环氧树脂聚丙烯酸酯复合乳液的制备和表征

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1、环氧树脂／聚丙烯酸酯复合乳液的制备及表征材料学研究生陈以会指导老师吴大诚以过硫酸钾为引发剂，高分子表面活性剂(环氧基团封端的环氧树脂与聚乙二醇的嵌段共聚物)、十二烷基硫酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚(n-10)的混合物为乳化剂，将环氧树脂溶解在丙烯酸酯混合单体(丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯)中，采用乳液聚合，制各了环氧树N／聚丙烯酸酯复合乳液。研究了乳液聚合过程中环氧基团的水解及和体系中羧基的酯化等化学反应。乳化剂、环氧树脂和引发剂等的用量对丙烯酸酯聚合速率的影响。同时研究了乳化剂和环氧树脂等的用量及预乳化条件对聚丙烯酸酯乳液的稳定性及

2、对涂膜吸水率的影响，并对环氧树脂／聚丙烯酸酯复合乳液的粒径分布进行了表征。通过比较含丙烯酸和不含丙烯酸的复合乳液在聚合过程中环氧基团的质量百分比的变化表明，环氧基团在乳液聚合过程中发生了化学反应。将乳液涂膜浸在丙酮溶剂中，发现含丙烯酸的乳液涂膜只能部分溶解，而不含丙烯酸体系的乳液涂膜很快全部溶解。这些结果证明环氧基团在乳液聚合过程中发生了水解以及和羧基的酯化交联反应。粒度分析结果表明，含丙烯酸的复合乳液的体积平均粒度大于不含丙烯酸的复合乳液。采用高分子乳化剂，制备了聚丙烯酸酯乳液。研究了高分子乳化剂的分子量及用量对聚丙烯酸酯乳液稳定性

3、和其涂膜吸水率的影响。结果表明，采用高分子乳化剂丙烯酸酯乳液的聚合稳定性不如采用传统的低分子乳化剂，但乳液的储存稳定性都很好。由于高分子乳化剂分子结构中的环氧基团在乳液聚合过程中会与体系中的羧基发生交联反应，随着高分子乳化剂的用量增加，聚丙烯酸酯乳液涂膜的吸水率降低。同时发现，高分子乳化剂的分子量对乳液涂膜的吸水率产生影响。本文还研究了环氧树脂用量对环氧树脂／聚丙烯酸酯乳液的稳定性和涂膜吸水率的影响。结果表明，由于环氧树脂分子结构中的环氧基团与体系中的羧基发生了交联反应，随着体系中环氧树脂用量的增加，涂膜吸水率降低。复合乳液的聚合稳定

4、性和稀释稳定性都很好。研究复合乳液中环氧树脂、引发剂、高分子乳化剂和低分子乳化剂等的用量对乳液聚合速率的影响。结果显示，随乳液体系中环氧树脂和高分子乳化剂的用量增加，单体的引发诱导期延长，转化率降低。说明环氧树脂及高分子乳化剂对乳液聚合有阻聚作用。随着聚合体系中引发剂或低分子乳化剂用量的增加，单体的引发诱导期缩短，转化率都会明显提高。本文还研究了高分子乳化剂和低分子乳化剂的用量、预乳化时的搅拌时间和搅拌速率对环氧树N／聚丙烯酸酯复合乳液稀释稳定性及其涂膜吸水率的影响。结果表明，随乳化剂用量的增加，复合乳液的稀释稳定性增加，但对涂膜吸水

5、率影响不大。随预乳化搅拌速率的增加和搅拌时间的延长，复合乳液的稀释稳定性增加。复合乳液的粒度分布结果表明，乳化剂用量、预乳化搅拌时间和搅拌速率都影响复合乳液的粒度分布。关键词：环氧树脂聚丙烯酸酯乳液聚合复合乳液PREPARATIoNANDCHARACTERIZATIoNoFEPoXYRESⅡ叮／ACRYLICCoMPOSITELATEXMaterialogyGraduate：ChenYihuiSupervisor：WuDachengEpoxyresinatfirstwasdissolvedinacrylicmonomersmixtur

6、e(acrylicacid，butylacrylateandmethylmethacrylate)，thenepoxyresin／acryliccompositelatexeswerepreparedbyemulsionpolymerization，inwhichpotassiumpersulfateWasusedasinitiator,themixtureofpolymericsurfactant，sodiumdodecylsulfateandpolyoxyethylenealkylphenylether(n。10)asemulsi

7、fiers．Thepolymericsurfactantwasblockcopolymerswithendepoxygroups，whichweresynthesizedbypoly(ethyleneglyc01)andepoxyresin．Inemulsionpolymerization，thechemicalreactionsincludethehydrolysisofepoxygroupsandtheesteriflcationbetweenthecarboxylandepoxygroups．Theinfluenceofthea

8、mountofemulsifiers，epoxyresinandinitiatoronthepolymerizationcofiversionwasinvestigated．Theeffectsoftheamountof