三元乳化体系中“核-壳”结构苯丙乳液的制备及其性能研究

在阴离子活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、两性活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)与自制改性炔二醇活性剂(R-DDTM)组成的三元复配乳化体系中,采用半连续种子乳液聚合法制备苯丙乳液。通过正交试验考察核-壳单体质量比、壳的玻璃化转变温度及成壳聚合反应温度对核-壳结构苯丙乳液性能的影响。借助透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、激光粒度分析(DLS)及差示扫描量热(DSC)等手段对核-壳结构苯丙乳液的形貌、结构和性能进行表征。研究结果表明:采用三元乳化剂体系制备的苯丙乳胶粒子呈球形核-壳结构,粒径为100 nm左右,且乳胶粒子单分散性良好;当核-壳单体质量比为1:1,成壳聚合反应温度为80℃时制备的硬核软壳型苯丙乳液具有良好的成膜性和较强的稳定性,其乳胶胶膜耐水性良好,吸水率较低,光泽度及透明性高。

核-壳型乳液聚合研究

简要介绍了核-壳型乳液聚合机理,包括接枝机理,互穿网络聚合机理及离子键合机理。详细论述了影响核-壳乳胶粒结构形态和聚合物性能的因素,其中影响乳胶粒结构形态的因素包括聚合工艺、单体亲水性、引发剂品种;影响核-壳聚合物性能的因素包括种子单体用量、两阶段引发剂用量比及两阶段乳化剂用量比。简要介绍了核-壳聚合物用途,即用于高性能涂料、阻透材料、抗冲击改性剂和增韧剂制备。

半连续种子乳液预聚法合成核-壳型苯丙乳液的研究进展

苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液聚合后制得的,通过添加功能单体(交联剂等)可以形成核-壳结构。半连续种子乳液预聚法是合成核-壳型苯丙乳液较先进的方法之一,所得苯丙乳液性能优越,并且在胶粘剂、施胶剂及涂料等领域中得到广泛应用。综述了半连续种子乳液预聚法合成核-壳型苯丙乳液的研究进展,详细介绍了某些物质(如有机硅、含氟化合物和乳化剂等)对苯丙乳液性能的影响。最后对核-壳型苯丙乳液的发展方向进行了展望。

自交联型水性丙烯酸-聚氨酯杂化体的合成

以聚环氧丙烷二醇(PPG)、1,6-丁二醇(HDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)及丙烯酸β-羟乙酯(HEA)为主要原料合成水性聚氨酯大单体。用该水性聚氨酯大单体为表面活性剂,用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸-β-羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸(MAA)和交联单体等单体,以半连续乳液聚合工艺合成了核壳结构水性丙烯酸-聚氨酯杂化体。讨论了合成工艺对产品性能的影响。

聚合物水泥防水涂料用苯丙乳液的研制及其各因素影响研究

通过预乳化半连续种子乳液聚合法自制了JS防水涂料专用苯丙乳液,并由此制备了聚合物水泥防水涂料。研究了乳化剂用量及其分配对苯丙乳液粒径及其吸水率的影响,同时通过尝试不同的方法降低乳液残留单体减少VOC排放。在自制苯丙乳液的基础上探究不同液粉比对聚合物水泥防水涂料拉伸性能的影响,通过添加一些不同的助剂来提升聚合物水泥防水涂料的综合性能。

醋酸乙烯-丙烯酸(酯)共聚乳液的制备研究

采用半连续种子乳液聚合法,制备了醋酸乙烯酯-丙烯酸-丙烯酸丁酯三元共聚乳液。以粘度和固含量为主要指标,对影响共聚物的诸多因素进行了考察,得到制备乳液最佳的工艺条件为:丙烯酸用量为主单体质量的5%,丙烯酸丁酯用量为主单体质量的20%,保护胶体用量为混合单体质量的10%,引发剂用量为混合单体质量的0.4%,复合乳化剂用量为混合单体质量的3%。

建筑外墙涂料用核/壳苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的研究

本文采用预乳化、半连续种子聚合法工艺 ,通过苯乙烯 -丙烯酸丁酯 -甲基丙烯酸甲酯 -丙烯酸四元共聚 ,研制出了具有核壳结构的苯丙乳液 ,以此配制成外墙涂料。着重讨论了乳化剂和丙烯酸的用量 ,以及核中不同单体用量对涂料性能的影响 ;

核/壳型苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液及其外墙涂料的研究

采用预乳化、半连续种子聚合法工艺,通过St-BA-MMA-AA四元共聚,研制出了具有核壳结构的苯丙乳液,并以此配制成外墙涂料。着重讨论了乳化剂和丙烯酸的用量,以及核中不同单体用量比对涂料性能的影响,同时用MDSC及IR表征了所得聚合物乳液的结构。

核/壳苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的制备与性能研究

采用预乳化、半连续种子聚合法工艺,通过苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸四元共聚,制备了具有核壳结构的苯丙乳液,讨论了乳化剂和丙烯酸的用量、核中不同单体用量对乳液稳定性和涂膜耐水性能的影响。结果表明,单体摩尔比为MMA/St/BA/AA=20/30/45/5的情况下,制备具有优异性能乳液的最佳配方为:最佳乳化剂用量约为单体总量的3%,其中阴离子/非离子乳化剂配比为4:1;丙烯酸的最佳用量约为单体总量的3%-4%。

有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液的合成及表征

采用间歇和种子半连续乳液聚合方法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)共聚乳液,用激光粒度仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、表面张力仪等分析了硅丙共聚乳液和涂层的性能。采用种子半连续乳液聚合和间歇乳液聚合均可得到具有核-壳结构的硅丙共聚乳液。半连续乳液聚合得到的硅丙共聚乳液的粒径较小,粒径分布窄;采用半连续滴加纯丙烯酸酯单体和滴加单体预乳液对共聚乳胶粒子的平均粒径及粒径分布、形态影响不大。采用间歇乳液聚合可使有机硅单体的开环聚合和丙烯酸酯单体的自由基聚合同时进行,获得的硅丙乳液稳定性好,但聚合转化率偏低,乳胶粒子粒径较大,粒径分布较宽。硅丙共聚乳液胶膜的吸水率小于纯丙烯酸酯聚合物乳液胶膜,并随有机硅共聚率的增加而降低;硅丙乳液胶膜的接触角接近有机硅接触角。硅丙共聚乳液涂层整理的织物手感优异,但涂层牢度小于纯丙乳液整理剂。

333水性核壳结构型含氟丙烯酸酯乳液的合成及性能

采用半连续种子乳液聚合方法,在十二烷基硫酸钠(SDS)/辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)复合乳化剂的作用下,合成了以甲基丙烯酸甲酯(MM A)、丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(A ctyflon-G 04)为原料的水性核壳型结构的含氟丙烯酸酯聚合物乳液。并利用FT-IR、SEM-EDX、TEM、DSC等手段研究了乳液的稳定性、乳胶粒子的结构和形态,分析了氟单体含量和复合乳化剂含量对聚合物乳液性能及成膜性能的影响。

印刷纸张用苯丙水性上光油的研制

采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等为单体,吸取微乳液聚合和无皂乳液聚合的一些特点,以非预乳化的半连续加料方式加料,合成出苯丙共聚物乳液。研究了PH调节剂、后续单体滴加时间以及保温反应时间等工艺条件对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明,所制得的乳液的单体转化率、乳液固含量和凝胶率分别为95.31%、42.66%和0.41%;乳胶膜的光泽度达到94.8%,吸水率为19.2%,乳胶膜的硬度、柔韧性和附着力俱佳。

含氟/硅丙烯酸酯核壳型乳液的合成及性能

采用半连续种子乳液聚合法，在十二烷基硫酸钠（SDS）／辛基苯基聚氧乙烯醚（Tx-10）复合乳化剂的作用下，合成了以丙烯酸丁酯（BA）为核，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHMA）、3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）和甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为壳的核壳型含氟／硅丙烯酸酯聚合物乳液．利用FTIR，TEM，SEM—EDX和DSC等手段对乳液组成、乳胶粒子结构、膜表面及断面形态等进行了表征，讨论了氟／硅含量对聚合物膜性能的影响．结果表明，核-壳粒子尺寸为20～30nm，乳液膜的性能与膜表面氟和硅的含量及相容性有较大的相关性，当m（氟）：m（硅单体）=3：1时，形成的膜均匀透明，吸水率较低，尺寸稳定性较好．

核壳型含氟丙烯酸酯共聚物的合成及性能

采用饥饿态半连续种子乳液聚合方法,在十二烷基硫酸钠(SDS)/辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-10)复合乳化剂的作用下,分别选用甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEM)、甲基丙烯酸六氟正丁酯(HFBM)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为含氟单体,合成以丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和含氟单体为原料的核壳型结构含氟丙烯酸酯共聚物乳液.FTIR,1HNMR,TEM和DSC分析结果显示,获得了BA/MMA/含氟单体的共聚物乳液,且乳液具有明显的核壳结构.DSC,TGA和SEM-EDX的分析显示,核壳型结构的共聚物具有优异的热力学稳定性能和成膜性能;长侧链或短侧链含氟单体对共聚物的热稳定性影响不明显,但侧链较长的含氟单体所获得的聚合物在成膜过程中更易向表面迁移,更能体现含氟聚合物的优点.

MMA/BA半连续乳液聚合的动力学特征及成核机理

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）为反应单体合成丙烯酸酯乳液,研究了半连续式乳液聚合过程中反应温度（T）、引发剂浓度（[I]）和乳化剂浓度（[E]）对聚合动力学的影响,并着重分析了不同[E]时体系的成核机理和整个聚合过程中粒径及其分布的演变规律。实验结果表明：单体转化率随T、[I]和[E]的增大而增大,体系的表观活化能Ea=132.43kJ·mol^-1,聚合反应速度Rp∝[I]^0.42;当[E]〉1.0×10^-2mol·L^-1时,Rp∝[E]^1.28,体系遵循胶束成核机理及其聚合规律;而当[E]〈1.0×10^-2mol·L^-1时,Rp∝[E]^0.17,体系以均相成核为主要成核方式。此外,乳胶粒径及其分布规律进一步验证了体系在不同[E]时具有不同的成核机理,当[E]为1.91×10^-2mol·L^-1时其成核阶段为0-10min;而当[E]为9.57×10^-4mol·L^-1时其成核阶段为0-15min。

预乳化半连续种子乳液聚合制备聚合物水泥防水涂料用丙烯酸酯乳液

采用分子设计、粒子形态的概念,用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,以十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)的混合乳化剂为乳化体系,过硫酸铵为引发剂,引入甲基丙烯酸(MAA)功能性单体、N-羟基丙烯酰胺(或丙烯酰胺)活性交联单体和对甲基苯酚(或三聚氰胺)耐水性单体,采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺,制备出高弹性、高稳定性、高防水性丙烯酸酯乳液。研究了预乳化阶段影响预乳化液稳定性的因素以及种子乳液聚合阶段影响产品性能的因素。研究结果表明:设计低玻璃化温度、引入功能性单体、活性交联单体和耐水性单体可以提高丙烯酸酯乳液的弹性、稳定性和防水性。

丙烯酸酯乳液胶粘剂的合成及性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸(AA)为功能单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为改性剂和十二烷基硫酸钠(SDS)/烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为阴/非离子型复合乳化剂,采用半连续种子乳液聚合法合成了丙烯酸酯乳液胶粘剂;然后采用单因素试验法优选出制备该胶粘剂的最优方案。研究结果表明:当m(BA)∶m(MMA)=4∶1、w(APS)=0.4%～0.5%、w(AA)=2%～3%和w(KH-570)=1.0%(均相对于共聚单体总质量而言)时,相应胶粘剂的粘接强度(剥离强度为123.4 N/m、拉伸剪切强度为0.49 MPa)相对最大、耐水性(吸水率为18.91%)相对较好。

聚合物水泥防水涂料用丙烯酸酯乳液的制备

目的制备出高弹性、高稳定性、高防水性聚合物水泥防水涂料用丙烯酸酯乳液,克服常规聚合物水泥防水涂料用乳液弹性低和防水性差的弊端.方法采用分子设计、粒子形态的概念,用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,以十二烷基苯磺酸钠(DSB)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)的混合乳化剂为乳化体系,过硫酸铵(APS)为引发剂,引入甲基丙烯酸(MAA)功能性单体和N-羟基丙烯酰胺或丙烯酰胺活性交联单体,采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺.结果设计低玻璃化温度(Tg)、引入功能性单体及活性交联单体可以提高丙烯酸酯乳液的弹性、稳定性和防水性.结论得出较佳的工艺条件为:(1)预乳化阶段:单体滴加时间t=45 min、预乳化温度θ1=45℃、搅拌器转速为500～550r/min;(2)种子乳液聚合阶段:反应温度θ2=80℃、反应时间t=4 h、搅拌器转速为280～300r/min.

纳米尺寸聚合物胶乳及其粒径分布

用半连续乳液聚合法合成了粒径为５０ｕｍ～１００ｕｍ的苯乙烯－丙烯酸了酯－丙烯酸共聚物胶乳，讨论了搅拌速度等其它因素对胶乳粒度及分布的影响．实验表明，增加乳化剂量有利于胶乳粒度减小，但超过一个阔值将使粒径分布变宽．

高固含量MMA和BA共聚微乳液的研究

采用半连续乳液聚合法制备高固含量甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯(MMA/BA)微乳液,讨论了表面活性剂的类型和用量在高固含量MMA和BA微乳液聚合过程中的特性及其对最终产品性能的影响,并测定了微乳液的化学稳定性、冻融稳定性和机械稳定性。实验得到了固含量达50%,平均相对分子质量为106,粒径为30~50 nm的微乳液。通过特定的实验,观察到相对分子质量的双峰分布和乳液粒径的多分散性,表明微乳液成核的途径包括胶束成核、单体液滴成核和均相成核之一种或三种;并且制备的微乳液均表现出良好的机械、化学和冻融稳定性。