使粒子具有水化层的同时,通过电子斥力和稳 定的化学键结合,保证乳化效果良好。综合考虑,本实验 采用AMPS、SDBS与OP一10复配的乳化剂体系,且 AMPS:SDBS:OP一10=1:1:1时,乳化效果良好,凝
丙烯酸酯弹性乳液的制备及性能研究
潘海敏,于少明 (合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009)
摘要:以N一羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸作为功能单体,使用阴、非离子型和反应性的复配乳化剂体系,采用种子预乳化和半连续聚合
工艺,制备具有核壳结构的丙烯酸酯弹性乳液。研究了单体配方、聚合温度、乳化剂、功能单体、引发剂等对乳液性能的影响。研究结果表
低;而其亲水陛单体的性质势必会影响乳液的耐水性嘲。
综合分析得到,NMA的适宜用量为单体总量的1%。 从表4可以看出,MAA的加入使得乳液的粘度增
加,同时它的引入会使共聚单体发生自交联,使乳液具 有更好的机械稳定性和钙离子稳定性,而羧酸基团的带 人使乳液耐水性变差。因此MAA的用量取2%一2.5%。 3分析表征 3.1 TEM表征(图3)
[5】曹同玉,刘庆普,胡金生.聚合物乳液合成原理性能及应用 [M】.北京:化学工业出版社,2004.
丙烯酸酯共聚物 成膜剂
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丙烯酸酯共聚物成膜剂丙烯酸酯共聚物成膜剂—为清新世界增色添彩1. 引言在我们日常的生活中,我们经常会接触到各种各样的表面涂料、油漆、粘合剂等产品。
这些产品可以起到美化、保护和增强材料性能的作用。
其中,丙烯酸酯共聚物成膜剂是一种常见且广泛应用的材料。
它是由丙烯酸酯单体和其他共聚单体经过聚合反应制得。
本文将深入探讨丙烯酸酯共聚物成膜剂的组成和性能,以及在不同领域中的应用。
2. 丙烯酸酯共聚物成膜剂的组成和性能丙烯酸酯共聚物成膜剂主要由丙烯酸酯单体和其他共聚单体组成,常见的共聚单体有丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。
这些单体通过聚合反应,形成具有特定结构和性能的聚合物。
丙烯酸酯共聚物成膜剂具有以下几个关键性能:2.1 成膜性能丙烯酸酯共聚物成膜剂在涂敷在物体表面后可以形成均匀的、连续的薄膜。
这种膜层可以有效地保护物体表面不受外界环境的侵蚀,延长材料的使用寿命。
2.2 耐候性能丙烯酸酯共聚物成膜剂具有较好的耐候性能,能够抵御紫外线、氧化和酸雨等自然环境的侵蚀。
这使得它在户外墙面涂料、屋顶防水材料等领域得到广泛应用。
2.3 耐化学腐蚀性能丙烯酸酯共聚物成膜剂在一定程度上具有耐化学腐蚀性能,可以保护金属表面不受酸、碱等化学物质的侵蚀。
这种性能使其在工业设备防腐、金属涂装等领域中得到重要应用。
2.4 附着性能丙烯酸酯共聚物成膜剂具有良好的附着性能,可以使其与不同基材紧密结合,形成稳固的膜层。
这使得它在纸张涂层、塑料薄膜等领域得到广泛应用。
3. 丙烯酸酯共聚物成膜剂的应用领域丙烯酸酯共聚物成膜剂具有多种优良性能,使得它在各个领域都有广泛的应用。
以下是丙烯酸酯共聚物成膜剂在一些典型领域的应用案例:3.1 建筑领域丙烯酸酯共聚物成膜剂可以用于墙面涂料、屋顶防水材料等方面。
它的耐候性和耐化学腐蚀性能使得建筑物表面得到有效保护,延长了建筑物的使用寿命。
3.2 包装领域丙烯酸酯共聚物成膜剂可以用于食品包装膜和塑料袋等方面。
它的成膜性能和附着性能可以保护食品不受外界影响,同时还可以增强塑料袋的强度和防水性能。
核壳型聚丙烯酸酯复合乳液的性能研究
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! ! 聚丙烯酸酯具有粘着力强、 涂膜 进行了比较深入的研究。研究发现, ( SJ’M) 或甲基丙烯酸 ( ’MM ) 进行 乳胶粒的结构形态与聚合物的性能存 在 着 对 应 关 系。通 过 核 & 壳 粒 子 设 计, 乳胶粒内外层赋予不同组分, 可显 著提高乳液聚合物的机械强度、 粘接 强度、 耐水性、 耐候性及抗污性等, 并 可显 著 改 善 聚 合 物 乳 液 的 施 工 性
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有机硅_丙烯酸酯复合乳液性能
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第19卷 第2期 石油化工高等学校学报 Vol.19 No.2 2006年6月 JOURNAL OF PETROCHEMICAL UN IV ERSITIES J un.2006 文章编号:1006-396X(2006)02-0047-04有机硅-丙烯酸酯复合乳液性能李晓洁1, 赵如松2(1.北京化工大学,北京100029; 2.北京石油化工学院,北京102617)摘 要: 用含不饱和双键有机硅单体与丙烯酸酯单体共聚,制备高性能的改性丙烯酸酯乳液。
采用半连续乳液聚合工艺,在十二烷基硫酸钠(SDS)/壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)复合乳化体系,合成了有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液。
研究了单体配比、复合乳化剂配比及有机硅氧烷用量对乳液性能的影响。
结果表明,当m(丙烯酸丁酯)/ m(甲基丙烯酸甲酯)/m(丙烯酸)=45∶53∶2,m(阴离子乳化剂)/m(非离子乳化剂)=1,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)的加入量为单体质量的2.5%时,乳液的综合性能较好,用其配制的涂料各项性能优良,耐洗刷性达2万次以上。
关键词: 硅丙乳液; 有机硅氧烷; 丙烯酸酯; 乳液聚合中图分类号: O630.4 文献标识码:AProperties of Organosilicon-Acrylate Composite EmulsionL I Xiao-jie1,ZHAO Ru-song2(1.Beijing U niversity of Chemical Technology,Beijing100029,P.R.China;2.Beijing Institute of Pet rochemical Technology,Beijing102617,P.R.China)Received10October2005;revised23November2005;accepted31M arch2006Abstract: Modified acrylate emulsion with high performance was prepared by vinyl organosilicon and acrylate monomer through copolymerization.A copolymerization latex based on organosilicon-modified acrylate was synthesized by semi-continuous emulsion polymerization,which used SDS/NP-10as compound emulsifier.The influence of monomer,composite emulsifier ratio and organosiloxane amount on property of emulsion was studied.The results show that when m(BA)/m(MMA)/m(AA)is equal to45∶53∶2,m(SDS)/m(NP-10)is equal to1,mass fraction of KH570is2.5%,good performance of emulsion can be obtained and coating mixed with it has excellent properties and its washing resistance over20000times.K ey w ords: Silicone-acrylate emulsion;Organosiloxane;Acrylate;Emulsion polymerizationCorresponding author.Tel.:+86-10-61266719;fax:+86-10-81292124;e-mail:lixiaojie@ 水性涂料是当今涂料发展的重要方向,相关研究报道较多[1-3],丙烯酸酯类乳液作为水性涂料的基料成膜性能好、强度高、粘结性好,是制造高级乳胶漆的基料,其突出的耐候性、保光性、保色性及绿色环保等功效受到人们的广泛亲睐;有机硅树脂中Si—O键能高,具有优良的耐高温、耐辐射、耐氧化降解及化学药品性,其表面能低,耐高温、耐水性好,涂层不易积尘,具有抗沾污性。
丙烯酸酯乳液的改性及防腐涂料的制备
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摘 要
水性丙烯酸防腐涂料是发展最早也是应用最广泛的水性涂料产品之一,本文从水性丙烯酸防腐涂料的成膜物丙烯酸酯乳液出发,针对水性丙烯酸涂料的耐水性、疏水性等问题,通过添加改性单体制备了改性丙烯酸酯乳液,并以改性乳液为基础制备了改性丙烯酸防腐涂料,对制备的乳液及涂料进行了性能的检测及机理分析。
首先以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁脂(BA)、丙烯酸(AA)为聚合单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为改性单体制备了氟改性丙烯酸酯乳液。以核壳乳液聚合方式制备了一系列乳液,最佳的制备工艺为乳化剂采用十二烷基苯磺酸钠(SDS)及OP-10复合乳化剂,且SDS:OP-10=2:1,引发剂的最佳添加量为单体总量的2.5%,软硬单体比6:5,DFMA的最佳添加量为6%。对乳液进行了表征与性能检测,乳液为核壳结构,热分解温度282℃,水静态接触角80.8°。相比于未改性丙烯酸涂层,改性后涂层耐蚀性能有了很大提升,对样品长时间浸泡观察发现涂层的有效防护时间为100 h,涂层的腐蚀及水在涂层中的扩散行为表现为统一的三个阶段。浸泡时间100 h后涂层的防护效果减弱,浸泡时间超过200 h后涂层完全失效。
聚合物防水涂料的EVA和丙烯酸乳液性能比较
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聚合物防水涂料的EVA和丙烯酸乳液性能比较本文就用于配制开盖即用型的聚合物乳液防水涂料的两大类国内常用的乳液进行了常规性能检测的比较。
从聚合物胶乳的吸水率、防水涂本文就用于配制开盖即用型的聚合物乳液防水涂料的两大类国内常用的乳液进行了常规性能检测的比较。
从聚合物胶乳的吸水率、防水涂料的强度/延伸率和低温柔性等方面可以看出乳液本身的性质对配制防水涂料配方和性能的影响。
关键词:聚合物;防水涂料;丙烯酸乳液;EVA乳液在防水涂料的市场,目前应用较为广泛的有聚合物乳液防水涂料,聚氨酯防水涂料,和聚合物改性沥青防水涂料。
聚合物乳液防水涂料的突出特点是具有良好的性能价格比,可在潮湿基面上施工,环保、无残留单体无异味、对人和环境友好等优势,长期发展前景颇为广阔。
用以配制聚合物防水涂料最广泛使用的乳液为乙烯-醋酸乙烯酯和丙烯酸类乳液,这两类乳液从本质到性能表现都有很大的不同,而且每一大类乳液无论是EVA还是丙烯酸类乳液,都存在着各种变化的可能,其衍生出来的产品林林总总,本文仅对防水市场中常用的EVA和丙烯酸乳液进行一系列的比较。
1.乳液的性能首先,乳液的本质是一种悬浮液,是大量聚合物的固体小颗粒在介质水相中稳定分散的状态。
为了达到长期的稳定状态,防止固体颗粒的沉降,典型的方法有两种,一种是在聚合物颗粒表面包裹外端可溶于水的介质,在表面形成一层水膜以在水相中稳定存在,典型的乳液是采用聚乙烯醇包裹EVA聚合物颗粒,所形成的EVA乳液,其颗粒大小约在1um的数量级;另一种是在聚合物颗粒表面吸附一定量的乳化剂,通过乳化剂的静电斥力和空间位阻共同效应,达到长期稳定存在的效果,典型的乳液是丙烯酸系列的乳液,根据乳化剂所带电荷的不同,可分为阴离子型,阳离子型和非离子型,常见的为阴离子型的乳液,乳液的粒径通常在0.1um的数量级,选取聚合物乳液建筑防水涂料中常用的乳液进行比较,结果见表1。
1.1乳液的憎水性/吸水率为了测定乳液胶膜的吸水率,按照JC/T1017-2006《建筑防水涂料用聚合物乳液》的测试方法进行吸水率测定,测试的结果见图1,在涂膜完成吸水率测试后又将膜放入50C烘箱烘干后测试其重量,测定经过泡水过程后涂膜是否能够恢复原始重量,结果见图1。
丙烯酸乳液的玻璃化温度
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丙烯酸乳液的玻璃化温度丙烯酸乳液的玻璃化温度通常为20℃。
不过,也有其他类型的丙烯酸乳液,例如用于塑料薄膜印刷的丙烯酸乳液,其玻璃化温度在7到25℃之间。
因此,丙烯酸乳液的玻璃化温度取决于具体的用途和配方。
丙烯酸乳液是一种重要的化工原料,主要由纯丙烯酸酯类单体共聚而成。
它是一种小粒径、多用途、性能卓越的乳液,适用于多种涂料配方,具有突出的耐水性和耐候性,特别是在高光和半光涂料中有优异的表现。
丙烯酸乳液具有良好的耐水性、耐碱性和抗污性,对砖石、木材和钢材表面有良好的粘附力。
丙烯酸乳液的用途主要包括以下几个方面:1.建筑防水:丙烯酸乳液可以用于制造防水涂料,涂覆在墙体、地面等建筑材料上,能够有效防止水分渗透,提高建筑物的防水性能。
2.涂料配方:丙烯酸乳液是一种性能卓越的乳液,适用于多种涂料配方,如建筑涂料、家具涂料、金属涂料等。
它可以赋予涂料低气味、耐擦洗、抗盐析、耐水耐候等特性。
3.纺织工艺:丙烯酸乳液可以用于制作纺织品涂层,提高纺织品的防水、防油、防污等性能。
4.包装材料:丙烯酸乳液可以用于制作包装材料的涂层,提高包装材料的抗油、防水、阻隔性能等。
5.木器涂料:丙烯酸乳液可以用于制作木器涂料的配方,提高木器的防水、防腐、耐磨等性能。
6.金属涂料:丙烯酸乳液可以作为金属涂料的基料,具有良好的附着力和耐候性,对金属表面有良好的防护作用。
总的来说,丙烯酸乳液作为一种性能卓越的乳液,在建筑、涂料、纺织、包装、木器、金属等领域都有广泛的应用。
丙烯酸乳液具有许多优点和缺点,具体如下:优点:1.耐候性能好:丙烯酸乳液具有良好的耐候性,可以长期保持其性能和外观不变。
2.防水性能优异:丙烯酸乳液能够形成致密的防水膜层,有效防止水分渗透。
3.附着力强:丙烯酸乳液对各种材料表面具有优良的附着力,能够牢固地附着在基材上。
4.环保:丙烯酸乳液无毒、无害,符合环保要求。
5.耐擦洗:丙烯酸乳液形成的涂层具有良好的耐擦洗性能,不易被磨损。
丙烯酸树脂乳液MSDS
![丙烯酸树脂乳液MSDS](https://img.taocdn.com/s3/m/76b55edc58fb770bf68a55f1.png)
丙烯酸树脂乳液安全技术说明书Material Safety Data Sheet (MSDS)第一部分:化学品名称25767-39-9化学品中文名称:丙烯酸树脂乳液商品名:无纺布粘合剂(PD-16)英文名acrylic resin emulsion生产企业名称:市罡亮化工地址:增城朱村富裕路二巷21号************日期:2013年03月1日第二部分:成分组成信息成分混合物,本品为聚丙烯酸酯,水性分散液第三部分:危险性概述危险性类别:本品不属于危险品化学毒性:无CAS:生效健康危害:无资料环境危害:无易燃易爆危险:不属于第四部分:急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水冲洗皮肤即可眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。
就医误食:饮足量温水,催吐。
就医第五部分:消防措施灭火方法:本品为水性分散液,无可燃性第六部分:泄漏应急处理应急处理:收集到容器中即可,可回收加工处理第七部分:操作处置与储存操作注意事项:搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。
配备相应品种和数量的泄漏应急处理设备。
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房,保持温度5-30° C第八部分:接触控制个体防护眼睛防护:戴化学安全防护眼镜身体防护:无特别要求手防护:无特别要求其他防护:无特别要求第九部分:理化特性外观与性状:乳白色带蓝色荧光乳状液体,pH: 7-8分子量:2000-10000 相对密度(水=1): 1.05-1. 15主要成分:丙烯酸酯聚合物50%,水50%。
溶解性:与水混溶粘度S:(涂-4 25° C) 12-20主要用途:用于无纺布,人造革,海绵等纤维制品的粘合剂。
第十部分:稳定性和反应活性稳定性:高稳定性反应活性:在推荐的储存条件下无反应第十一部分:毒理学资料毒性:无毒性,进入眼睛时,会产生由于异物引起的疼痛,无其它毒害现象,碰上皮肤时,无不良反应。
第十二部分:生态学资料料其它有害作用:无资料。
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丙烯酸酯乳液的成膜性能吴跃焕1,2,赵建青1,暴志菊31.华南理工大学材料科学与工程学院,广州510640;2.太原工业学院应用化学系,太原030008;3.新华化工有限公司,太原030008丙烯酸酯乳液作为水性成膜物被广泛应用于建筑、木器、皮革等领域。
然而胶膜的光泽度、透明性、耐水性以及其他物理机械性能都无法与溶剂型树脂相比,这是由于聚合物乳液具有与聚合物溶液完全不同的成膜过程。
在聚合物乳液的成膜方面,近年来有许多学者对乳胶粒变形的驱动力(外因)进行了研究,并提出颗粒变形的理论模型,比较一致的看法是粒径的毛细作用力决定乳液的成膜性能。
但对乳液聚合物特殊的分子形态、相互作用和分子运动等内在因素对成膜过程所起的作用报道较少。
本文从合成的大量样品中筛选出不同粒径的MMA/BA/AA和St/BA/AA系列乳液,考察了上述内在因素的影响,具体体现为乳胶粒粒径、成膜温度、水的挥发、体系单体组成对成膜性能的影响,并进一步对具有特殊分子形态的寡链聚合物的成膜过程进行了研究,希望可以丰富聚合物乳液成膜机理的内容。
1 实验材料和方法1.1 实验材料甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、Dowfax2A-1、OP -10,均为工业品,未作进一步处理,直接使用。
1.2 乳液的制备(1) 先将部分水、大部分乳化剂、缓冲剂加入装置有回流管、滴液漏斗、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中升温搅拌均匀,在75~80℃下加入部分引发剂溶液,尔后滴加预乳化的种子单体,使其聚合生成种子。
保温0.5 h后开始滴加预乳化的外层单体以及余下的引发剂溶液。
升高温度保温1 h使反应完全,降温至60℃以下出料,得到聚合物乳液。
按照上述工艺分别制得固含量为40%的MMA/BA/AA和St/BA/AA乳液。
(2) 依次称取前一步制得乳液重量的12.5%做种子,加入部分水以及少量的引发剂过硫酸钾,水浴升温到86℃,开始滴加与种子等重量的单体(单体用少量乳化剂预乳化后加入),2 h内滴完,补加少量的引发剂使反应完全,将余下的水加入体系。
保温1 h。
(3) 降温至60℃,过滤出料,制得不同粒径的MMA/BA/AA和St/BA/AA的系列乳液。
1.3 粒径增长与种子用量的计算设a为种子乳胶中所含固体重量(g),x为聚合加入的单体重量(g)。
则种子增长比为(x+a)/a设种子乳液粒径为d1,增加x重量以后的直径为d2,则体积增长比为(d2/ d1) 3,因此(d2/ d1)3=(x+a)/a所以d2= d1[(x+a)/a]1/3如果要求粒径每增加2倍,即d2/ d1=2则(x+a)/a =23=8因此取前一步乳液的12.5%(单体量5 g)作为种子,可制得粒径增大一倍的40%的乳液。
1.4 表征Malvern Acoto Sizer LocFc963激光散射粒度分布仪,颗粒尺寸用Z均数值表示。
向乳液中滴加20%(质量分数)三氯化铝水溶液进行破乳,经多次洗涤后将固体物充分干燥,用DSC法测定聚合物的玻璃化温度Tg。
取适量的乳液配制样品,将其均匀地涂布在最低成膜温度测定仪上,记录样品形成均匀薄膜的最低温度(MFT)。
2 实验结果与讨论从本质上说,水胶乳成膜过程是一种分子链凝聚现象,是一个从颗粒相互接触、变形到分子链相互贯穿的过程,这个过程与高分子链的初始构象、分子运动性质、成膜条件和扩散动力学过程密切相关,并对最终膜的性能有重要的影响。
宏观上体现为乳胶粒粒径、成膜温度、水的塑化作用对成膜过程的影响,并决定着最终胶膜的性能。
如果将聚合物水胶乳浇铸在基质上,并在某一温度下将水分蒸干,得到的是不透明薄膜,说明在薄膜内部仍有许多孔隙、散射面;如果在高于某一温度下蒸干,就会得到均相和透明的薄膜,这种临界温度就是最低成膜温度(MF T)。
它是乳液成膜性能的体现。
2.1 颗粒大小影响最终薄膜特性的主要因素之一是乳液聚合物颗粒的大小。
表1、表2分别是MMA/BA/AA、St/BA/AA共聚乳液的粒径与成膜温度的关系。
表1 MMA/BA/AA共聚乳液的粒径与成膜温度的关系为了排除玻璃化温度不同带来的影响,用MFTTg对粒径作图得到图1和图2,MFT-Tg在一定程度上反映了乳胶粒的形变力,MFT-Tg越小,变形力越大。
图1和图2表明MFT-Tg随粒径的减小而减小。
从表1、表2中还可看出,随粒径减小,差值减小幅度增大,即乳胶粒的形变力增大明显。
另外对于相同Tg的St/BA/AA共聚乳液和MMA/BA/AA共聚乳液,前者的MFT-Tg较后者高7℃左右。
根据Visschers、Lamprecht、Brown等的研究表明,聚合物变形力随粒径的减小而增大。
实验结果与上述结论是一致的。
至于不同体系,粒径对乳胶粒变形力影响程度不同,分析认为是由于水的增塑作用造成的。
传统上对单分散的聚合物颗粒成膜研究得较多,但工业上得到的聚合物胶乳颗粒粒径分布都很宽,小颗粒是刺激大颗粒变形还是成为小颗粒镶嵌在大颗粒之间的共连续结构呢?这些都是值得进一步探讨的问题。
2.2 水的影响在玻璃态,主链和链段处于被冻结状态,只有侧基、支链和小链节能运动,整个大分子不能实现构象转变,外力只能促使高聚物发生刚性形变。
当温度升到玻璃化温度时,链段运动被激发,高聚物进入高弹态,分子链可以在外力下改变构象,在宏观上表现出很大的形变。
从理论上,只有高于玻璃化温度,大分子的链段才可以运动,成膜才能进行。
在实验室我们注意到玻璃化温度高于40℃的乳液在室温下干燥也可以形成连续的膜,说明水在成膜过程中起到了增塑作用。
因此又对湿聚合物的Tg(湿Tg)进行了测试,湿Tg是将形成的胶膜浸于水中24小时胶膜完全被饱和后测得的Tg。
结果见表3。
①ΔTg= Tg-湿Tg对于不同体系,水的增塑作用不同,见表4。
从表4中可以看出,对于粒径相同的乳液,MMA/BA/AA共聚乳液的水塑化程度大,这是由于MMA/BA/AA共聚乳液中的MMA含有较多的亲水基团而造成的。
进一步可以得出水对于完全疏水的聚合物不存在塑化作用,而对于亲水共聚物由于塑化作用的存在导致成膜性能存在很大的差异。
因此对于疏水性聚合物没有必要特别强调水在成膜过程中的作用。
从表4中还可以看出,同系列的乳液,粒径减小塑化程度加大。
根据粒径小水的塑化程度大,可以推测,塑化程度的大小取决于乳胶粒的表面积。
进一步可以得出,膜表面的玻璃化温度低于内部的玻璃化温度。
在试验中我们也观察到,薄涂可以形成透明膜的乳液,涂厚了仅有外层可以成膜,而内部成白色的粉状。
研究发现,纯聚苯乙烯乳液在100nm厚时玻璃化温度是102℃,而膜厚10 nm时的玻璃化温度是-70℃。
2.3 温度对成膜的影响很多研究表明,升温或热处理有利于聚合物胶乳成膜[2]。
热既可活化高分子的分子运动,又能增大链段间自由体积,两种都有利于高分子链的松驰,并达到相互扩散和贯穿而成膜。
研究发现,成膜温度对胶膜的性能有一定的影响,并非越高越好。
表5考察了成膜温度对粒径21.2 nm、Tg 49.5℃、MFT 42.2℃的MMA/BA/A A乳液胶膜性能的影响。
可以看出,在低于成膜温度2.2℃的40℃下成膜,形成的是半透明碎裂的胶膜,而不是连续的胶膜,说明低于MFT不能形成满足要求的连续胶膜,但半透明碎膜的形成说明此时乳胶粒也已发生了较大的形变。
当成膜温度升高到MFT时,一周后胶膜的抗冲击性能达到最大。
由于热既可活化高分子的分子运动,又能增大链段间自由体积,作用的结果都有利于高分子链的松驰,使分子链达到相互扩散和贯穿而成膜的时间缩短。
随成膜温度的提高,胶膜抗冲击性能达到最大值的时间缩短。
成膜温度并不是越高越好,否则胶膜最终性能降低,当成膜温度为70.0℃时一天后胶膜的抗冲击性能就已经稳定,但大大低于MFT下形成的胶膜。
若温度升高到一定程度时,整个分子链可发生相互滑动,成膜虽很快,但由于分子链运动几乎没有约束,分子链在空间构象上的物理缠绕程度减小,此时形成的涂膜抵抗外力的能力下降,即聚合物的强度下降,胶膜综合性能将达不到理想值。
所以乳液成膜温度与成膜物的玻璃化温度差值不能太大,换句话说,乳液凝聚成膜需要比较长的时间。
2.4 寡链高聚物微乳液的成膜用微乳液聚合法合成聚合物微乳液时,链增长被限制在一个很小的空间内,这种受限自避链有较高的构象能。
若控制引发剂浓度,使每个微乳胶束中只有一个或几个引发剂分子,则每个微乳聚合物颗粒最终只有几根分子链,称为“寡链(pauc i-chain)高分子[3]”。
通过微乳液聚合得到的乳胶粒中寡链高分子链段空间密度相对较低,分子链间的缠结较少。
因为没有相邻分子链的穿透,分子链段的堆砌比通常的多链高分子要疏松些,它应具有与普通相互穿透的多分子链聚合物乳液不同的成膜过程。
为此,测试了寡链高聚物微乳液的最低成膜温度,并与普通高斯链微乳液进行了比较。
表6考察了粒径相同的普通乳液聚合法(样品1)和微乳聚合法(样品2)合成的MMA/BA/AA乳液的成膜过程。
表6 MMA/BA/AA共聚乳液的凝聚态对成膜性能的影响样品1与样品2的粒径相同,由样品2固含量低于样品1,而黏度大于样品1的事实可以推测,样品2中乳胶粒个数多;从两个样品的单体组成相同,分子量几乎相等可以推测,每个分子链聚合度应该相差很小,因此固含量小的样品2分子链总数小于样品1。
样品2中,较少分子链要分布于较多的乳胶粒,每个乳胶粒中的分子链数目一定少,相对于样品1来说,样品2属于寡链高聚物,分子链段的缠结不同于样品1。
成膜温度升到MFT以上时,链段的布朗运动驱使不同粒子中的高分子链彼此扩散,直到界面完全消失为止。
伴随这种扩散过程,界面间的强度逐渐增加,粒子接触处的最终强度与本体的完全一样。
从理论的角度来看,这个过程是非常有趣的。
在通常的高聚物中,高分子链段是服从高斯分布的,限制在小球中的高分子链的构象是紧缩的。
升温后,高分子链的扩散导致构象不规则化,又过渡到高斯分布,体系的熵增加。
另外,高分子链间缠结的形成导致高分子链的扩散采取“蛇行”运动,结果是界面处的密度不连续性要持续整个“蛇行”运动时间,也许是相当缓慢的过程。
低分子量样品中,高分子链间的缠结密度比较小,对扩散过程的影响不显著,扩散所需的活化能与本体中的几乎相等。
而对于高分子量的胶粒,分子链段间的缠结非常重要,它阻碍了高分子链的扩散,缠结密度越大,高分子链的扩散越困难。
样品2分子链段间的缠结密度小,高分子链的扩散容易进行,而且在链增长过程中积累了较高的构象能(从图3和图4中可得到验证),因此表现出了较大的形变力,MFT-Tg大。
图3是样品2的DSC曲线,发现在玻璃化转变前有一明显的放热峰,经过升温测试过DSC曲线的样品,用空气冷却到室温后再进行第二次升温DSC测定,或原始颗粒经氯仿溶解制膜进行DSC测定,放热峰不再出现而只有Tg转变的吸热阶跃(图4),说明在链增长过程中积累了较高的构象能。