常规乳液聚合地影响因素

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1、实用文档常规乳液聚合的影响因素           卢志敏李国明（华南师范大学化学与环境学院，广州510631）摘要：就常规乳液聚合的几个重要影响因素：单体、乳化剂、引发剂、缓冲剂、温度、搅拌强度以及聚合工艺进行了比较详细的综述。关键词：乳液聚合；单体；乳化剂；引发剂；缓冲剂；温度；搅拌强度；聚合工艺中图分类号：TQ630.1文献标识码：A文章编号：1009-1696（2005）12-0023-06   乳液聚合技术作为获取高聚物的重要方法之一，它起始于20世纪初，并于30年代开始广泛工业化。目前，乳液聚合

2、大多分为常规水包油型乳液聚合、反相的油包水型乳液聚合、介于溶液聚合与乳液聚合之间的多相乳液聚合、以液氨、甲酰胺、甲酸等为分散介质的非水分散介质乳液聚合、有机分散介质分散乳液聚合、辐射乳液聚合、无胶束乳液聚合、双连续乳液聚合、乳液定向聚合、杂化乳液聚合、原子转移自由基乳液聚合等，它们的影响因素各有异同，本文将对常规乳液聚合的影响因素进行讨论。常规乳液聚合就是以油相为分散相，水为连续相的水包油型乳液聚合。虽然常规乳液聚合最简单的配方只是由单体、水、水溶性引发剂和乳化剂4部分组成，但其体系具有特定的复杂性，影响因

3、素很多，以下将对单体、乳化剂、引发剂、缓冲剂、温度、搅拌速率和聚合工艺等因素进行介绍。1单体1.1主要单体能进行乳液聚合的单体种类很多，在常规乳液聚合中应用得比较广泛的有乙烯基单体、共轭二烯单体、丙烯酸及甲基丙烯酸系单体。这些单体在乳液聚合中作为主要单体，它们在水中溶解度很小，与水的表面张力相差很大，在静置时分为两层。加入乳化剂后由于单体可以进入胶束内，单体在乳化剂溶液中的溶解度增加，单体就可以稳定地分散在体系中，形成水包油体系，混合单体的乳化稳定性与乳液共聚稳定性结果一致。如要乳液聚合顺利进行，单体还必须

4、符合以下3个条件：（1）可以增溶溶解但不是全部溶解于乳化剂水溶液；（2标准文案实用文档）可在增溶的温度下进行聚合；（3）与水或乳化剂无任何活化作用，即不水解。作为乳液聚合的反应物，单体与水的比例可在很宽的范围内波动，一般单体占整个乳液聚合配方的30%~60％。当分散相体积分数达到74%（同样大小的乳胶粒紧密堆积在一起时，分散相所占的体积分数为74%）的乳液称为超浓乳液，已不属于常规乳液聚合的范畴。1.2功能单体单独由上述单体得到的聚合物乳液在实际应用中愈来愈暴露出不足，因此常规乳液聚合中功能单体经常配合主要

5、单体一同使用。根据特殊的需要添加不同官能团的单体，制得的乳液既具有主单体聚合物的性能，又能达到其他方面的效果，如增加乳液成膜后的弹性、刚性、附着力、耐水性、耐热性、耐候性等。这些功能单体一般带有极性基团，如羧基、羟基、氨基、酰胺基及缩水甘油基等，它们之间既能够自交联也能相互交联，而且对水的亲和力较大，在一定程度上起到辅助乳化剂的作用。适量地加入可以使共聚物产生轻微的交联，形成一定程度的网络结构，把聚合物分子链间的分子作用力转变为化学键，提高共聚物的刚性，而且亲水极性基团的引入降低了乳胶粒与水的界面能，稳定了

6、聚合过程，减少絮凝的生成。其加入量约为主单体的2%~6％，过低则起不到改性效果或改性不明显，过高会令聚合体系中交联点增多，乳液粘度上升，散热困难，自升温程度加大，使共聚体系凝聚而失稳，涂膜的耐水性反而下降。2乳化剂2.1乳化剂的作用标准文案实用文档乳化剂是可以形成胶束的一类物质，分子中同时存在亲水基团和亲油基团，是乳液聚合系统中的关键组分之一。在通常情况下，乳化剂并不参加化学反应，但其在乳液聚合过程中起着举足轻重的作用。在常规乳液聚合中，其主要作用是：降低水的表面张力、降低油水界面张力、增溶单体、乳化单体以

7、及分散稳定聚合物。反应前在水中加入乳化剂后，乳化剂的亲水基团溶于水，亲油基团却被水推开，指向空气，部分或全部水面被亲油基团覆盖，将部分水-空气界面变成亲油基团-空气界面，油的表面张力小于水，所以乳化剂水溶液的表面张力，即在乳液聚合体系中水相的表面张力小于纯水的表面张力。在水中加入单体后，单体和水不互溶，单体呈油相存在，油和水的界面张力很大，仅仅通过搅拌不能形成稳定的乳液体系，最终只会相分离。这时体系中乳化剂的亲油基团必定指向油相，而亲水基团则在水中。这样在油水相界面的油相一侧附着了一层乳化剂分子的亲油端，将

8、部分或全部油－水界面变成亲油基团－油界面，降低了界面张力。另外，当乳化剂加到一定浓度时，乳化剂以胶束的形式存在。通过搅拌，单体形成许多珠滴，然后被增溶溶解在乳化剂胶束内，表面吸附了一层乳化剂，乳化剂的亲油基团，也就是胶束中与单体结构相似的烃基部分，伸向单体珠滴内部，亲水基团则露在水相。单体珠滴之间存在静电斥力，难于聚结成大珠滴，形成稳定的乳状液体系，为聚合过程提供引发场所——单体增溶胶束。随着聚合反应的进行，单体