聚電解質(zhì)對(duì)丙烯酸酯乳液聚合行為的影響研究.pdf

1、在乳液聚合過(guò)程中，聚電解質(zhì)可通過(guò)改變?nèi)槟z粒的聚集程度與組分(引發(fā)劑、乳化劑和單體等)的擴(kuò)散速率而影響丙烯酸酯乳液的聚合行為。其中，影響聚電解質(zhì)性能的主要因素是聚電解質(zhì)重均分子量的大小及分布、鏈段的柔韌性、親水基的數(shù)目、密度及其分布。而聚電解質(zhì)以及其對(duì)乳液聚合行為影響方面的深入研究，對(duì)進(jìn)一步全面研究丙烯酸酯乳液的聚合機(jī)理、動(dòng)力學(xué)行為和性能(粘度、附著力和穩(wěn)定性)有著很大的意義。
　　 本文通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選用在常壓低溫下，以N2

2、氣氛為保護(hù)氣，在120℃下，采用常壓半連續(xù)溶液聚合工藝，以過(guò)氧化苯甲酰(BPO)為引發(fā)劑、3-巰基丙酸(MPA)為鏈轉(zhuǎn)移劑，乙二醇丁醚為溶劑，通過(guò)α-甲基苯乙烯(AMS)/苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)多元共聚，合成了無(wú)色且透明度良好的水溶性固體苯乙烯-丙烯酸酯分子量系列，如Styrene-acrylic A(Mw=2880)、Styrene-acrylicB(Mw=3920)、Styren

3、e-acrylic C(Mw=4678)、Styrene-acrylic D(Mw=7089)、Styrene-acrylic E(Mw=11039)，其酸值=230-240，Tg=30-40℃，再通過(guò)減壓蒸餾和氨化，得到淡黃色的水溶性聚電解質(zhì)溶液。
　　 在聚電解質(zhì)的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)研究其對(duì)光油用丙烯酸酯乳液(MMA/BA二元體系)聚合行為的影響，即采用預(yù)乳化半連續(xù)滴加法，研究聚電解質(zhì)(水溶性固體苯乙烯-丙烯酸酯樹(shù)脂氨化溶液)

4、其重均分子量(Mw=2500-12000)、用量(0-20％)對(duì)丙烯酸酯乳液聚合歷程、轉(zhuǎn)化率、絮凝物生成率、乳膠粒的粒徑及其分布和Zeta電位等聚合參數(shù)的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聚電解質(zhì)對(duì)丙烯酸酯乳液聚合行為的影響與其膠束聚集度、擴(kuò)散速率有著重要的聯(lián)系。具體如下：
　　 1.通過(guò)對(duì)比苯乙烯-丙烯酸酯聚電解質(zhì)不同濃度和重均分子量下的表面張力與電導(dǎo)率值，發(fā)現(xiàn)聚電解質(zhì)的CMC值僅為0.2％，表面張力在45N/m附近，估算HLB

5、=6-7，其擴(kuò)散速率隨著重均分子量與濃度的增多而降低，膠束聚集度隨著重均分子量與濃度的增多而增高。
　　 2.通過(guò)空白乳液粒徑-時(shí)間和粒徑分布-時(shí)間曲線分析，可以發(fā)現(xiàn)，采用預(yù)乳化半連續(xù)滴加工藝且MMA含量較高的丙烯酸酯乳液聚合同時(shí)存在均相成核與膠束成核，并出現(xiàn)膠束成核向均相成核的轉(zhuǎn)變過(guò)程。
　　 3.通過(guò)Styrene-acrylicA粒徑-時(shí)間與轉(zhuǎn)化率-時(shí)間曲線分析，可以看出，當(dāng)濃度較低時(shí)，體系因其高的擴(kuò)散速率使其均相

6、成核概率增高，粒徑較低且轉(zhuǎn)化率較高；當(dāng)濃度較高時(shí)，體系因其高的膠束聚集度使其膠束成核概率增高，粒徑較高且轉(zhuǎn)化率較低。
　　 4.通過(guò)聚電解質(zhì)的重均分子量對(duì)乳膠粒粒徑與乳液轉(zhuǎn)化率取值影響分析，可以看出，當(dāng)其重均分子量較低時(shí)，體系因其高的擴(kuò)散速率使其均相成核概率增高；而當(dāng)其重均分子量較高時(shí)，體系因其高的膠束聚集度使其膠束成核概率增高。
　　 5.對(duì)于絮凝物生成率方面的影響，Styrene-acrylic A的取值呈先增而后降