有機(jī)硅改性丙烯酸乳液的研究.pdf

1、本論文采用種子乳液聚合法合成了丙烯酸酯乳液。丙烯酸酯乳液軟/硬單體配比為1:2；采用可聚合反應(yīng)型乳化劑V和非離子型乳化劑OP-10作為復(fù)合乳化體系，用量比為1:1時乳液綜合性能最好，單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％以上。討論了合成工藝對乳液性能的影響。引發(fā)劑為0/2％時單體轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)速度也較合理；聚合溫度為85℃對反應(yīng)最為有利。 在合成純丙乳液的基礎(chǔ)上，用有機(jī)硅對丙烯酸酯乳液進(jìn)行了改性。改性后的乳液呈藍(lán)光乳白色；硬度為擺桿硬度0.6；粒

2、徑0.09μm；機(jī)械、凍溶穩(wěn)定性良好；耐水性明顯提高，乳液穩(wěn)定性良好：在室內(nèi)裝修、工業(yè)防護(hù)和織物皮革表面處理等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用價值。同時，討論了乳液合成過程有機(jī)硅可能存在的反應(yīng)及控制反應(yīng)朝預(yù)期方向進(jìn)行的有效手段：采用紅外表征了有機(jī)硅參與了聚合反應(yīng)；采用DSC表征了改性乳液的Tg略微降低，在33.7℃左右；采用透射電鏡表征了乳液的顆粒形貌，結(jié)果表明乳液顆粒大小均勻，為球粒狀。 對丙烯酸酯聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了量子化學(xué)研究。量子化學(xué)計(jì)算

3、結(jié)果表明，MMA和BA生成二聚體的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓為-82.12580kJ/mol；標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能為-6.93987 kJ/mol；墑增為-42.621 Cal/Mol-K。由于體系的△H<0、△S<0、△G<0，因此，如果沒有外力的作用，MMA、BA不能自發(fā)的生成二聚體。在引發(fā)劑APS的引發(fā)下，丙烯酸酯分子C=C鍵上的碳原子由于受到引發(fā)劑的攻擊外層電子發(fā)生躍遷，分子軌道(MO)證實(shí)了其成鍵軌道轉(zhuǎn)變?yōu)榱烁吣芗壍姆存I軌道，形成活性單體從而引發(fā)

4、反應(yīng)。通過內(nèi)稟坐標(biāo)法(IRC)對丙烯酸酯聚合過程的計(jì)算表明，在鏈引發(fā)反應(yīng)和鏈增長反應(yīng)中，反應(yīng)物都需要先克服活化能到達(dá)能量較高的過渡態(tài)，然后形成能量較低的產(chǎn)物。鏈引發(fā)反應(yīng)過程的活化能較低，從過渡態(tài)到產(chǎn)物的活化能量為24.71 kJ/mol，從過渡態(tài)到產(chǎn)物放熱約為36.96kJ/mol，反應(yīng)易于進(jìn)行；鏈增長反應(yīng)過程從過渡態(tài)到反應(yīng)物活化能約為35.43kJ/mol，從過渡態(tài)到產(chǎn)物的放熱為47.35kJ/mol。鏈引發(fā)反應(yīng)和鏈增長反應(yīng)均為放熱反