聚醋酸乙烯乳液耐水性的基礎(chǔ)研究.pdf

1、聚醋酸乙烯乳液是一種常用白乳膠，主要用于木材裝飾板紙張加工與水泥制品的粘以及印染固著等，本文在綜述有關(guān)乳液聚合技術(shù)、聚醋酸乙烯乳液及聚醋酸乙烯乳液耐水性研究的基礎(chǔ)上，采用與羧基功能性單體共聚的方法，從羧酸單體的種類、濃度、加入方式和中和度等角度出發(fā)，系統(tǒng)研究了羧酸在水溶性較大的醋酸乙烯共聚體系中對乳液穩(wěn)定性能、粒徑及粘度和耐水性能的影響，合成了耐水性提高的單組分醋酸乙烯/Veova10共聚乳液。利用Zeta電位儀、電導(dǎo)滴定法、激光粒度儀

2、、DMA、DSC、SEM、流變儀等手段從Zeta電位、表面羧基密度、羧基和乳液組分中的相互作用、羧酸改性后膠膜的力學(xué)性能、水的存在狀態(tài)、粒徑分布、流變性能和微觀形貌方面探索了羧基提高乳液耐水性的機理。
　　研究結(jié)果表明:羧基改性乳液的乳膠粒表面帶有負(fù)電荷，加入羧基單體，羧基部分分布于乳膠粒子表面，乳液Zeta電位絕對值升高，乳液穩(wěn)定性增強。SEM結(jié)果表明羧酸改性后的乳液微觀分散狀態(tài)良好，適度的表面羧基密度和適量的離子化羧基對提高乳

3、液的濕強度是有效的。從DMA、DSC和流變測試結(jié)果可知:羧酸加入后乳液膠膜的模量提高，在一定的條件下乳液在-42.6℃～-50.1℃出現(xiàn)可凍結(jié)結(jié)合水的凍結(jié)峰，與PVAc和VAc/Veova10未改性乳液相比，融化峰的Onset值降低，耐水性較好的乳液在低剪切速率下乳液出現(xiàn)最大粘度時的剪切速率較小。適宜的粒徑以及粒徑分布較窄的乳液耐水性能較好。
　　綜合上述分析結(jié)果，初步得出羧基提高乳液耐水機理為:當(dāng)少量羧基功能性單體參加共聚后，一

4、定數(shù)量的羧基和離子化的羧基分布于乳膠粒子表面，羧基和聚乙烯醇羥基由于氫鍵作用相互作用增強，改變自由水的存在狀態(tài)，出現(xiàn)可凍結(jié)結(jié)合水和聚乙烯醇結(jié)合，可以“保護”聚乙烯醇的羥基，提高乳液的耐水性。羧基和聚乙烯醇上的羥基之間的相瓦作用，使乳液外相纏結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增強乳液的流動性，提高乳液的耐水性。羧基和乳液中羥基之間是假交聯(lián)現(xiàn)象，提高膠膜本身的模量，增加膠膜的致密程度，提高乳液耐水性。由于羧基起到成核的作用，改變?nèi)橐旱牧胶头植迹m宜的乳液粒

5、徑及窄分布的粒徑，可提高對基材的滲透能力，乳液的利用率增大，使乳液耐水性提高。
　　采用原位聚合法，添加無機納米粒子SiO2合成耐水性提高的無機/有機復(fù)合乳液，利用SEM、DMA、DSC、激光粒度儀、流變儀等測試手段，從微觀形貌、體系中水的狀態(tài)、流變性能、膠膜的力學(xué)性能等方面表征乳液的性能。結(jié)果表明:經(jīng)超聲處理的SiO2粒子加入乳液中，乳膠粒分散狀態(tài)良好，提高了乳液的耐水性。加入SiO2后，膠膜的模量提高，玻璃化溫度升高，耐水性較

6、好的乳液在低剪切速率下乳液出現(xiàn)最大粘度時對應(yīng)的剪切速率較小，乳液未出現(xiàn)可凍結(jié)結(jié)合水的凍結(jié)峰，自由水的融化峰起始位置發(fā)生改變，推測加入SiO2改變了體系中自由水的存在狀態(tài)，在這方面不同于羧酸改性的乳液。
　　在乳化劑改性方面，合成了一種含用羧基的高分子乳化劑P(VAc/AA)并應(yīng)用于醋酸乙烯乳液，與傳統(tǒng)乳化體系OP-10和SDS復(fù)合乳化劑相比，膠膜的吸水率降低。系統(tǒng)研究了SVS、HAPS、HPMAS、DNS-86四種反應(yīng)性乳化劑以及