核壳结构聚合物乳胶粒的制备及其性能表征.doc

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1、核壳结构聚合物乳胶粒的制备及其性能表征摘要：选用甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）为聚合单体，改变乳化剂和引发剂用量，制备粒径分布较窄的全丙乳液。以此为种子胶乳，选用甲基丙烯酸（MAA）为第2步聚合单体，分别采用间歇法和半间歇法，制备出具有核壳结构且性能稳定的乳胶粒乳液。通过粒径分析和透射电子显微镜，测试和比较分析两种乳胶粒粒径和形貌，探讨MMA用量对核壳乳液的稳定性和乳胶粒粒径的影响。关键词：核壳结构乳胶粒形态聚合乳液核-壳结构聚合物(Core-shellLatexPolymer,简称CSLP)是指由两种

2、或两种以上的单体通过乳液聚合而获得的聚合物复合粒子。粒子的内部和外部分别富集不同的成分,显示出特殊的双层或多层结构,核和壳分别具有不同的功能。按照核与壳性质的不同,CSLP可以分为软核-硬壳和硬核-软壳两种。由于核壳结构乳胶粒内层与外层可能存在接枝、互穿网络或离子键合，不同于一般的共聚物或共混物，在原料组成相同的条件下，乳胶粒的核壳结构可以显著提高聚合物乳液的耐磨、耐水、耐候、抗污、防辐射性能以及抗张强度、抗冲强度和粘结强度、改善其透明性、降低最低成膜温度和改善加工性能。因此自20世纪70年代以来,具有核壳结构乳胶粒

3、的乳液的制备及其性能研究一直受到广泛关注。其中具有软核硬壳结构的乳胶粒有着广泛的应用前景,可用作塑料改性、橡胶增韧和水泥改性等许多领域。本文中首先制备乳胶粒粒径单分布的种子乳液,而后分别采用间歇法和半间歇法，制备了稳定的具有核壳结构的乳胶粒乳液,析仪和使用激光散射粒径分透射电镜,对两种方法合成的乳胶粒粒径和形貌进行了比较,探讨含羧基单体用对乳液聚合反应、乳胶粒粒径以及乳胶粒形貌的影响。实验主要原料单体：甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸（MAA），皆为化学纯，乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚OP40和OP

4、9，工业级，十二烷基硫酸钠（SDS），化学纯，引发剂过硫酸铵去离子水丙烯酰胺（N-AM）分析纯乳液的制备首先用适量水溶解SDS、OP40和OP9，在预乳化器中边搅拌变缓慢加入混合单体BA及MMA，单体加完后调节搅拌转速至800r/min搅拌20min后得到预乳液。将全部预乳液质量的8%、部分水、丙烯酰胺和乳化剂先后加入到反应器中，保持200r/min搅拌速率下升温至80℃，加入全部引发剂溶液质量的10%。约5min后反应体系呈微蓝色，表明单体已聚合并形成乳胶粒。20min后，开始用蠕动泵分别滴加剩余的92%的预乳液及

5、90%的引发剂溶液，滴加时间控制在3h内。加完单体后保温30min降温至70℃左右，补加适量氧化还原引发剂叔丁基过氧化氢和甲醛合次硫酸氢钠,1h后结束反应。使用该乳液为种子乳液,控制核壳质量比，使用间歇法和半间歇法制备具有核壳结构乳胶粒的乳液。间歇法聚合是将单体MAA一次性加入反应器中，保持搅拌条件下升温到80℃后讲引发剂溶液在4h内以均速加入。半间歇法聚合时第二步MAA单体和引发剂溶液皆以恒定速率滴加到装有种子乳液的反应器中，控制引发剂滴加时间比单体滴加长20min。引发剂滴加完毕保温2h结束聚合反应。乳液性能测试

6、质量法测固含量，求单体的转化率，测量乳胶粒平均粒径及其分布，观测乳胶粒的形态仪器激光粒度仪透射电子显微镜结果与讨论乳化剂用量对种子乳液性能的影响引发剂用量对种子乳液性能的影响核壳质量比对乳液性能的影响聚合方法对核壳乳液乳胶粒结构的影响MAA用量对核壳乳液稳定性的影响结论