含氟丙烯酸酯共聚乳液合成工艺的研究

１３ 性能测试 及表征 ．
嗵 讯作者 ：王罗新 （ ９ １ ，男 ，副教授 ，博士后 ，研究方向：纺织材料、纺织品功能助剂 １７ 一）
基金 项 目：武 汉市 科技 攻关 计划项 目 （ ０９０ ２ １ ２０ １３ １０ ）． １
第 ６期
陈鑫涛 ，等 ：含氟丙烯酸酯共聚乳液合成工艺 的研究
子乳液聚合法合成了含氟丙烯酸酯共聚乳液 ，研究 了各个影响因素对单体转化率的影响。
１ 实验 部 分
１１ 主 要原 料 与 试 剂 ．
甲基丙烯酸甲酯 （ Ｍ 、丙烯酸正丁酯（ Ｂ ） 均为 ｃ ，国药集团化学试剂有限公司） Ｍ Ａ） ｎ Ａ ，（ — Ｐ ：用质量分 数为 ５ ％的 Ｎ Ｏ ａ Ｈ水溶液洗涤至水层 （ 下层 ） 由红色变为无色 ， 再用去离子水洗涤至 ｐ ＝ ， Ｈ ７ 存放于棕色瓶
Ｓ ｌ ｓｏ ｔ ｔ ＝— — Ｏ ％ ｏｉ ｃｎｅ （ ｄ ｎ ％） Ｘ１０
： —
—
ｗ￣－ ｗ０
一
（） １
Ｃ ｎ ｅｓｔ ｎ％、 ｏ ｖｒａｉ （ ＝— ｏ
［３Ｓｉｃ ｔｔ ） Ｗ ×０ Ｗｘｏｄｏｅ（ ］ ４ １ ％ ｌ ｎｎ％ － ｓ ０
—
（） ２
其 中式 （ ）中 ｗ。 １ 为称 量瓶 的重 量 ， ｗ ｗ 别为 待测 试样 烘 干前后 的重 量 ；式 （ 和 分 ２）中 ｗ， 为投 入
原料的总重量 ，ｗ 为不挥发物组分的重量 ，ｗｓ 为投料单体的总重量 。
１３２ 乳 液 稳 定 性 ．．
１ ７
１ ． 乳液 固含 量及 单体 转化 率 ．１ ３
固含量及转化率通过重量法来测定。间隔一定时间用吸管从反应体系中吸取 １ ２ 的聚合物乳液 ，以 —ｇ ２ ％的对苯二酚水溶液为阻聚剂 ，加到已知重量 的称量瓶 中，在 １０ ｌ ℃左右烘至恒重。共聚乳液 的固含量 （ｏｄ ｎｅｔ 及转化率（ ｎｅ ａ ｏ） ｓ ｉｓ ｏｔ ） ｌ ｃ ｎ ｃ ｖｒ ｔｎ ｏ ｓ ｉ 分别用以下公式 计算 。
含量 的增加而逐渐降低 。
关键 词 ：含氟丙烯酸酯；共聚乳液 ；单体 转化率
中图分类号 ：Ｔ ３ ６３ Ｑ １． ３ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ —５ ６ （０ １ ６ ０ ６ ４ ０ ９ １０２ １） —０ １ —０ ０
含氟丙烯酸酯聚合物 固体表面与空气间的分子 问作用力较低 ，使得含氟丙烯酸酯 聚合物具有低表面 能，一般很难被有机液体和水润湿 ，因而表面趋于不粘性和低摩擦系数 ，同时含氟聚合物具有良好 的耐候 性 ，因此在涂料 、织物整理等领域具有广泛应用 。目 前有关含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成研究比较活跃
铵 （ Ｐ ）用 量、反应 温度 、含 氟单 体 甲基丙烯酸十二氟庚酯 （ Ｆ Ｍ ＡＳ Ｄ Ｈ Ａ）用 量、乳化剂 十二烷基硫 酸钠 （ Ｄ Ｓ Ｓ）用
量对单体 转化率的影响。结果表 明：ｐ Ｃ — Ｄ的加入对单体 最终 转化 率影 响不大 ，且单体 的转化速率随着 Ｂ Ｃ — Ｄ用量 的增加而 降低 ； Ｐ 含 量为 Ｏ６ ｔ ， ＡＳ ． ％ 所得共 聚乳液转化率高 ， ｗ 稳定性好 ； 最佳反应温度为 ８ ｃ ；转化率 随 Ｄ Ｈ Ａ ０ｃ ＦＭ
１２ 含氟 丙烯酸酯共聚乳液的制备 ．
比例将定量的乳化剂 、 环糊精和去离子水投入装有温度计 、 电动搅拌器及回流冷凝管的 ２ ０ Ｌ 口圆 ５ｍ 三 底烧瓶中，在 ５ —０ ０ ６ ℃下搅拌一段时间，待乳化剂和环糊精完全溶解后 ，依次加入定量的甲基丙烯酸 甲酯
和丙烯酸正丁酯，高速搅拌约 ３ｍ ｎ ０ ｉ。充氮保护并升温至反应温度 ，降低搅拌速度 ，向体 系中加入 １ ／ ３引 发剂水溶液 ， 反应约 ２ — ０ ｉ，得种子核乳液。保持反应温度恒定，然后将剩余 ２ 引发剂水溶液 、甲基 ０ ３ｍｎ ／ ３ 丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸正丁酯 的混合单体采用间歇法加入上述种子核乳液中 ，待温度稳定后开始计 时 ，保温反应 ２ 。反应结束后 自然冷却至室温 ，停止搅拌 ，过滤 、出料。 ｈ
中备用 ；甲基丙烯 酸 十二氟 庚￣ （Ｆ Ｄ ＨＭＡ，工 业级 ，雪佳 氟硅 化学 有 限公 司） ；过硫 酸铵 （ Ｐ ，Ａ Ａ Ｓ Ｒ，国药 集 团化学试剂有限公司 ） ；十二烷基硫酸钠 （ Ｄ ，Ｃ ，国药集团化学试剂有限公司 ） ＳＳ Ｐ ；ｐ一 环糊精（ — Ｄ ｐＣ，
ｃ ，国药集团化学试剂有限公司） Ｐ ；去离子水（ 制） 自 。
陈鑫涛 ，王 罗新 ，卢 明华 ，易长海 １ ，邹汉涛 ，甘厚磊
（ 武 汉纺织大学 材料科 学与工程学院 ，湖北 武汉 ４ ０ ７ ；２天门职业学院，湖北 天 门 ４ １ ０ ） １ ３０３ ３ ０ ７
摘
要 ：通过种子乳液聚合法合成含 氟丙烯酸酯共聚乳液，探讨增溶 剂 ｐ 环糊精 （ — Ｄ 一 ｐ Ｃ ）用 量、引发剂过硫酸
第２ ４卷 第 ６期
２ １年 １ 月 ０ １ ２
武
汉 纺
织
大
学
学
报 Biblioteka Baidu
、０ ． ｏ６ ，１２４ Ｎ ． Ｄ ｅｃ． ２０ １１
Ｊ ＵＲＮ Ａ Ｌ Ｏ Ｏ Ｆ Ｗ Ｕ Ｈ ＡＮ ＴＥＸ ＴＩ Ｕ Ｎ Ｉ ＥＲ ＳＩ ＬＥ Ｖ ＴＹ
含氟丙烯酸酯共聚乳液合成工艺 的研 究
［－］ ３６
，
但是含氟单体本身密度大 ，出现预乳化难 、引发难 、共聚效率低等问题 ，使合成稳定的含氟丙烯酸
酯共聚乳液有一定的难度 ，加上含氟单体价格昂贵 ， 含氟单体的大量使用必然会使得含氟丙烯酸酯聚合物 的价格增加 ，因此 ，如何提高含氟单体的有效利用率 ，是值得研究 的一个课题。
环糊精 “ 内疏水外亲水”的独特性质使其可以捕获疏水性聚合单体小分子形成包合物 ， 包合物提高疏 水性分子在水 中的溶解度 ，可使这类单体很容易进行乳液聚合而不需要使用大量的表面活性剂嘲 。针对含 氟单体预乳化难的问题 ， 本文尝试通过引入增溶剂 ｐ 环糊精 ，在少量表面活性剂存在 的条件下 ，采用种 一