空心聚合物乳胶粒子的合成研究进展.pdf

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1、第18卷第6期高分子材料科学与工程VOl.18NO.62OO2年11月P0LYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGNOv.2OO2=============================================================空心聚合物乳胶粒子的合成研究进展*郭睿岚孟焱李效玉C北京化工大学材料科学与工程学院北京1OOO29)摘要;综述了近年来制备空心聚合物乳胶粒子的四种基本方法和研究成果即碱溶胀法~酸/碱逐步处理法~非水溶剂挥发法和W/0/W乳液聚合法0着重分析了

2、各种方法的成孔机理和影响因素并简要介绍了空心乳胶粒子的应用领域展望了空心乳胶粒子应用的发展趋势0关键词;空心聚合物乳胶粒子;制备方法;成孔机理;影响因素;应用中图分类号;T16.+4文献标识码;A文章编号;1OOO-7555C2OO2)O6-OO24-O5空心聚合物乳胶粒子是指粒子内部具有单1.1制备方法及成孔机理[34]孔或多孔结构的乳胶粒子0根据空心结构的不选用带酸性基团的单体与其它不饱和单体同空心乳胶粒子可分为内部含有均匀小孔或进行乳液共聚制得酸性的种子乳液0再选择壳在乳胶粒中央有空腔结构等多种类型0单体在酸性核

3、上聚合壳层在壳聚合物的T或g2O世纪7O年代以来空心聚合物乳胶粒Tg以上加入碱液对乳胶粒子进行溶胀0待乳子在众多领域受到广泛注意[1]胶粒子体积膨胀至所需的程度将温度降至壳0相比于完全实心的乳胶粒子由于有多孔或中空结构其外部聚合物的T以下待粒子中的水分挥发后即可g壳聚合物与空腔内的空气对光的折射系数不得到多孔的乳胶粒子0同所以入射光能被有效散射从而可制得高性成孔机理[5];在壳聚合物的Tg以上碱液能遮光涂料0同时涂料中有空心结构存在可减进入乳胶粒子内部与酸性核中和产生离子化少高成本颜料的使用实现涂料轻质化的目的0过程水

4、化作用使核的体积膨胀至原来的几倍宇航工业中空心粒子可吸收紫外光辐射而用至几十倍0由于在壳聚合物的T以上壳也相g作抗紫外填料0此外在制备微胶囊~实现生物应地发生膨胀此时冷却至室温壳在膨胀状态活性和化学活性物质的控制释放等方面[2]下固化冻结而不能回缩0核中的水分挥发后发空心乳胶粒子也发挥着其独特的作用0生体积收缩从而在乳胶粒子的内部产生空心随着空心粒子的特殊功能逐渐为人们熟结构0知对其制备方法和工艺条件的研究也日益深根据单体体系的不同碱溶胀法也有所区入0目前的制备方法主要有碱溶胀法~酸碱逐步别0AlexanderK.等[

5、]使用非酸性单体来包覆处理法~非水溶剂挥发法~W/0/W乳液聚合法酸性的核从而只让挥发性碱通过壳对核溶胀0等几种0这样乳液成膜后碱与水分均被挥发不会由于残余碱而损害膜0Blankenship等[4]为避免挥发1碱溶胀法性碱的不良气味使用非挥发碱0不同的是其碱溶胀法是较早提出制备空心乳胶粒子的壳单体中至少要含有1%的酸性单体或加入溶方法目的是提高涂料的遮盖力并实现轻质剂辅助溶胀以便碱对壳层的穿透0Martin化0*收稿日期;2OO1-O1-O2;修订日期;2OO1-O4-1O基金项目;北京市自然科学基金资助项目作者简介;

6、郭睿岚女24岁硕士.联系人;李效玉.第6期郭睿岚等:空心聚合物乳胶粒子的合成研究进展25等[6]认为极性的酸性单体不易吸附乳化剂分从而可以降低溶胀温度或减少壳层单体中酸性子从而体系不稳定易发生絮凝同时由于亲单体的使用量常用的溶剂为醛类和酮类O水性强而不易被壳聚合物所包覆O因此体系中不选用聚合性酸性单体而引入非聚合性羧酸2碱/酸逐步处理法碱/酸逐步处理法是OkubOM等[12]在制化合物<如脂肪酸>使其被粒子中低酸含量的备羧基化聚合物乳胶粒子的过程中提出来的O聚合物层充分吸收在升温~碱溶胀的条件下发首先制得富含羧基的种子

7、乳液在碱性条件下生吸水膨胀O在降温去除水分的过程中此聚合使用非羧酸单体在种子上聚合最终得到的共物层失水收缩从而产生空心结构OLeeDI等[7S]为避免酸性核造成的乳液不稳定和涂料聚物乳胶粒子变成了含多孔的乳胶粒子从而提出了可以制得空心乳胶粒子的碱/酸逐步处的吸湿性问题采用了非酸的亲水性核O这种方理法O法的核单体为羧酸酯类它们也能在温度高于[1314]2.1制备方法及成孔机理Tg的条件下发生碱溶胀最后用非亲水性的首先制备酸性种子乳液将其稀释至低固Tg较高的交联聚合物包核形成硬壳使其不收含量并加入乳化剂分散稳定O升温至T或

8、稍缩O另外为提高核与壳的相容性可在核壳之g高加入溶胀剂溶胀而后滴加碱液继续溶胀间聚合一层过渡层O[9~11]冷至室温O升高温度用~CI处理乳胶粒子待1.2影响因素水分挥发后得到空心乳胶粒子O1.2.1核层单体的种类和含量:核单体中的酸成孔机理[14]含量至少要达到10%才能发生有效的体积膨:溶胀剂在Tg下很好地溶胀胀酸含量大有利于