苯丙乳液的合成及其與納米SiO2改性研究.pdf

1、乳膠粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)對其成膜能力有重要影響，普通乳膠粒子在常溫下難以同時(shí)滿足優(yōu)良的成膜能力與力學(xué)性能這兩個(gè)條件，通常需要借助成膜助劑形成完整連續(xù)的膜，因而增加了成本和乳液的VOC含量。然而，通過設(shè)計(jì)核殼乳膠粒子核、殼兩層聚合物分別具有不同的玻璃化溫度以及不同的殼核單體比，使得乳膠粒子既具有良好的成膜能力又具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
　　使用乳液聚合和半連續(xù)預(yù)乳化工藝合成出了普通的苯丙乳液，F(xiàn)T-IR分析出每種單體均參與了聚合反應(yīng)，DSC圖

2、顯示共聚物玻璃化溫度為41.3℃，與理論值45℃非常接近，TG和DTG圖分析出共聚物的初始熱分解溫度為365℃。通過控制變量法，使用Zeta電位及粒徑分析儀、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)等表征方法，探究了許多因素對乳液性能的影響。最終合成出的苯丙乳液乳白帶藍(lán)光，固含量48.6％，乳膠膜吸水率1.09%，粒徑大小為118nm，多分散指數(shù)為0.038，粘度為93.4mPa·s，Zeta電位為-92.6mV。TEM圖顯示乳膠粒子表面光滑、外觀呈規(guī)則球形、大小均

3、勻，粒徑110～120nm。
　　將普通苯丙乳液作為核層乳液（或稱種子乳液），采用預(yù)溶脹法和半連續(xù)法兩種方法合成了殼層聚合物。對比了兩種方法合成的核殼苯丙乳液和核殼乳膠粒子的性能，結(jié)果表明殼層聚合物采用半連續(xù)法合成的核殼乳液具有更好的綜合性能。對于半連續(xù)法合成的核殼乳液，當(dāng)殼層共聚物玻璃化溫度為0℃，殼核單體比為1:1時(shí)，核殼乳液呈乳白帶藍(lán)光，核殼乳膠粒子粒徑和多分散指數(shù)分別為144nm和0.015，相對普通乳膠粒子具有更窄的分布

4、，核殼乳液具有良好的成膜能力，得到的乳膠膜表面光滑透明，并且乳膠膜力學(xué)性能也較好，邵氏硬度為99，拉伸強(qiáng)度為11.9MPa，斷裂伸長率為309%。乳膠粒子的核殼結(jié)構(gòu)分明，通過TEM進(jìn)行了驗(yàn)證。當(dāng)核殼乳液的核單體與殼單體質(zhì)量比為1:1時(shí)，殼層玻璃化溫度越高，乳膠膜的吸水率越小，邵氏硬度越大，拉伸強(qiáng)度越大，斷裂伸長率越小，但是乳膠膜的吸水率均偏高，最高值達(dá)到了52.6%，邵氏硬度最大達(dá)到101。
　　使用KH-570對納米SiO2進(jìn)行

5、改性，并將改性納米SiO2與苯丙乳液混合，制備了復(fù)合乳膠膜，使用CAM、DSC和TG對乳膠膜進(jìn)行表征。結(jié)果表明隨著SiO2含量從0增加到5%，水在復(fù)合乳膠膜表面接觸角從47.2°增加到60.0°；當(dāng)納米 SiO2含量分別為3%時(shí)，玻璃化溫度達(dá)最大增幅8.35℃；當(dāng)納米SiO2含量為4%時(shí)，初始熱分解溫度、最快熱分解溫度和最終熱分解溫度相對純聚合物分別升高了14.9℃、9.17℃和10.4℃。復(fù)合乳膠膜的SEM圖表明復(fù)合乳膠膜中納米SiO