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《“核-壳”型丙烯酸乳液聚合物的制备及其溶胶凝胶性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、“核一壳”型丙烯酸乳液聚合物的制备及其应用性能研究王国军（北京东方亚科力化工科技有限公司研究中心，北京101149）摘要：采用乳液聚合制备了一系列丙烯酸类“核一壳”聚合物，通过分子设计改变核与壳单体组成考察对聚合物综合性能的影响，以及非极性增塑剂DOP和极性增塑剂TCP对其溶胶和凝胶性能的影响。研究显示：选用玻璃化温度较高的P/-BMA作为聚合物的核层，MMA/MAA共聚物作为壳层，其溶胶和凝胶性能明显优于其它“核一壳”聚合物，该“核一壳''聚合物在汽车工业中具有广阔的应用前景。关键词：“核一壳”乳液聚合；溶胶；凝胶；储存
2、稳定性“核一壳”乳液聚合物是由不同性质的两种或多种单体在一定条件下按阶段聚合（即种子聚合或多阶段聚合），使乳胶颗粒内部的内侧和外侧分别富集不同的成分，通过核和壳的不同组合，得到一系列不同形态的乳胶粒子；该方法赋予核/壳不同的功能，获得具有一般无规共聚物、机械共混物难以实现的优异性能［1_3Jo当前“核一壳”乳液聚合物以优异、独特的性能在粘接领域得到广泛的应用［4_6J；但“核一壳”结构固体粉末聚合物的应用报道很少。本文采用乳液聚合方法合成出一系列具有核壳结构的丙烯酸类聚合物，与增塑剂、填料等添加剂共混制备溶胶，在高温烘培工
3、艺下溶胶转变成凝胶，同时兼顾溶胶的储存稳定性和凝胶的物理机械性能，最终在金屈部件表面形成一层坚韧的保护膜，具有防震、防腐、隔热、抗石击等物理机械性能，在汽车工业中具有广阔的应用前景叫1试验部分1.1原料甲基丙烯酸甲酯（MMA）,丙烯酸正丁酯（BA）,甲基丙烯酸正丁酯（nBMA）,甲基丙烯酸异丁酯（iBMA）,甲基丙烯酸（MAA）,化学纯，英国InoesAcrylics公司；过硫酸钾（KPS）,分析纯，韩国大井化金株式会社；琥珀酸二辛酯亚硫酸钠（乳化剂AOT）,荷兰Cytec工业公司；硫酸镁，分析纯，韩国大井化金株式会社；邻
4、苯二甲酸二辛酯（DOP）,三甲酚磷酸酯（TCP）,工业级，韩国东洋化学工业株式会社；超细碳酸钙填充剂，韩国LG化学株式会社。1.2核•壳乳液聚合及后处理在装有搅拌器、氮气导管、回流冷凝管、温度计、分液漏斗并有恒温水浴的五口烧瓶中，加入去离子水，通氮气保护，控制反应器内部温度为80°Co核聚合阶段：加入30%核单体和乳化剂的混合物，预乳化0.5h,加入部分引发剂KPS（2.25%水溶液），反应lh后，制得种子胶乳；匀速滴加剩余70%核单体和乳化剂混合物，反应2h,其间补加适量KPS。壳聚合阶段：在核乳液中匀速缓慢滴加壳单体和
5、KPS水溶液，反应3h,加入剩余KPS,继续保温反应2小时，冷却至室温。将乳液缓慢滴入大量2%的硫酸镁水溶液中，高速搅拌，进行破乳，然后脱水、洗涤、干燥、研磨、过筛（网筛孔径：200um）,得粉末固体高聚物。1・3溶胶、凝胶制备模拟汽车工业中粉末涂料工艺配比，将主要成分增塑剂、聚合物粉料、碳酸钙填充剂按一定质量百分比在高速搅拌器下混合均匀（为了简化试验，不考虑颜料、稳定剂、固化剂、粘合剂等微量成分的影响），得到溶胶。将溶胶均匀涂敷在金属板材上，涂层厚度2mm,在150°C下烘焙40分钟，冷却至室温，得到固体胶膜（凝胶）。1
6、.4性能测试用美国SANTA公司的AM-370型亚微粒径测试仪测定乳胶粒子的平均直径；用H本H立公司的S-4300型扫描电镜（SEM）观察乳胶粒子的表观形貌（乳液于室温下自然干燥，喷金制样）；用美国PERKINELMER公司的DSC-7型差式扫描量热仪测定高聚物的玻璃化转变温度（Tg）；溶胶储存稳定性测试方法：40°C下储存溶胶2个星期，每隔24小时用美国BROOKFIELD公司的DV-II型旋转粘度测定仪测定溶胶粘度（Spindle7,20rpm）；用英国INSTRON公司的4303型万能力学测试仪测定凝胶的拉伸性能（A
7、STMD638）。2结果与讨论2.1核•壳结构设计丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正/异丁酯都属于软单体，其均聚物具有良好的成膜性和粘附性，赋了涂膜一定的柔韧性和延展性，与极性增塑剂（如TCP）和非极性增塑剂（如DOP、DINP）都具有优异的相容性，在室温下，液态溶胶迅速转变为固态凝胶，其转变过程不超过15分钟。甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯属于硬单体，可以赋予涂膜适当的硬度和强度，耐热性好，但强极性聚合物PMAA与增塑剂TCP、DOP、DINP都不相容，其溶胶即使在高温状态下也不会转变成凝胶；PMMA与极性增塑剂TCP具有较好的相容性
8、，而与非极性增塑剂的相容性较差，其凝胶脆而硬，没有弹性。由于相容性的缘故，PMAA和PMMA的溶胶表现出良好的储存稳定性，即溶胶粘度随时间的变化不显著。汽车工业中的粉末涂料必须具备两个基本条件：溶胶要有良好的储存稳定性，便于运输、喷涂或涂敷工艺的稳定操作；同时凝胶耍具有良好的物理机械性能，如具有防震、防
