超浓聚合物乳液及其研究进展

与传统聚合物乳液相比,超浓聚合物乳液不仅聚合物含量高,而且有许多特殊的性能和应用,是聚合物乳液领域的一个重要分支。本文简要概述了超浓聚合物乳液及其制备方法,综述了当前的研究进展和面临的挑战,并对超浓聚合物乳液的前景进行了展望。

苯乙烯-丙烯酸丁酯超浓乳液聚合的研究

用一种新的乳液聚合方法——超浓乳液聚合制备了苯乙烯 (St) -丙烯酸丁酯 (BA)的复合聚合物。研究了引发剂的含量、单体体积分数及乳化剂的复配等因素对聚合速率及胶乳粒径的影响。结果表明 ,超浓乳液聚合较之本体聚合可得到较高的聚合速率和更大的分子量 。

氧化-还原引发剂引发苯乙烯超浓乳液聚合的研究

以过氧化羟基二异丙苯 ( CHPO)和四乙烯五胺 ( TEPA)为氧化 -还原引发剂 ,以十二烷基硫酸钠 ( SDS)为乳化剂 ,十六醇 ( CA)为共乳化剂 ,通过超浓乳液聚合方法制备了聚苯乙烯乳胶粒子 .探讨了乳化剂浓度及配比、分散相体积分数、引发剂种类、引发剂浓度及配比和温度等各因素对乳液稳定性、聚合速率、乳胶粒子大小、形态及分布的影响 .用透射电子显微镜 ( TEM)观察了乳胶粒子的形态 ,用粘度法测定了聚苯乙烯的粘均分子量 .考察了苯乙烯进行超浓乳液聚合的反应动力学 ,求得在 3 0℃时聚合速率方程为 Rp=K[M]0 .36 [I]0 .4 9[E]0 .72 ,表观活化能为 1 9.72 k J/mol.所得乳胶粒子的直径在 0 .1～ 0 .3 μm之间 ,粘均分子量在 2× 1 0 6～ 4× 1 0 6之间 .

非离子型可聚合聚氨酯/苯乙烯的超浓乳液聚合

研究了以非离子型可聚合聚氨酯(PUAG)和苯乙烯(St)为混合单体的超浓乳液聚合,并且考察了n(NCO)/n(OH)摩尔比、复合乳化剂体系质量浓度[E]、不同乳化剂的种类、引发剂质量浓度[I]、单体体积分数(或分散相体积分数,也称内相比Φ)、聚合温度等因素对聚合稳定性、动力学的影响.同时结合光相关光谱(PCS)测定了聚合物乳胶粒子大小和粒径分布,用透射电子显微镜(TEM)观察了粒子形态,结果表明:当n(NCO)/n(OH)=2∶1,T=328K,Φ=80.39%,[I]=0.8%g/g(PUAG-St),[E]=0.22g/mLH2O,m(MS-1,烷基酚基聚氧乙烯醚磺酸基琥珀酸基二钠盐)/m(CA,十六烷醇)=2∶1,PVA(聚乙烯醇)=0.01g/mLH2O时,超浓乳液不仅有较好的聚合稳定性和较快的聚合速率,而且粒径小分布均匀.同时,在此条件下的表观动力学表达式和表观活化能分别确定为Rp=k[I]0.50[E]0.73[M]0.54和Ea=29.7kJ/mol.热失重分析(TGA)进一步表明:调节PUAG的含量可以达到对聚苯乙烯的改性,提高聚苯乙烯的热稳定性.

超浓乳液聚合制备PU/PS的SIPN粉状树脂研究

将聚氨酯予聚体 (PU ) 苯乙烯 (St)的复合体系 ,用超浓乳液聚合方法制备了半互穿聚合物网络(SIPN)复合聚合物 ,得到了用聚氨酯予聚体改性的聚苯乙烯 (PU/PS)SIPN粉状树脂 .研究了分散相的比例(α)和聚合温度对聚合稳定性及聚合转化率 -时间的关系 ;测定了聚合物胶乳粒子的大小、形态 ,玻璃化温度 ,动态力学性能等 .结果表明 ,超浓乳液聚合较之本体聚合具有较高的聚合速率 ,容易控制所制备的胶乳粒径 ,能够制得PU/PS复合聚合物的SIPN粉状树脂 .该粉状树脂便于加工 ,具有良好的强韧性 。

低温氧化还原引发体系的PU/MMA-BA超浓乳液共聚合

以十二烷基硫酸钠和十六烷醇为复合乳化体系,过硫酸铵/亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系,在低温下引发PU/MMA-BA超浓乳液共聚合。研究了复合乳化剂质量浓度、氧化还原引发剂质量浓度、内相比、聚合温度等因素对聚合稳定性和聚合速率的影响,观察了聚合物胶乳粒子的形态,并测试了聚合物胶乳粒子粒径及其分布。结果表明,最佳聚合工艺是PU预聚体中—NCO/—OH(质量比)为1.5～2.0,PU/MMA-BA(质量比)为1/4～1/3,复合乳化剂质量浓度为0.06～0.15g/mL,氧化还原引发剂质量浓度为0.025g/mL,氧化剂/还原剂(摩尔比)为1/0.830～1/0.710,内相比为0.80,聚合温度为20～40℃;聚合反应5h后,单体转化率超过90%,制得了粒径为200nm左右、分散度为0.100～0.400的PU/MMA-BA胶乳粒子。

室温引发苯乙烯超浓乳液聚合的研究

以十二烷基硫酸钠 (SDS)和十六烷醇 (CA)为复合乳化剂 ,聚乙烯醇 (PVA)为液膜增强剂 ,以过氧化氢二异丙苯 (CHPO)和四乙烯五氨 (TEPA)为引发剂 ,室温下引发苯乙烯超浓乳液聚合 ,制备了聚苯乙烯乳胶粒子。探讨了引发剂种类、引发剂用量及配比、单体体积分数、乳化剂用量对聚合反应的影响 ,在实验范围内 ,乳胶粒子大小随单体浓度减小而变小 ,而单体体积分数为 85 %时 。

AA/AM/AMPS共聚物降滤失水剂的超浓反相乳液聚合及性能研究

选用丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),采用超浓反相乳液聚合法合成油田降滤失水剂。通过红外光谱(FTIR)分析验证三元AA/AM/AMPS共聚物;分别考察了乳化剂用量、水相体积分数、水相pH值对降滤失水剂滤失水性能和稳定性能的影响。

氧化还原引发AA/AM/AMPS超浓反相乳液聚合及乳液稳定性的研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)作为混合单体,Span-80和Tween-60作为复合乳化剂,采用氧化还原引发体系,在30℃下制备了稳定的超浓反相聚合物乳液。研究了油相体积分数和引发剂用量对乳液稳定性的影响,分别用离心、加热方式对超浓反相聚合物乳液进行了稳定性的表征。结果表明,在乳化剂浓度一定的条件下,一定量的水相形成稳定结构的乳液所需要的油相量是一定的。聚合物乳液的稳定性随着油相体积分数的减小而增大,随着引发剂用量的增加先增大后减小。

氧化还原低温引发MMA/BA超浓乳液薄层共聚合的研究

以甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯(MMA-BA)作为混合单体、以乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和共乳化剂十六烷醇(CA)作为复合乳化剂体系、聚乙烯醇(PVA)为液膜增强剂,制备了稳定的超浓乳液.以过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N′-二甲基苯胺(DMA)为氧化还原引发体系,用一种新的超浓乳液薄层技术,在较低温度下引发共聚合.探讨了液膜增强剂种类和聚合环境对聚合稳定性影响;研究了薄层厚度,薄层面积,聚合温度和加热方式对体系(包括单体和水)挥发性和转化率的影响.比较了薄层和试管聚合的速率.用透射电子显微镜观察了水浴与烘箱加热方式下聚合物乳胶粒的形态,得到了在水浴中反应后的聚合物粒子平均粒径和分散度都减小的结果.

正交实验法在AA/AM/AMPS超浓反相乳液聚合中的应用

采用超浓反相乳液聚合法合成AA/AM/AMPS三元共聚物降滤失水剂。正交实验考察了乳化剂用量、引发剂用量、水相体积分数等反应条件对降滤失水剂稳定性能和滤失水量的影响,直观和方差分析结果表明,乳化剂用量对超浓反相乳液聚合物性能的影响最显著,在乳化剂用量占油相总量的12%,引发剂用量占单体总量的0.2%,水相体积分数78%的最佳反应条件下,合成聚合物降滤失水剂稳定性为2.40,滤失水量为10.30mL。

超浓乳液聚合研究近况

总结了国内外在超浓乳液聚合研究方面的近况 ,包括新的聚合体系及聚合产物结构和性能的研究 ,展示了其在新的聚合物材料开发和应用中的前景和价值。

非离子型可聚合聚氨酯/苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯超浓乳液共聚合研究

用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙醚二醇(PPG)、丙烯酸-β-羟乙酯(β-HEA)、二羟基聚硅氧烷(PSi)分三步制得非离子型可聚合的聚氨酯(PUASi),然后将PUASi溶于苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯混合单体中,以十二烷基硫酸钠(SDS)、平平加(OS15)、聚乙烯醇(PVA-7188)作乳化体系,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在55℃下引发聚合。研究了乳化剂质量浓度、不同种类的乳化剂、引发剂质量浓度、内相比、聚合温度、PUASi与St的比例等因素对聚合稳定性及转化率的影响。用红外光谱对PUASi进行了分析,用透射电子显微镜(TEM)观察粒子的形态、用光相关光谱(PCS)测得了粒子的大小及粒径分布。

超浓乳液聚合体系稳定性的研究

介绍了超浓乳液及其制备方法、讨论了超浓乳液形成的条件,指出了不同单体体系的超浓乳液聚合的最佳稳定性条件。

超浓乳液聚合稳定性的影响因素及研究进展

讨论了稳定剂体系、单体、连续相的黏度和pH值、电解质、温度、加工工艺等对超浓乳液聚合稳定性的影响,总结出了不同单体超浓乳液聚合的最佳稳定性条件。

苯乙烯微波超浓乳液聚合的研究

研究了微波辐照下苯乙烯单体的超浓乳液聚合,结果表明,采用十二烷基硫酸钠和OP-10的混合乳化剂能制备稳定的超浓乳液。微波辐照可以加快超浓乳液聚合,50℃采用常规水浴和微波辐照加热3h,苯乙烯单体的转化率分别为30%和60%。用大功率微波辐照可以实现超浓乳液快速聚合,480W微波辐照在5min内能使苯乙烯单体转化率达到64%。微波辐照合成的粒子粒径显著小于常规热聚合。微波对引发剂AIBN的分解无促进作用,但能被富含乳化剂的水相连续相强烈吸收,微波能在界面上集中可能是微波加速超浓乳液聚合的原因。

超浓乳液聚合的进展

超浓乳液聚合是一种新的乳液聚合方法。本文主要介绍了其聚合反应的过程、特点及应用研究进展。

AA/AM/AMPS的超浓反相乳液合成降滤失水剂的稳定性研究

采用超浓反相乳液聚合法对AA/AM/AMPS三元共聚合,合成稳定性较好的油田钻井用降滤失水剂。研究了乳化剂种类和用量、水相体积分数、温度、搅拌速率等因素对超浓反相乳液聚合的影响。结果表明,当乳化剂为油相质量分数的12%(w),复合乳化剂Span-80和Tween-60的比为9∶1(m),水相体积分数为79%,聚合物存放温度为20℃,搅拌速率为1000r/min的条件下,聚合物乳液的稳定性=2%。

超浓乳液界面引发制备核-壳粒子

利用超浓乳液界面引发制备疏水性核 /亲水性壳的两性粒子。首先 ,通过超浓乳液聚合得到聚苯乙烯胶体粒子 ,作为疏水性的核 ;然后 ,通过界面引发使丙烯酰胺在核的表面聚合 ,形成亲水性的聚丙烯酰胺的壳层。界面引发体系由过氧化羟基异丙苯和硫酸亚铁组成。控制条件 ,可得到网孔 (半包覆 )、褶皱(全包覆 )两种结构的壳层 ,核 -壳间无化学键键连 ,无共聚物过渡层。另外 ,壳层孔的存在使得核层聚合物能与外界接触。

超浓乳液及其应用

介绍了超浓乳液的制备方法、形成条件以及在各领域的应用.讨论了超浓乳液的相行为与稳定性及各自的影响因素,比较了超浓乳液聚合与本体聚合、传统乳液聚合的区别.超浓乳液聚合存在聚合物分子量大,聚合速率快,乳胶粒子粒径可控等优点.