保护胶体在高固含量弹性丙烯酸酯乳液聚合中的应用

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1、保护胶体在高固含量弹性丙烯酸酯乳液聚合中的应用保护胶体在高固含量弹性丙烯酸酯乳液聚合中的应用范圣强,范一波,曹瑞军,李长久(I.西安交通大学材料科学与工程学院,西安710049;2.西安交通大学理学院,西安710049)摘要:为了降低高固含量弹性丙烯酸酯乳液聚合的凝聚率,选择了聚甲基丙烯酸钠作为丙烯酸酯乳液聚合的保护胶体,研究了其用量对乳液聚合和乳液性能的影响,探讨了它对丙烯酸酯乳液的稳定机理.研究结果表明,聚甲基丙烯酸钠增加了乳液聚合的稳定性,其用量仅为0.2%就可使凝聚率降到0;提高了乳液胶膜的耐水性;保持了较低的乳液黏度.关键词:保护胶体;聚甲基丙烯酸钠;丙烯酸酯乳液中图分类

2、号:TQ630.4;TQ316.334文献标识码:A文章编号:1007—9548(2005)01—0001—03ApplicationofProtectiveColloidinPolymerizationofHighSolidElasticAcrylateEmulsionFANSheng—qiang,FANYi—bo,CAORui—jun.LIChang—jiuAbstract:Inordertolowerthegelsinthepolymerizationofelasticacrylateemulsion,sodiumpolymethylacrylate(PMANa)isused

3、asprotectivecolloidofacrylateemulsion.Theinfluenceofitsdosageonpolymerizationandperformanceofemulsionisstudied.Themechanismofitsstabilizingtheacrylateemulsionisdiscussed.Theresultsshowthatthestabilityofpolymerizationandthewaterresistanceofemulsionareimprovedwhilethelowviscosityofemulsionismain

4、tained.Thegelsofemulsioncanbedecreasedto0whenonly0.2%PMANaisadded.Keywords:protectivecolloid,sodiumpolymethylacrylate,acrylateemulsion1引言保护胶体一般为水溶性高分子化合物,诸如聚乙烯醇,羟乙基纤维素,聚乙烯吡咯烷酮,聚(甲基)丙烯酸钠(PMANa)等,它是合成聚醋酸乙烯酯乳液,VAE乳液,醋丙和苯丙乳液等的重要组成成分,它制备的乳液具有稳定性好,乳胶粒粒径均匀,凝胶少,光泽好等优点¨】.但由于它的使用量大,如合成聚醋酸乙烯酯乳液时使用量可达到6%,

5、因而乳液耐水性很差.长久以来它只能合成低档乳液,很少用于性能要求较高的纯丙及其改性乳液b】.为了制备高固含量的柔性防水涂料,合成了固含收稿日期:2004—04—24作者简介:范圣强(1978一),男,西安交通大学理学院化学系教师,材料科学与工程学院在职博士.目前所从事的主要工作:高性能涂料用乳液的制备,防水涂料的研究,湿式太阳能光电池和太阳能光解水制氢.量为60%,耐水性优异的弹性丙烯酸酯乳液,但其始终有少量凝聚物黏附在釜壁或搅拌棒上,造成清洗困难[61.因此,本试验根据保护胶体的稳定原理,选择并添加微量的PMANa合成丙烯酸酯乳液,有效地提高了乳液聚合的稳定性,降低了凝聚率,而且

6、仍旧保持了乳液良好的耐水性和较低的黏度,同时探讨了保护胶体的作用机理.2试验部分2.1原材料单体:甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸丁酯(BA),丙烯酸(AA),均为分析纯,天津化学试剂厂生产.乳化剂:芳烷基聚氧乙烯醚硫酸铵,脂肪醇聚氧乙烯醚,壬基酚聚氧乙烯醚,烯丙基羟烷基磺酸钠(可聚合乳化剂),均为进口.其他助剂:过硫酸铵【(NH)$20s】,NaHCO,,氨水,叔丁基过氧化氢,甲醛次硫酸钠,均为分析纯.PMANa,进口.2005.01现代自簧料与自鲫戋12.2试验方法2.2.1基本配方弹性丙烯酸酯乳液的基本配方如表1所列.表1弹性丙烯酸酯乳液配方原料质量分数/%甲基丙烯酸甲酯0～

7、20.0组分一丙烯酸丁酯30.0～45.0丙烯酸0～3.0碳酸氢钠0～0.2组分二去离子水1.0～5.0过硫酸铵0.2～0.4组分三去离子水6.0去离子水15.0～25.0阴离子乳化剂0～0.5组分四非离子乳化剂0～0.5去离子水20.0～30.0保护胶体(PMANa)0～0.5阴离子乳化剂0.1～0.5组分五非离子乳化剂0.1—0.5可聚合乳化剂0～0.7后添加叔丁基过氧化氢0.05引发剂甲醛次硫酸钠0.052.2.2基本工艺聚合工艺采用半连续法预乳化.按照表1的配