乳液聚合體系及合成工藝

1、乳液聚合體系及合成工藝乳液聚合體系及合成工藝(2007031214:35:13)轉(zhuǎn)載分類：現(xiàn)代水性涂料一、構(gòu)成乳液聚合體系的組分乳液聚合體系的主要組分有單體、乳化劑、引發(fā)劑和介質(zhì)，另外根據(jù)需要加入其他組分，如助乳化劑、分子量調(diào)節(jié)劑、pH緩沖劑、抗凍劑、螯合劑、增塑劑、保護(hù)膠體、消泡劑等。1.單體（1）在乳液聚合中單體用量一般控制在40％－50％之間。（2）乳液的最低成膜溫度（MFT）主要決定于乳液聚合物的玻璃化溫度（Tg），涂料用聚合物

2、乳液的玻璃化溫度，一般在15～25度之間，低于室溫。硬單體（玻璃化溫度高的單體）有甲基丙烯酸甲酯（Tg105）、苯乙烯（Tg105）丙烯腈（Tg100）氯乙烯（Tg75）甲基丙烯酸乙酯（Tg65）偏二氯乙烯（Tg52）軟單體（玻璃化溫度低的單體）有丙烯酸－2－乙基己酯（Tg－85）丙烯酸丁酯（Tg－54）丙烯酸異丁酯（Tg－17）丙烯酸乙酯（Tg－22）丁二烯（Tg－20）氯二丁烯（Tg－45）玻璃化溫度適中的單體有醋酸乙烯酯（Tg29

3、）丙烯酸甲酯（Tg8）甲基丙烯酸丁酯（Tg20）（3）線性聚合物進(jìn)行交聯(lián)，以生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物。有自交聯(lián)和外交聯(lián)兩種。二、乳化劑1。陰離子型、陽離子型、兩性和非離子型乳化劑。2。乳化劑的選擇原則：（1）所選擇的乳化劑的HLB值應(yīng)和所要進(jìn)行反應(yīng)的乳液聚合體系相匹配。（2）所選用的離子型乳化劑的三相點(diǎn)應(yīng)低于反應(yīng)溫度（3）所選用的非離子型乳化劑的濁點(diǎn)應(yīng)高于反應(yīng)溫度（4）對離子型乳化劑來說，應(yīng)選用乳化劑分子的覆蓋面積盡可能??；對非離子型乳化劑來

4、說，應(yīng)選用乳化劑分子的覆蓋面積盡可能大（5）應(yīng)選用臨界膠束濃度盡量小的乳化劑（6）應(yīng)選用增溶度大的乳化劑（7）離子型乳化劑和非離子型乳化劑有協(xié)同效應(yīng)，即兩者聯(lián)合使用比各自單獨(dú)使用效果都要好。（8）選擇與單體化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的乳化劑可獲得較好的乳化效果（9）親水性較大和親水性較大的乳化劑聯(lián)合使用時乳化效果較好。（10）所選用的乳化劑不應(yīng)干擾聚合反應(yīng)。（11）選擇乳化劑時應(yīng)考慮其后的生產(chǎn)工藝和聚合物乳液的應(yīng)用（12）所選用的乳化劑應(yīng)該貨源廣闊、

5、立足國內(nèi)，價格低廉。三、引發(fā)劑熱分解引發(fā)劑※氧化還原引發(fā)劑四、分散介質(zhì)1。進(jìn)行乳液聚合對水要求很苛刻，天然水和自來水均不能滿足要求，水中所含的金屬離子會嚴(yán)重的影響聚合物乳液的穩(wěn)定性，并對聚合過程有阻聚作用，故需嚴(yán)格的控制其含量。所以進(jìn)行乳液聚合應(yīng)當(dāng)用蒸餾水或去離子水，所用水的電導(dǎo)應(yīng)控制在10mS以下。2。抗凍劑：非電解質(zhì)抗凍劑：甲醇、乙醇、丙酮等電解質(zhì)抗凍劑：Nacl、KCl、K2SO4五、分子量調(diào)節(jié)劑在乳液聚合中分子量調(diào)節(jié)劑的調(diào)節(jié)作用

6、要經(jīng)歷以下幾個步驟：(1)調(diào)節(jié)劑分子由單體珠滴內(nèi)部擴(kuò)散至單體珠滴表面（2）由單體珠滴表面擴(kuò)散到水相主體（3）由水相主體擴(kuò)散到乳膠粒表面上（4）由乳膠粒表面擴(kuò)散到乳膠粒內(nèi)部(5)在乳膠粒內(nèi)部和自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。最常用的分子量調(diào)節(jié)劑是硫醇及其衍生物。另外原黃酸衍生物等都可以作為乳液聚合的調(diào)節(jié)劑六、其他組分1。保護(hù)膠體在乳液聚合中，為了有效的控制乳膠粒的尺寸，尺寸分布以及使乳液穩(wěn)定，常常需要加入一定量水溶性的高聚物，如聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉

7、、阿拉伯樹膠、聚環(huán)氧乙烷及羥甲基纖維素等，這些物質(zhì)稱為保護(hù)膠體。在個別情況下，乳液聚合中不加入乳化劑，而只加入保護(hù)膠體，例如在白乳膠（聚醋酸乙烯酯乳液）的生產(chǎn)中，只加入聚乙烯醇同樣可以制得穩(wěn)定的聚合物乳液。因?yàn)榫垡蚁┐疾皇悄z束形成物質(zhì)，而醋酸乙烯酯在水中的溶解度較大（2.5％），故在這樣的乳液聚合體系中，不是按照膠束成核機(jī)理成核，主要是靠低聚物機(jī)理成核。2。螯合劑最常用的螯合劑是EDTA（乙二胺四乙酸二鈉鹽），靠籠蔽效應(yīng)把金屬離子包埋起