乳液聚合体系及合成工艺

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1、乳液聚合体系及合成工艺(2007-03-1214:35:13)转载分类：现代水性涂料一、构成乳液聚合体系的组分乳液聚合体系的主要组分有单体、乳化剂、引发剂和介质，另外根据需要加入其他组分，如助乳化剂、分子量调节剂、pH缓冲剂、抗冻剂、螯合剂、增塑剂、保护胶体、消泡剂等。1.单体（1）在乳液聚合中单体用量一般控制在40％－50％之间。（2）乳液的最低成膜温度（MFT）主要决定于乳液聚合物的玻璃化温度（Tg），涂料用聚合物乳液的玻璃化温度，一般在15～25度之间，低于室温。硬单体（玻璃化温度高的单体）有甲基丙烯酸甲酯（Tg105）、                 

2、        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）软单体（玻璃化温度低的单体）有丙烯酸－2－乙基己酯（Tg－85）                         丙烯酸丁酯       （Tg－54）                         丙

3、烯酸异丁酯     （Tg－17）                                丙烯酸乙酯       （Tg－22）                         丁二烯          （Tg－20）                         氯二丁烯         （Tg－45）玻璃化温度适中的单体有醋酸乙烯酯（Tg29）                  丙烯酸甲酯（Tg8）                  甲基丙烯酸丁酯（Tg20）（3）线性聚合物进行交联，以生成网状结构聚合物。有自交联和外交联两种。二、乳化剂1。阴离子

4、型、阳离子型、两性和非离子型乳化剂。2。乳化剂的选择原则： （1）所选择的乳化剂的HLB值应和所要进行反应的乳液聚合体系相匹配。 （2）所选用的离子型乳化剂的三相点应低于反应温度 （3）所选用的非离子型乳化剂的浊点应高于反应温度 （4）对离子型乳化剂来说，应选用乳化剂分子的覆盖面积尽可能小；     对非离子型乳化剂来说，应选用乳化剂分子的覆盖面积尽可能大 （5）应选用临界胶束浓度尽量小的乳化剂 （6）应选用增溶度大的乳化剂 （7）离子型乳化剂和非离子型乳化剂有协同效应，即两者联合使用比各自单独使用效果都要好。 （8）选择与单体化学结构类似的乳化剂可获得较好的乳

5、化效果 （9）亲水性较大和亲水性较大的乳化剂联合使用时乳化效果较好。 （10）所选用的乳化剂不应干扰聚合反应。 （11）选择乳化剂时应考虑其后的生产工艺和聚合物乳液的应用 （12）所选用的乳化剂应该货源广阔、立足国内，价格低廉。三、引发剂热分解引发剂※氧化还原引发剂四、分散介质1。进行乳液聚合对水要求很苛刻，天然水和自来水均不能满足要求，水中所含的金属离子会严重的影响聚合物乳液的稳定性，并对聚合过程有阻聚作用，故需严格的控制其含量。所以进行乳液聚合应当用蒸馏水或去离子水，所用水的电导应控制在10mS以下。2。抗冻剂：非电解质抗冻剂：甲醇、乙醇、丙酮等电解质抗冻剂

6、：Nacl、KCl、K2SO4五、分子量调节剂在乳液聚合中分子量调节剂的调节作用要经历以下几个步骤： (1)调节剂分子由单体珠滴内部扩散至单体珠滴表面 （2）由单体珠滴表面扩散到水相主体 （3）由水相主体扩散到乳胶粒表面上 （4）由乳胶粒表面扩散到乳胶粒内部 (5)在乳胶粒内部和自由基发生链转移反应。最常用的分子量调节剂是硫醇及其衍生物。另外原黄酸衍生物等都可以作为乳液聚合的调节剂六、其他组分1。保护胶体在乳液聚合中，为了有效的控制乳胶粒的尺寸，尺寸分布以及使乳液稳定，常常需要加入一定量水溶性的高聚物，如聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、阿拉伯树胶、聚环氧乙烷及羟甲基纤维素

7、等，这些物质称为保护胶体。在个别情况下，乳液聚合中不加入乳化剂，而只加入保护胶体，例如在白乳胶（聚醋酸乙烯酯乳液）的生产中，只加入聚乙烯醇同样可以制得稳定的聚合物乳液。因为聚乙烯醇不是胶束形成物质，而醋酸乙烯酯在水中的溶解度较大（2.5％），故在这样的乳液聚合体系中，不是按照胶束成核机理成核，主要是靠低聚物机理成核。2。螯合剂最常用的螯合剂是EDTA（乙二胺四乙酸二钠盐），靠笼蔽效应把金属离子包埋起来3。pH调节剂和pH缓冲剂pH调节剂：NaOHKOHNH3H2OHClpH缓冲剂：磷酸二氢钠、碳酸氢钠、醋酸钠、柠檬酸钠