无皂乳液聚合方法及应用进展

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1、无皂乳液聚合方法及应用进展[摘要]本论文主要介绍了无皂乳液聚合的特点，聚合方法，并概括了当今无皂乳液聚合的一些应用及发展前景。　　[关键词]无皂乳液聚合聚合方法单体应用　　：O213.1：A：1009-914X（2013）16-0244-01　　前言　　无皂乳液聚合指在聚合反应过程中完全不加乳化剂或加入的乳化剂浓度小于临界胶束浓度（CMC）的乳液聚合过程。目前对于它的研究的倍受关注，并进入了一个快速发展的阶段。　　1无皂乳液聚合的特点　　与传统乳液聚合相比，无皂乳液聚合产物具有以下特点：1.制得的乳胶粒子呈单分散性、表面“洁净”

2、；2.制得的微球尺寸比较大，还可以制成表面具有化学功能的颗粒；3.避免了因乳化剂的存在而导致对产物的表面性能、电性能、耐水性及成膜性等不良影响；4.不使用乳化剂和无乳化剂的后处理过程降低了产品成本；5.无皂聚合乳液的稳定性通过离子型引发剂残基、亲水性、离子型共聚单体和电解质等在乳胶粒表面形成带电层实现。　　2无皂乳液聚合方法　　2.1引入可离子化的引发剂　　在无皂乳液聚合中通常引入的离子引发剂有阴离子引发剂过硫酸盐型和偶氮烷基羧酸盐型，阳离子引发剂偶氮烷基氯化胺盐型。引发剂分解后生成离子自由基，在引发聚合后，引发剂碎片作为聚合物

3、链端基类似于乳化剂分布在乳胶粒表面，起稳定作用。　　2.2引入亲水性共聚单体　　在无皂乳液聚合体系中加入亲水性共聚增加了水相中的单体浓度，提高了反应速率；同时，由于单体的亲水性而倾向于排列在聚合物乳胶粒-水相界面上，或以离子形式形成水化层，起到稳定乳胶粒的作用。常用的亲水性共聚单体有羧酸类单体、酰胺类单体等。　　2.2.1与羧酸类单体共聚　　无皂乳液聚合中引入羧酸类单体使聚合加速、稳定性增加，其作用与羧酸单体的性能有关。羧酸单体主要有：甲基丙烯酸、丙烯酸、富马酸等。　　2.2.2与酰胺类单体共聚　　这类单体包括丙烯酰胺及其衍生物

4、如N-羟甲基丙烯酰胺、N，N一二甲基丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺等，他们分子中含有碳碳双键和酰胺基，酰胺基中的氨基可与水分子形成氢键，增加了离子的亲水性，提高了乳液的稳定性和体系的黏度[2，3]。　　2.3引入离子型共聚单体　　这类单体一般含有强亲水离子基团参与共聚反应，反应能在水相中进行，而不是在胶粒内部。共聚反应后该类单体分布在乳胶粒表面，使乳胶粒间的斥力增大，聚结的可能性减小。因此合成的乳液稳定性高，反应速率快。常用的离子型共聚单体有苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸乙酯磺酸钠、二甲基乙烯基吡啶硫酸甲酯盐等。　　2.4引入表面活性单体　　

5、表面活性单体又称反应型乳化剂，是指分子本身具有表面活性剂特征的单体，其分子结构中有反应基团，能与所吸附的基体发生反应，以共价键的方式永久地接枝到分子链上，克服了产生迁移等不利影响，同时降低了聚合物本身的表面张力，从而大大提高了聚合物乳液的稳定性和固含量[4，5]。这类可乳化共聚的单体主要有烯丙基醚类磺酸盐、烯丙基琥珀酸烷基酯磺酸钠等[6]。　　2.5引入其它添加剂的无皂乳液聚合体系　　当体系中加入一种能无限溶解单体而不溶解聚合物的溶剂时，可使体系的聚合速率和固体质量分数大大提高，原因在于这类单体通过对胶粒的溶胀能力的提升而提高了

6、体系反应的速率和稳定性，这种溶剂主要是甲醇[8]和丙酮[9，10]。另一类助剂是相转移催化剂，例如：冠醚、聚乙二醇等。　　2.6用低分子齐聚物做乳化剂的无皂乳液聚合　　这一类无皂乳液聚合不需加功能性单体，是一个新的发展方向。通常是先将部分反应单体、引发剂和去离子水在一定条件下反应一段时间来制备低相对分子质量的齐聚物，然后用这种齐聚物代替乳化剂加入下一步的乳液聚合体系来制备所需的无皂乳液。低分子齐聚物的主要反应单体是亲水性单体，通常是丙烯酸，另一单体参与下一步反应的油性单体，通常以丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯为主。　　3无皂乳液聚合的应

7、用　　3.1制备单分散功能性微球　　无皂乳胶粒可用来制备亲和乳胶微球，这种亲和乳胶微球因其比表面积大、易控制成单分散性、生物相容性良好、易于分离和提纯，可用作生物催化剂、亲和层析吸附剂；在各种医学方面都有重要作用，因[摘要]本论文主要介绍了无皂乳液聚合的特点，聚合方法，并概括了当今无皂乳液聚合的一些应用及发展前景。　　[关键词]无皂乳液聚合聚合方法单体应用　　：O213.1：A：1009-914X（2013）16-0244-01　　前言　　无皂乳液聚合指在聚合反应过程中完全不加乳化剂或加入的乳化剂浓度小于临界胶束浓度（CMC）的

8、乳液聚合过程。目前对于它的研究的倍受关注，并进入了一个快速发展的阶段。　　1无皂乳液聚合的特点　　与传统乳液聚合相比，无皂乳液聚合产物具有以下特点：1.制得的乳胶粒子呈单分散性、表面“洁净”；2.制得的微球尺寸比较大，还可以制成表面具有化学功能的颗粒；3.避免了