可聚合環(huán)氧樹脂表面活性劑及其在非均相聚合中的應(yīng)用.pdf

1、可聚合表面活性劑，不僅可避免由使用非反應(yīng)型表面活性劑時(shí)所帶來的一系列負(fù)面影響，如易起泡、乳膠粒子或分散體的不穩(wěn)定性、固化膜光澤度和耐水性的降低、濕粘表面附著力降低等，還具有減少表面活性物質(zhì)用量、使膠乳再分散及使乳膠粒子表面功能化的作用。為提高表面活性劑與基體環(huán)氧樹脂的相容性，避免乳液貯存過程中表面活性劑的解吸，及后期固化膜中表面活性劑的遷移，本文在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入高反應(yīng)活性基團(tuán)和親水基團(tuán)或鏈段，制備了可聚合環(huán)氧樹脂（PER）表面活性

2、劑，研究了其制備過程、物理化學(xué)性質(zhì)、紫外光（UV）引發(fā)時(shí)活性基團(tuán)的可聚合性能等，并將其作為可聚合分散穩(wěn)定劑應(yīng)用于分散聚合中。具體研究內(nèi)容如下：
　　1，在我們的研究工作中，需要實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系中環(huán)氧值的變化，而現(xiàn)有的鹽酸-丙酮法不僅測(cè)試周期長，且對(duì)混合物中環(huán)氧值的測(cè)定存在較大誤差，無法滿足我們的需求。故首先對(duì)傳統(tǒng)的鹽酸-丙酮法進(jìn)行了改進(jìn)，采用超聲波來加速反應(yīng)（簡稱鹽酸-丙酮-超聲波法)，以縮短環(huán)氧值測(cè)定周期。為驗(yàn)證該法

3、的可行性，我們首先測(cè)定了環(huán)氧樹脂（E-44）的環(huán)氧值，然后是E-44與小分子量聚乙二醇（PEG-200）的混合物。最后，我們采用鹽酸-丙酮-超聲法，測(cè)定了目標(biāo)混合物，E-44與大分子量聚乙二醇（PEG-4k）混合物的環(huán)氧值，并對(duì)測(cè)定條件進(jìn)行了優(yōu)化。研究表明，與傳統(tǒng)的鹽酸-丙酮法相比，鹽酸-丙酮-超聲法是一種快速、準(zhǔn)確的測(cè)量純環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂混合物環(huán)氧值的方法。通過超聲波的輔助分散，不僅能夠加速純的環(huán)氧樹脂（≤2 min）及環(huán)氧樹脂與P

4、EG-4k的混合物（≤5 min）在鹽酸-丙酮溶液中的溶解，還能夠促進(jìn)環(huán)氧基團(tuán)與氯化氫的反應(yīng)，從而大大縮短了操作時(shí)間。這種超聲輔助分散及反應(yīng)的方法應(yīng)能夠推廣到其它化學(xué)分析法中。
　　2，在第二部分工作中，我們用丙烯酸（AA）和雙酚A型環(huán)氧樹脂（E-44）反應(yīng)，制備理想中的一端為碳碳雙鍵、一端為環(huán)氧基的中間產(chǎn)物環(huán)氧丙烯酸單酯（EmA），然后加入不同分子量的聚乙二醇（PEG），與剩余的一個(gè)環(huán)氧基反應(yīng)，從而在環(huán)氧樹脂主鏈上引入親水鏈段，

5、最終得到高活性C=C為可聚合基團(tuán)的可聚合環(huán)氧樹脂（PER）表面活性劑。通過1HNMR、IR和滴定法對(duì)合成過程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，稍過量的AA更有利于得到理想分子結(jié)構(gòu)的P ER表面活性劑。表面活性測(cè)試顯示，PER表面活性劑的HLB值和濁點(diǎn)均隨PEG分子量的增大而升高，且除S-1（由PEG-1k制備的PER表面活性劑）外，均略高于常用的非可聚合型表面活性劑OP-10；隨PEG鏈段的增長，PER表面活性劑的臨界膠束濃度（CMC）和對(duì)溶劑甲苯

6、及常用單體MMA的增溶能力均增大；考察 PER表面活性劑水溶液的透過率時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨 PEG鏈段的增長，其水溶性變好，而發(fā)生相轉(zhuǎn)變時(shí)的濃度則降低。隨后，在紫外光引發(fā)下，將PER表面活性劑分別與環(huán)氧丙烯酸酯（EdA）和丙烯酰胺（AM）共聚，以測(cè)試其可聚合性能。結(jié)果顯示，除S-1外，約有75-80 wt％的PER表面活性劑參與到了與EdA的共聚反應(yīng)中，且制備的PER表面活性劑可作為多功能交聯(lián)劑，應(yīng)用到聚丙烯酰胺水凝膠的制備中。
　　3，目

7、前，利用分散聚合制備聚合物微球通常采用傳統(tǒng)分散穩(wěn)定劑（如PVP，CMC，PAA，PEG等）或預(yù)先或原位制成的嵌段和接枝共聚物（如P EG-b-PMMA等）。當(dāng)外界條件（pH，剪切作用，溫度、溶劑等）改變時(shí)，這種物理吸附、鑲嵌作用可能被破壞，導(dǎo)致穩(wěn)定作用降低甚至消失。采用可聚合型分散穩(wěn)定劑可能是一個(gè)解決該問題的有效方法之一?；诖耍疚牡谌糠止ぷ?，將PER表面活性劑作為可聚合型分散穩(wěn)定劑應(yīng)用到甲基丙烯酸甲酯（MMA）的分散聚合中。考察了

8、單體用量、醇水比、分散穩(wěn)定劑用量及種類對(duì)聚合過程、聚合動(dòng)力學(xué)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，單體用量為20 wt%，醇水比為40/40（w/w），S-4或S-6（由PEG-4k及6k制備的PER表面活性劑）最小用量4 wt%（vs MMA）時(shí)，可在2.5 h內(nèi)達(dá)到95%以上的單體轉(zhuǎn)化率。SEM顯示此時(shí)得到的是具有光滑表面的梯度分散PMMA微球。當(dāng)聚合體系中加入少量AA，并且在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，以氨水中和至中性，可得到具有凹陷表面的梯度分散PMMA微球。然而