乳液聚合技术综述性报告.doc

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1、乳液聚合浅谈报告人：李德永主要内容乳液聚合基本概况乳液聚合方法儿种乳液产品的丿•卫用与发展关于乳液合成项冃的儿点看法乳液聚合概念借助机械扌赫半和乳化剂的作用，使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液(直径1.5〜5pm)而聚合的反应。乳液聚合基本组成单体：一般为油溶性单体，在水屮形成水包油型；引发剂：为水溶性或一组分为水溶性引发剂，过硫酸盐：K,Na,NH4,氧化一还原引发体系水：无离子水乳化剂乳化剂单体助剂水引发剂乳液聚合体系乳液聚合机理乳液聚合多为自由基聚合，1947年W.D.哈金斯等提出，乳化剂可乳化单体成液滴，当乳化剂浓

2、度超过临界胶朿浓度(见表面活性剂)时，则形成胶束，胶朿可使单体增溶。聚合过程是：水溶性引发剂为解为自由基(R.),经扩散进入胶束而引发单体(M)聚合，胶束成核逐渐长大为单体■聚合物胶粒(M/P),液滴中的单体不断扩散进入M/P胶粒进行聚合。当转化率达60%〜80%吋，单体液滴消失；当聚合结束时,M/P胶粒形成外层为乳化剂分子包围的聚合物(P)胶粒。聚合场所:水相不是聚合的主要场所；单体液滴也不是聚合场所；聚合场所在胶束内胶束比表面积大，内部单体浓度很高，提供了自由基进入引发聚合的条件。液滴中的单体通过水相可补充胶束内的聚合消耗。

3、成核机理：成核是指形成聚合物乳胶粒的过程。有两种途径：胶束成核：自由基由水相进入胶朿引发增长的过程；均相成核：在水相沉淀出来的短链自由基，从水相和单体液滴上吸附乳化剂而稳定，继而乂有单体扩散进入形成聚合物乳胶粒的过；聚合过程：根据聚合物乳胶粒的数冃和单体液滴是否存在，乳液聚合分为三个阶段：I阶段II阶段川阶段乳胶粒不断增加恒定恒定胶朿直到消失一一单体液滴数冃不变直到消失一体积缩小不断增加恒定下降((II)提速阶段：)提速阶段：乳胶颗粒不断增加，聚合总速率不断增加乳胶颗粒不断增加，聚合总速率不断增加((IIII)恒速阶段：乳胶颗粒

4、数量稳定)恒速阶段：乳胶颗粒数量稳定聚合总速率不再变化聚合总速率不再变化((IIIIII)降速阶段：单体液滴消失)降速阶段：单体液滴消失乳胶颗粒中单体也减少乳胶颗粒中单体也减少聚合总速率降低聚合总速率降低乳液聚合优点(1)以水为分散介质，粘度低，传热快。(2)聚合速率快，分子量高，可在低温聚合。(3)在直接使用乳液的场合较方便，如乳胶漆，胶粘剂，织物处理剂等。乳液聚合缺点(1)需要固体产物吋，后处理复杂(破孚L、洗涤、脱水、干燥等)；(2)有残留乳化剂，对性能有影响。在乳液聚合体系屮，自由基链的平均寿命比其他方法中的长，自由基有

5、充分的时间增长到很高的分子量.由于乳胶粒体积小，数量巨大，其中封闭着巨大数量的自由基，因而乳液聚合反应比其他聚合反应的反丿应速率要高。聚合速率大，同时分子量高是乳液聚合技术一直处于稳定发展状态的重要原因。实施方法木体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合配方主耍成分单体、引发剂单体引发剂、溶剂单体、引发剂、分散剂、水单体、引发剂、乳化剂、水聚合场所单体内溶剂内单体内胶束内聚合机理自由基聚合一般机理，聚合速度上升聚合度下降容易向溶剂转移，聚合速率和聚合度都较低类似本体聚合能同时提高聚合速率和聚合度生产特征设备简单，易制备板材和型材，一般间歇

6、法生产，热不容易导出传热容易，可连续生产。产物为溶液状。传热容易。间歇法生产，后续工传热讣易。可连续生产。产物为乳液状，制备成固体后续工艺复杂产物特性聚合物纯净、分子量分布较宽分子量较小，分布较宽。聚合物溶液可直接使用较纯净，留有少量分散剂留有乳化剂和其他助剂，纯净度较差乳液聚合的历史至今己有近100年。应用已经非常广泛主要可以分为3个方面：聚合后分离成胶状或粉状固体产品乳液涂料和胶粘剂微粒用作颜料、粒子标样、免疫试剂的载体等涂料中的应用聚合物乳液是一种高分子材料，是水性涂料的基料。随着人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格

7、，水性涂料必将成为世界涂料市场的主角，冃前在我国也拥有巨大的市场。据不完全统计，我国工业涂料的年需求量在17()万吨左右，其中可由水性工业防腐涂料替代的达100万吨，广泛应用在石油、化工、汽车、火车、船舶、冶金、五金交电、电力、建筑等各个领域。而冃前这些领域所使用的儿乎全部为溶剂型涂料，每年的有机溶剂挥发量达80万吨，资源浪费约合人民币30多亿元，不仅带来了巨大的环境危害，也浪费了大量的资源。如果用水性工业涂料替代传统涂料用量的1/3,将可节省资源浪费价值10亿元。国产水性工业涂料的廿发成功与推广,不仅具有极好的环境效益，也将具

8、有巨大的经济效益。乳液聚合理论的发展促进了乳液聚合工业技术的进步，表现在乳液聚合物产量逐年增加，质量不断提高，品种口益增多，生产工艺渐趋合理、完善。而且乳液聚合技术也在不断创新，派生出了不少乳液聚合的新分支，出现了许多乳液聚合新方法：无皂乳液聚合、微乳液聚合、分