羧基分布對(duì)丙烯酸酯乳液性能的影響.pdf

1、丙烯酸酯乳液易于合成,表面帶羧基基團(tuán)的乳膠粒子易于表面功能化,但羧基的分布情況直接影響乳液的各項(xiàng)性能,研究羧基的分布有重要的理論和實(shí)際意義。本論文選用聚氧乙烯-4-酚基醚硫酸銨鹽(CO-436)為乳化劑,過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)為主要反應(yīng)單體,丙烯酸(AA)和衣康酸單丁酯(MBI)為羧基功能單體,設(shè)計(jì)了兩種截然不同的聚合工藝,即預(yù)乳化工藝A與直接滴加單體的工藝B,通過(guò)半連續(xù)乳液聚合成功制備了一系列

2、理論固含量為40％的丙烯酸酯乳液,采用的聚合方法具有所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易、成本低、對(duì)環(huán)境友好無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
　　 論文通過(guò)電導(dǎo)滴定法計(jì)算得到乳液的羧基分布,并對(duì)乳化劑及引發(fā)劑用量、功能單體用量、聚合滴加工藝等因素如何影響乳液的羧基分布,羧基分布又如何影響乳液及其乳膠膜的各項(xiàng)性能等問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,為制備穩(wěn)定的、耐水性等綜合性能優(yōu)良的丙烯酸酯乳液提供了理論指導(dǎo)。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在82±2℃,引發(fā)劑APS及乳化劑

3、CO-436用量分別為0.4％和0.8％時(shí)為最佳聚合條件,乳液穩(wěn)定性及乳膠膜的耐水性良好。在最佳聚合條件下,以.AA作為功能單體制備乳液時(shí),選用工藝A可提高乳液的聚合穩(wěn)定性;使用MBI制備乳液時(shí),選用工藝B有助于提高乳液的穩(wěn)定性。隨羧基單體用量的增加,乳液的表面羧基含量(Cs)、包埋羧基含量(Cb)及自由羧基含量(Cf)均增加。聚合滴加工藝、功能單體的親疏水性強(qiáng)弱對(duì)乳液的羧基分布、粒徑及形貌的影響顯著,直接滴加單體工藝制得乳液的Cb大于

4、預(yù)乳化工藝;AA制得乳液的Cs遠(yuǎn)大于使用MBI制得的乳液,且前者制得的乳膠粒子表面凹凸不平,粒徑隨功能單體用量的增加而增大,而后者制得的乳膠粒子表面光滑,粒徑在93～97nm的窄范圍內(nèi)分布。
　　 羧基的分布對(duì)乳液的穩(wěn)定性及黏度,乳膠膜的耐水性、耐溶劑性、耐熱穩(wěn)定性及拉伸性能均會(huì)產(chǎn)生影響。所制得乳液的高溫穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性均良好,而Cs的增加可改善乳液的機(jī)械穩(wěn)定性,但過(guò)多的Cs不利于乳液的凍融穩(wěn)定性。乳液的黏度隨Cs的增加而增大

5、,使用預(yù)乳化工藝有利于制備粒徑大、黏度低的乳液。Cs是影響乳膠膜耐水性的主要因素,Cs越高,乳膠膜的吸水率越高,但所有乳膠膜對(duì)水的接觸角均在75°以上,表明乳膠膜在短時(shí)間內(nèi)能表現(xiàn)良好的拒水性。Cb是影響乳膠膜耐溶劑性的主要因素,Cb越高,乳膠膜的溶脹率越高。乳膠膜的熱分解溫度均隨著段基單體用量的增加而有略微的提前,Cs的增多并不利于乳膠膜的熱穩(wěn)定性,而含MBI體系膜的耐熱性不如含AA體系的膜好,且MBI用量越大,其降低乳膠膜熱穩(wěn)定性的作