微波辐射无皂乳液聚合法制备单分散交联PMMA微球及其性能研究

采用无皂乳液聚合法,以二乙烯苯为交联剂,氯化钾为电解质,过硫酸钾为引发剂,在微波辐射条件下制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球。研究了过硫酸钾和氯化钾的物质的量浓度对PMMA微球的平均粒径和多分散性指数的影响,分析了微波功率、搅拌速度与PMMA微球形貌和粒径的关系。检测了不同pH值时PMMA乳液的电动(Zeta)电位,表明PMMA表面产生负电荷,使PMMA微球呈现稳定的分散状态。制备的PMMA呈现类球形,粒径为100~400 nm,在过硫酸钾物质的量浓度为5.69×10^(-3)mol/L及氯化钾物质的量浓度为1.03×10^(-2)mol/L时,微球的多分散性指数<0.1。原子力显微镜检测了最优工艺条件下,PMMA微球的力—位移曲线并分析了其弹性力学性能。

海上油田开发用抗温抗盐乳液聚合物研制与性能评价

为满足海上油田开发对聚合物溶解速度、抗温和抗盐性能的要求,使用自制的高效聚合物乳化剂和热稳定剂,采用低温复合引发体系多段引发,制备了超高相对分子质量的速溶抗温抗盐型乳液聚合物,分析了制备工艺,助溶剂、功能单体和热稳定剂加量对聚合物性能的影响。结果表明,通过工艺优化可制备得到相对分子质量2200万~2400万的聚合物,尿素和硫酸钠可显著提高超高相对分子质量抗温抗盐乳液聚合物的溶解速度;聚合时添加N,N-二甲基丙烯酰胺、自制热稳定剂和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠,可显著提高聚合物的抗温抗盐性能。采用电镜、激光粒度仪、GPC和TGA等方法,评价了超高相对分子质量抗温抗盐型乳液聚合物的结构及性能,结果表明,制备的聚合物乳胶粒粒径分布均匀、相对分子质量分布窄和耐温性能好,在矿化度35000 mg/L、温度75℃条件下,乳液聚合物30 d的黏度保留率大于90%。研究表明,超高相对分子质量抗温抗盐型乳液聚合物具有速溶、相对分子质量高和抗温抗盐性能好的特点,可以用于海上油田驱油开发。

反相乳液聚合异相共引发制备PAM@PS补丁型粒子

以水溶性的丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钠(AANa)以及油溶性的苯乙烯(St)为单体,将水溶性还原剂加在水相,油溶性氧化剂加在油相,通过氧化-还原引发剂在油水界面共引发单体共聚,利用反相乳液聚合异相共引发方法制备了具有乳化性能的补丁型粒子。优化了聚丙烯酰胺@聚苯乙烯(PAM@PS)补丁型粒子的合成条件,评价了粒子的乳化柴油的性能。较优反应条件为:油中St和水中(AM+AANa)的质量比1∶4,油水质量比为1.1∶1,单体总质量分数为40%,反应温度为40℃,反应时间12 h。反应所得补丁型粒子在水中用量不小于0.02%(质量分数),便可与柴油形成稳定的水包油乳液。

反相乳液聚合法制备缔合型耐盐聚合物及其流变性能

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-十二烷基磺酸钠(AMC_(12)S)、疏水单体29-(4-辛基苯氧基)-3,6,9,12,15,18,21,24,27-壬氧烷酮基甲基丙烯酸酯(GTE-10)为原料,通过反相乳液聚合法制备了一种缔合型耐盐聚合物p(AM/AMC_(12)S/GTE-10)。通过FTIR、~1HNMR、SEM、TEM及激光粒度分析仪对其结构和形貌进行了表征,并对其流变性能、触变性能和黏弹性进行了评价。结果表明,疏水单体GTE-10成功引入聚合物中,聚合完成后的乳液粒径分布集中且均一,盐(NaCl、CaCl_(2))的加入使p(AM/AMC_(12)S/GTE-10)分子聚集态更紧密,形成的空间网络结构更稳定。质量分数为0.7%的p(AM/AMC12S/GTE-10)聚合物水溶液在140℃时表现出较好的耐温性能;在120℃、170s^(–1)条件下剪切1 h,在质量浓度为20000 mg/L的NaCl和CaCl_(2)水溶液中分别配制质量分数0.7%的聚合物溶液,其表观黏度分别为64.8和54.1m Pa·s;聚合物具有较好的剪切恢复性能;盐水条件下储能模量大于损耗模量,金属离子与苯氧乙烯基发生络合反应,使分子间作用力增强,形成的空间结构更稳定且难被破坏,黏弹性更高。

丙烯酸丁酯碘转移细乳液聚合动力学

碘转移聚合(ITP)是一种链调控剂易得的可逆失活自由基聚合法,细乳液ITP具有高的链调控剂使用效率和乳液稳定性。以碘仿为链转移剂、2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBA)为引发剂,进行丙烯酸丁酯(BA)细乳液ITP,研究AIBA浓度、碘仿浓度和聚合温度对BA聚合转化率、反应速率、聚丙烯酸丁酯(PBA)平均分子量和分子量分布的影响。结果表明:BA细乳液ITP反应快,前期符合一级反应特征,表观反应速率常数随AIBA浓度增大和聚合温度升高而增大;碘仿浓度对反应速率影响不大,但影响PBA的分子量,当碘仿相对单体的摩尔浓度由1‰降低到0.25‰时,转化率大于90%的PBA的数均分子量由1.2×10^(5)增大到5.0×10^(5)左右。以PBA为大分子调节剂种子乳液进行甲基丙烯酸甲酯(MMA)扩链(其中BA与MMA物质的量比为1:1),成功制备了分子量和乳胶粒子粒径均增大的PMMA-b-PBA-b-PMMA共聚物乳液。聚合动力学研究和聚合物结构表征证实了BA和MMA细乳液聚合的“活性”特征。

甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯的细乳液聚合研究

通过细乳液聚合法制备得到甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(TFEMA)含氟聚合物乳液,考察乳化剂、助乳化剂、单体含量和超声波强度等因素与聚合反应的对应关系,研究不同类型乳化剂对乳液性能的影响,同时测试乳胶粒的形貌。结果表明,采用细乳液聚合法可以得到稳定性好、粒径分布均匀、分子质量大的含氟聚合物乳液,乳胶粒的粒径为纳米级,乳化剂的选取对乳胶粒的性能产生较大影响。

反相乳液聚合法制备抗盐型两性共聚物P(AM-AA-AMPS-DAC)乳液

本文以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,白油(W1-TB)为油相,Span-80和Tween-80为乳化剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用反相乳液聚合法制备两性丙烯酰胺共聚物P(AM-AA-AMPS-DAC),重点探讨油水比、乳化剂用量、引发剂用量、单体用量以及p H值对共聚物表观黏度的影响。实验结果表明,当油水比为1∶1,乳化剂用量为3%(以体系总质量计,下同),引发剂用量为0.06%,单体用量为35%,初始引发温度为60℃,pH值为7时,制备的两性丙烯酰胺共聚物乳液在去离子水中的表观黏度值为150mPa·s,在矿化度为30000 mg/L盐水中的表观黏度值为60 mPa·s,其黏度保留率为40%,呈现出较好的抗盐性。

乳液聚合法制备聚(苯乙烯-丙烯腈)/Fe_(3)O_(4)磁性微球及对亚甲基蓝吸附性能研究

本文以苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)原料,采用乳液聚合法在Fe_(3)O_(4)磁流体存在下进行双层表面活性剂的修饰制备了聚(苯乙烯-丙烯腈)/Fe_(3)O_(4)磁性高分子微球。进行了红外光谱(IR)、X-射线衍射仪(XRD)、粒径分析等手段表征磁性微球的组成成分,探究了不同比例的微球对亚甲基蓝的吸附性。最后,对比了不同乳液聚合体系中磁流体的添加量、聚合温度、单体加入方式等因素对聚(苯乙烯-丙烯腈)磁性微球粒径、分散度的影响及其对亚甲基蓝的吸附效果。结果表明:乳化温度30℃,磁流体添加量30 mL,采用逐一加入摩尔比为1:1的单体时得到的微球粒径最小(为1417.6 nm),且粒径分布均匀;乳化温度30℃,磁流体添加量40 mL,采用逐一加入摩尔比为1:1的单体对亚甲基蓝吸附效果最好去除率可以达到80%。

Pickering乳液聚合法制备TATB/HMX基复合微球

为了提升HMX的安全及应用性能,采用Pickering乳液聚合法,以固体粒子氧化石墨烯(GO)为稳定剂,分别以聚醋酸乙烯酯(PVAc)和聚苯乙烯(PSt)为黏结剂制备了两种TATB/HMX基复合粒子;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品进行了表征,并测试了其撞击感度和摩擦感度。结果表明,制备的TATB/HMX基复合粒子均为表面均匀密实的球形颗粒,所含HMX和TATB的炸药晶型均未改变;与HMX原料相比,复合粒子的表观活化能(E_(a))提高,其中TATB/HMX/PVAc/GO复合粒子的E_(a)提高了44.18 kJ/mol,TATB/HMX/PSt/GO的E a提高了40.5 kJ/mol;撞击感度和摩擦感度明显降低,以PVAc为黏结剂更适合复合粒子的制备,其临界撞击能量由5.5 J提升至60 J,临界摩擦压力由128 N提升至324 N,说明制备的复合微球的热安全性和机械安全性大大提高。

乳化性能对乳液聚合体系稳定性及反应过程的影响

反相乳液聚合是合成聚丙烯酰胺一种重要的聚合方式,乳液体系由聚合单体水溶液、溶剂及乳化剂组成,体系的乳化性能对乳液的稳定性、聚合反应过程及产品粒径分布具有重要影响。本文通过研究体系中亲水乳化剂含量、总乳化剂含量、亲油/亲水乳化剂配比对乳液稳定性及聚合过程的影响,精确计算每组实验乳液体系的乳化性能,确定了水油比例为1.5时,粒径200~450 nm产品乳化体系稳定、反应过程较好的乳化性能区间,为后续同类反应研究提供参考。

辐射乳液聚合羧基型丙烯酸酯橡胶的性能评价

评价了辐射乳液聚合羧基丙烯酸酯橡胶的加工性能、力学性能、耐热空气老化性能、压缩永久变形以及耐油性能,并与国外牌号的丙烯酸酯橡胶进行性能对比。结果表明,辐射法丙烯酸酯橡胶加工性能优异,焦烧时间合适,硫化速度快,相对分子质量大,交联网络完整,其硫化胶力学性能和耐油性能优异;其热空气老化性能和压缩永久变形能与国外品牌丙烯酸酯橡胶媲美。

乳液聚合在油田开发应用中的研究进展

概述了乳液聚合的特点,对常用乳液聚合方法进行了分类介绍。综述了乳液聚合产品在油田开发中的应用,如钻井液处理剂、酸液稠化、堵水调剖及调驱、钻井防漏堵漏、油田固沙以及污水处理等方面的应用。探讨了乳液聚合产品在油田开发领域的不足和应用前景。为了满足开发深井超深井的需求,乳液聚合产品应具有良好的抗温、抗盐及力学性能。

乳液聚合法制备聚合物/石墨烯复合材料研究进展

综述了近些年来使用乳液聚合法制备聚合物/石墨烯复合材料的国内外研究现状,详细阐述了制备聚合物/石墨烯复合材料的乳液聚合方法,总结了乳液聚合法中聚合物的种类和石墨烯的改性方法以及复合材料的性能改善,并对乳液聚合法制备聚合物/石墨烯复合材料的应用领域和研究方向进行了展望。

乳液聚合技术最新研究进展

在简单介绍乳液聚合特点的基础上,重点对近几十年来乳液聚合中发展的新技术,如核/壳乳液聚合、互穿网络聚合、微乳液聚合、无皂乳液聚合以及其它的一些新型乳液聚合方法进行了综述。

乳液聚合制备印刷包装用复合胶粘剂的现状及未来发展

印刷包装领域用复合胶粘剂的水性化已有25年的历史。在这25年的发展历程中,从最初的几家公司发展至2006年的数十家,再经10余年的发展,与其他乳液聚合产品一样逐步形成了垄断局面。纸塑复合领域基本被8家公司所垄断,塑塑软包装用水性复合胶粘剂基本由5家公司所垄断。本文就印刷包装用复合胶粘剂的现状及未来发展进行综合评述,并就目前国内印刷包装领域用丙烯酸酯乳液复合胶粘剂所用的交联技术在不同使用场所存在的可能问题提出了有效的解决途径。

微乳液聚合在制备聚合物纳米微粒中的应用研究

综述了徽乳液形成的条件,正相微乳液聚合、反相微乳液聚合、双连续微乳液聚合的特征研究,及其用于聚合物纳米微粒和有机/无机复合纳米微粒制备的研究进展。

抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂的合成与评价

针对水基钻井液钻遇高温高矿化度地层时滤失量大、流变性控制难等问题,开展了抗温抗盐降滤失剂的研究。以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-乙丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为单体,采用反相乳液聚合法制备一种抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂。正交试验确定其最佳合成条件为n(AM)∶n(AA)∶n(AMPS)∶n(NVP)=3∶2∶0.5∶0.4,HLB=4.5,反应温度为50℃,反应时间为5 h。在该条件下合成出降滤失剂LX-28。其红外光谱分析表明4种单体均参与反应,热重分析显示其功能性基团开始降解温度为345℃。在淡水浆和复合盐水浆中评价了LX-28与同类产品的抗温抗盐降滤失性。结果显示,LX-28在淡水浆中抗温达220℃,抗盐至饱和,且滤失量降低率远高于同类产品;在复合盐水浆中抗温达200℃,滤失量降低率80.6%以上,优于同类产品。电镜扫描滤饼分析其微观形貌,揭示了LX-28的降滤失机理。

乳液聚合的最新进展（上）

本文对近１０多年中发展起来的与乳液聚合相关的聚合技术，如无皂乳液聚合、细乳液聚合、微乳液聚合、分散聚合等，也对其实施方法、理论研究结果和应用作了介绍；还针对近年来已经成为热点的核壳乳液、单分散聚合物微球及表面官能化的乳液微球的制备方法及应用进行了综述。

细乳液聚合应用研究进展

细乳液聚合因其体系稳定性高、成核期长、聚合速率适中以及单体不需要通过水相扩散等独特之处而备受关注,随着对细乳液聚合组分、均质技术以及细乳液聚合机理的深入研究,细乳液聚合的应用日益广泛。总结了细乳液的制备过程、稳定机理、体系组成和聚合动力学,综述了近几年细乳液聚合在各个领域的应用研究进展,其中疏水性聚合物乳液、聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液等可应用于防腐、防水和可剥离涂料,细乳液聚合的应用正向着多功能化发展。

乳液聚合法合成钻井液用纳米级封堵剂研究

以苯乙烯、丁二烯为共聚单体,2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯(HEMAP)为偶联剂,采用乳液聚合法在气相纳米二氧化硅表面接枝聚合物壳层,合成了纳米级封堵剂NPS。通过核磁共振、热失重、透射电镜、激光粒度分析等方法表征聚合产物,表征分析证明单体发生有效聚合,反应生成形状较规则柔性微球,乳液粒径中值93nm,除桥堵作用外,微球表面的亲水基团也会与地层黏土矿物产生多点吸附,使封堵层更加致密,纳米乳液抗温性较好,这是因为分子结构中引入较多苯环刚性结构及适度的交联作用提高了分子内作用力。现场井浆评价证明,微纳米级封堵剂对不同体系性能影响表现基本相同,即对流变性影响不大,对降低API滤失量无效果,对降低HTHP滤失有较明显效果。0.1μm沙盘封堵实验说明,微米级封堵剂对纳米级孔隙基本无封堵作用,微米级刚性颗粒堆叠后形成滤失通道,反而造成纳米级孔隙条件下PPT滤失量的增加。