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核壳型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成及性能研究

核壳型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成及性能研究
核壳型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成及性能研究

有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯光—潮气双固化体系

第21卷第9期应用化学Vol.21No.9 2004年9月 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED CHEMISTR Y Sep.2004 有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯光2潮气双固化体系 齐宇颂 曾兆华 杨建文 陈用烈3 (中山大学高分子研究所 广州510275) 摘 要 由甲基丙烯酸羟乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二2(γ2三乙氧基硅烷基丙基)胺为原料,合成了有机硅 改性聚氨酯丙烯酸酯(Si2PUA)预聚物,预聚物属于宾汉流体。用GPC方法测得预聚物的分子量分散度为 1112,用FTIR和光DSC(DPC)方法研究了预聚物的固化行为,光聚合反应的转化率为5613%,用TG等方法 研究了光、潮气固化膜的膜性能,发现光固化膜的电性能、热性能均好于潮气固化膜的膜性能。 关键词 聚氨酯丙烯酸酯,有机硅,光固化,潮气固化 中图分类号:O631 文献标识码:A 文章编号:100020518(2004)0920918205 紫外光固化涂料以其快干、节能和环保等优势而备受关注。由于光固化体系的固化过程是由光引发的,因此,对于固化对象的形状、厚度、颜色有一定的限制,如小区域阴影部分无法实现光固化。为此,人们研究开发了具有不同反应原理的光2暗双重固化体系[1,2],利用光固化使体系快速定型或达到“表干”,再利用暗反应使阴影或底层部分固化完全,达到体系的“实干”。光、暗双固化保形涂料正是利用这种双重固化原理来实现保形涂层的全面固化,从而实施对各种复杂类型线路板的涂敷保护[36]。本文以二异氰酸酯、甲基丙烯酸β2羟乙酯(HEMA)、硅氧烷偶联剂为原料合成了聚氨酯丙烯酸酯类光敏性有机硅预聚物,可在潮湿条件下实现光、潮气双固化。 1 实验部分 1.1 试剂、仪器和测试方法 甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA,工业品)经干燥后,减压蒸馏,收集105110℃/2000Pa馏分;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI,CP,华北地区特种化学试剂开发中心);二2(γ2三乙氧基硅烷基丙基)胺(G402,工业品,营口俊业化工制品有限公司);二月桂酸二丁基锡(DB TDL,CP,(Acros Organics Chemical,比利时)公司产品);22羟基222甲基-苯丙酮22(Darocur1173,Ciba公司产品);丁酮(AR,广州化学试剂厂),用前以分子筛干燥;阻聚剂对甲氧基苯酚(M EHQ,CP,上海信博森化工有限公司)。固化膜的硬度、附着力、冲击强度、柔韧性等性能分别按国家相关标准G B6739286、G B1720279、G B1732293、G B/T1731293测定。 Nicolet210型傅立叶红外光谱(美国)光谱仪,涂膜法测IR谱;Waters224型凝胶渗透色谱仪(GPC,美国),以THF为溶剂,测预聚物数均分子量(M n);Brookfield DV2Ⅱ+型旋转粘度计(18号转子, Brookfield corporation,美国),室温测涂料粘度;改装的CDR21差示扫描量热仪(DPC),记录聚合放热速率曲线,并用Origin710软件处理,得光聚合转化率曲线[7];紫外光强度以UV2A型照度计(北京师范大学光电仪器厂生厂)测定,仪器探头敏感波长范围为320400nm,测得光强为8189W/m2(日本);岛津TG A250型热分析仪,升温速率为20℃/min,在N2气气氛(40mL/min)中,测固化膜室温至600℃的TG曲线;ZC236型高阻计(上海第六电表厂)测固化膜电阻。 1.2 Si2PUA预聚物的合成 有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯(Si2PUA):在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的干燥三颈烧瓶中加入适量的IPDI,于室温下缓慢加入HEMA、DB TDL(质量分数为0103%)和M EHQ的混合液,控制滴加 2003212201收稿,2004203207修回 广东省重大科技专项(粤财企[2001]367号)资助项目 通讯联系人:陈用烈,男,1937年生,博士,教授;E2mail:cescyl@https://www.doczj.com/doc/439166740.html,;研究方向:功能高分子

丙烯酸酯的乳液聚合

丙烯酸酯的乳液聚合 1 前言 丙烯酸酯类聚合物是工业生产中应用比较广泛的原料,可以用于生产涂料、粘合剂、塑料等产品,具有良好的性能,价格便宜。丙烯酸酯类单体多是通过乳液聚合的方式进行聚合反应。乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法,因为它以水作溶剂,在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。其特点是聚合热易扩散,聚合反应温度易控制; 聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物; 能获得高分子量的聚合产物; 可直接以乳液形式使用。本实验利用丙烯酸酯乳液聚合来探究其性质以及应用。 2 实验目的 1)掌握丙烯酸酯乳液合成的基本方法和工艺路线; 2)理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理; 3)了解高聚物不同玻璃化转变温度对产品性能的影响; 3 实验原理 在乳液聚合过程中,乳液的稳定性会发生变化。乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型与加入方式、单体的种类与配比、加料方式、聚合工艺、搅拌形状与搅拌速度等都会影响到聚合物乳液的稳定性及最终乳液的性能。功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因其具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,会产生絮凝作用,极易破乳。因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。 聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。 乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关,酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的,使乳胶粒子表面带上一层电荷,从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力,乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时,其稳定性则与空间位阻有关。 因此乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。乳化剂虽不直接参与反应,但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布也有着决定性的影响。如果所选用的乳化剂不适合本乳液聚合体系,则不论怎样改变乳化剂的浓度和调节聚合工艺参数,乳液聚合仍不能平稳进行或是所得到的乳液产品缺乏实用价值。离子型乳化剂的特点是乳化效率高,可有效地降低表面张力,胶束和乳胶粒子尺寸小,机械稳定性好,但由于其离子特性对电解质比较敏感;非离子型乳化剂对电解质有较好的稳定性,但机械稳定性不好,对搅拌速度比较敏感。离子型乳化剂主要靠静电斥力使乳液稳定,而非离子型乳化剂主要靠水化,两种乳化剂复合使用时,两类乳化剂分子交替吸附在乳胶粒子表面上,既使乳

聚氨酯-水玻璃复合材料环保催化剂 CUCAT-WN

聚氨酯-水玻璃(硅酸钠)复合材料环保催化剂 CUCAT-WN 1、性状描述 黄色透明液体;密度 1.17g/cm3(25℃),粘度 40mPa.s(25℃);具特殊化合物气味,溶于水玻璃呈稳定均质溶液。不含限制重金属、偶氮、邻苯酸盐等有毒成分,使用本产品合成之材料,符合一般环保法规。 2、独特性能 1)稳定不失效。水玻璃(硅酸钠)碱性较强,一般催化剂在水玻璃中短时间内分解失效。CUCAT-WN 结构稳定,解决了在水玻璃中性质稳定长期不失效的难题。 2)互溶均质不分层。水玻璃(硅酸钠)属高密度水溶性无机物,如使用一般聚氨酯催化剂,因不相溶出现漂浮于水玻璃之上的分层现象,物料不均质极易造成固化太快或不固化事故。CUCAT-WN 与水玻璃良好互溶呈透明均质体,可完全避免上述事故发生。 4)活性高,添加量少。 3、应用领域 通过高选择性的 CUCAT-WN 催化剂,将廉价水玻璃引入异氰酸酯、水、多元醇等多种物质合成的聚氨酯大分子中,具 有低粘度无溶剂、固化快慢可调、优异隔热保温性、优异耐高温阻燃性(无需额外添加阻燃剂)、低成本、材料环保等诸多优点。应用领域如下: 1)煤矿、隧道中煤层、岩层等破碎层快速加固和封堵处理之灌浆组合料。 2)水库坝体及输水管道裂缝、建筑物与混凝土裂缝、桥梁和桥体裂缝、钻井护壁等的堵漏密封与加固之组合料。 4)室外聚氨酯-水玻璃阻燃性建筑保温隔热层组合料 5)各类防火阻燃用途之聚氨酯泡沫或非泡沫组合料 4、使用说明生产中可预先加入水玻璃组分中,搅拌均匀即可。切勿加入异氰酸酯组份防止凝胶罐中。 使用量一般为水玻璃重量的 0.1~2% 。使用后注意马上封闭罐口,避免敞开放置。 5、规格储存 包装规格:25/200kg/桶。储存于干燥阴凉仓库内,避免日光照射和雨淋。不开封保质期 12 个月。

水性丙烯酸酯类共聚物乳液的合成与应用_张心亚

第一作者:张心亚,27岁,博士研究生 收稿日期:2001-07-03 专论与综述 水性丙烯酸酯类共聚物乳液的合成与应用 张心亚 涂伟萍 杨卓如 陈焕钦 (华南理工大学化工学院化工研究所 广州 510640) 摘要:通过查阅国内外有关文献资料,阐述了水性丙烯酸酯类共聚物乳液的制备方法、性能改进及应用,综述了水性丙烯酸类共聚物乳液目前的研究现状和发展趋势,并对这一蓬勃发展的新型聚合物乳液作了展望。 关键词:水性 丙烯酸酯类共聚物 乳液聚合 合成方法 性能改进 技术进展 丙烯酯类共聚物乳液(Acrylate Copolymeric Emulsion )是丙烯酸酯或甲基丙烯酯与其它乙烯基类单体进行乳液聚合的产物,还包括丙烯酸(酯)类衍生物接枝大分子共聚物[1]。随着现代工业科学技术的发展,丙烯酸及其酯类共聚也液已得到广泛的应用。目前应用最多的是全(甲基)丙烯酸酯类共聚物乳液、醋酸乙烯-(甲基)丙烯酸酯类共聚物乳液和苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯类共聚物乳液,主要用作涂料成膜剂和纺织印染粘合剂,并用于密封胶、结构胶等行业中,其用量与日俱增[2]。随着丙烯酸酯类共聚物乳液的应用和研究进展以及环保要求的日益提高,水性丙烯酯酯类共聚物乳液正逐步取代溶剂型丙烯酸酯类共聚物乳液成为涂料和胶粘剂领域的一个重要组成部分,特别地,水性丙烯酸酯类共聚物乳液用于建筑涂料,具有优良的耐候性、耐水性、耐酸碱性、耐玷污性、无毒、对环境友好等性能,是建筑涂料体系中最具发展前途的一类产品 [3] 。 1 水性丙烯酸酯类共聚物乳液聚合技 术的研究进展及发展趋势 国内外主要围绕水性丙烯酸酯乳液的聚合技术开展了研究,目前已开发出核-壳乳液聚合、无皂乳液聚合、有机-无机复合乳液聚合、基团转移聚合(GTP )、互穿网络聚合(LIPN )、微乳液聚合等新技术。一些新技术如核-壳乳液聚合、无皂乳液聚合、 有机-无机复合乳液聚合技术等已在国内外树脂及乳液生产中得到了广泛应用[4],产品性能如耐冻融性能、低温施工性能、贮存稳定性等性能有了很大的提高和改善。 1.1 核-壳乳液聚合(Core /Shell Emulsion Polymerization ) 核-壳乳液聚合是80年代发展起来的一种新技术[5]。核-壳乳液聚合提出了“粒子设计”的新概念,即在不改变乳液单体组成的前提下改变乳液粒子结构,从而提高乳液性能。采用常规乳液聚合得到的乳胶粒子是均相的,核-壳乳液聚合得到的乳胶粒子是非均相的,采用特殊工艺可以设计乳胶粒子的核结构和壳结构的组成。聚合的第一阶段首先制备种子(核)乳液,然后第二阶段加入单体继续聚合形成壳层,最终形成核-壳结构的非均相粒子。用核-壳乳液聚合和常规乳液聚合得到的乳液的最大差异在于:核-壳乳液聚合得到的乳液抗回粘性好、成膜温度低,最好的成膜性、稳定性以及更优越的力学性能,因此该项技术极有实用价值[2、6]。1.2 无皂乳液聚合(Free -Soap Emulsion Polymerization ) 无皂乳液聚合又称无乳化剂乳液聚合,是从传统乳液聚合发展起来的一种新技术[7]。传统的乳液聚合法因乳化剂的存在而影响乳液成膜的致密性、耐水性、耐擦洗性和附着力等;而无皂乳液聚合技术

高性能复合材料拉挤成型工艺技术.ppt

高性能复合材料拉挤成型工艺技术聚氨酯拉挤技术需改进之处: 1 玻纤的处理 2 注射箱的设计 3 模具方面的特征 4工艺参数 5 机器设计 聚氨酯拉挤设备简介及运用

玻纤处理在玻纤中的水分可导致表面起泡 筒子架成形区域 灌注/钢型 辐射加热

玻纤中水分导致表面水泡的应对措施 检查下多余的水汽和溶剂是否是在混合过程中或由于不正确的加热而导致。水和溶剂在放热过程中会沸腾蒸发,造成表面的气泡或气孔。 降低线速,和/或升高模温,通过增加表面树脂硬度来更好地克服这个问题。 使用表面罩或表面毡。这将加固表层树脂,有助消除气泡或气孔。水式水蒸气会和材料起反应,改善生产环境,纱房抽湿处理。

低压注射优点: ?用尼龙或高密度聚乙烯制成?加工设计相对简单 -成本低 ?可以适用现有的模具 -适合研发用 ?质轻,方便处理

Vestibulum ante ipsum primis in faucibus orci luctus et ultrices posuere cubilia Curae; Donec velit neque, auctor sit amet aliquam vel, ullamcorper sit amet ligula. Nulla quis. 高压注射 入口 出口 优点: ?可实现增强纤维的完全浸渍?复杂的截面 ?连续毡、针织毡、复合毡等?没有多余的树脂?更长的操作窗口期 缺点: ?费用?时间?重量 ?不适合研发 设计要求 ?不锈钢 ?根据模具定型

模具特征比普通模具更严格 PU模腔尺寸的允许偏差不能超过0.001英寸。 需要镀铬后重新打磨。 在有负锥度或类似阻塞的情况下聚氨酯不能平稳穿过模具。 正锥度可能导致堵模。 加热管内部热电偶紧密公差集成散热

水性聚氨酯改性的研究进展

水性聚氨酯改性的研究进展 (马宁大连工业大学化工与材料学院116034) [摘要]: 详细叙述了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。[关键词]:水性聚氨酯;改性技术;;展望;环氧树脂;;有机硅树脂 ResearchProgressinModificationT echonologyoftheWaterbornePolyurethane Abstract: The modifications techonology of waterborne polyurethane, such as the crosslinkin gpolyacrylates ,epoxyresin, organosilicon, hano-technology and natural product modifications arediscussed.The prospect of waterbome polyurethane for the future are put forward.; Key words: waterborne polyurethane ;modificationtechonologyprospect 为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性能,可合成具有适度交联度的水性聚氨酯乳液。首先通过,如多元醇、多元胺扩链选用多官能度的合成原材料剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。然后添加内交联剂或外交联剂实现交,即内交联和外交联。 2.1内交联法 该法合成水性聚氨酯是在聚氨酯大分子中引入个或个以上官能团的单体,生成具有部分交含有联或者支化分子结构的聚氨酯胶束;另一种是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂而这些内交联剂只有在使用时由乳液体系的HLB值、温度、外部能量如紫外光辐射等因素的变化才与聚氨酯树脂中的官能团发生交联反应,生成具有网状个结构的热固性聚氨酯树脂。在大分子中引入含有3或3 个以上官能团的单体生成部分交联或支化结构,即将的聚氨酯树脂的合成一般是采用预聚体分散法交联单体如三聚体或三羟甲基丙烷等与低相对分子质量的聚氨酯预聚体充分混合,在水中分散后再加入扩链剂如乙二胺进行扩链反应。这种方法合成的具有部分交联结构的水性聚氨酯相比于丙酮法制备的水,具有不消耗溶剂(丙酮)且能同时获得高固性聚氨酯含量等优点。,还可采取丙酮法制备这类除预聚体分散法以外内交联型水性聚氨酯,即在预聚体分散前就用部分三官能度的单体如三羟甲基丙烷代替双官能团的单体,用少量丙酮为溶剂解决由于预聚体扩进行扩链反应链后相对分子质量增加而引起的黏度变大的问题,在分散形成乳液后再将丙酮等低沸点溶剂减压脱去,采用这种方法制备的水性聚氨酯具有相对分子质量分布窄、结构及粒径大小可变范围易控制、反应稳定性,但最大的缺点是制备的乳液的涂膜耐溶剂好等优点特别是耐丙酮性能差且工艺复杂,不利于工业化生产。 2.2外交联法 添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分聚氨酯,水性聚氨酯为一组分,交联剂为另一组分。在,将两组分混合均匀,成膜过程中发生化学反使用时应,形成交联结构。消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也适当提高了涂膜的力学性,聚氨能。水性聚氨酯的结构决定着外交联剂的组成酯分子中带羟基、氨基时,常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等;聚氨酯,常用的外交联剂有多元胺、环丙分子中带有羧基时烷的化合物及某些金属化合物,如Al(OH)3,Ca(OH)2等。为了更好地改善聚氨酯的性能,可同Mg(OOCH3)2时添加内交联剂和外交联剂,通过双重作用对聚氨酯进行交联改性。聚

聚氨酯和海藻酸复合材料的制备及性能研究【开题报告】

毕业设计开题报告 高分子材料与工程 聚氨酯和海藻酸复合材料的制备及性能研究 一、选题的背景、意义 医用敷料作为伤口处的覆盖物,在伤口愈合过程中,可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用,避免或控制伤口感染,提供有利于创面愈合的环境。[1]目前在创伤敷料方面应用的生物质纤维主要为骨胶原纤维、海藻纤维和甲壳素纤维。1980年以来,英国的医用敷料行业首先在世界上推广海藻酸医用敷料;日本尤尼吉卡公司于1998年4月推出甲壳素创伤敷料;东华大学研制的甲壳素类创伤敷料也于1998获得上海市高新技术成果转化项目证书,并获得了上海医药管理局市场准入注册。细菌纤维素敷料的性能比其它创伤敷料更好,巴西自1987年以来应用细菌纤维素膜治疗烧伤、烫伤、皮肤移植、创伤等治疗取得成功;美国Xylos公司的Xcell细菌纤维素创伤敷料于2003年在美国上市;Phisalaphong等证实了壳聚糖/细菌纤维素复合材料在处理烧伤、褥疮、难以愈合的伤口以及需要频繁更换敷料的伤口等中具有很好的应用价值。[2]医用敷料分类按采用的材料,医用敷料目前大致可分为:天然材料类,合成高分子材料类,无机材料类和复合材料类。天然材料又包括棉纤维、甲壳素/壳聚糖、海藻酸盐、明胶、胶原、动物皮、同种自体/异体皮。可以作为敷料的合成分子材料有很多种,如聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚丙烯腈、聚己内酯、聚乳酸、聚四氟乙烯、增塑聚氯乙烯、硅橡胶、多氨基甲酸乙酯和硅氧烷弹性体等。无机材料包括石墨、无机活性玻璃等。[3] 伤口愈合过程是一个复杂的过程,不同的伤口和同一个伤口不同的阶段对敷料有不同的要求。目前任何一种单一材料都不能满足伤口愈合过程的复杂需要,天然材料制成的敷料大部分吸收性好,具有良好的生物相容性及生物学活性,但是机械性能差。合成高分子材料隔绝性能好,机械强度好,但是吸收性能相对天然材料差些。可以通过对材料的复合,兼具多种材料的优势,实现伤口愈合的要求。如用水凝胶和合成薄膜或泡沫结合使用,还可以通过物理或化学方法在敷料中引入药物,得到药物性敷料,它们可以在保护创面同时又可起到治疗伤口的作用。 二、相关研究的最新成果及动态 黄忠兵,李伯刚等[4]对敷料用透湿性聚氨酯膜的性能及其影响因素做了研究,以丙酮和N-N-二甲基-甲酰胺(DM F) 作溶剂, 将预聚体配成浓度为50% 的溶液,再加入微量水混合, 倒在玻

丙烯酸酯乳液检测方法

乳液性能检测方法 (1)固含量的测定 (2)粘度的测定 (3)PH的测定 (4)筛余物的测定 (5)粒径的测定 (6 )残余单体的测定 (7)最低成膜温度的测定 (8)玻璃化温度的测定 (9)机械稳定性的测定 (10)冻融稳定性的测定 (11)储存稳定性的测定 (12)钙离子稳定性的测定 (13)稀释稳定性的测定 (14)耐水白的测定 (1)固体含量的测定: a) 按GB/T-20263-2006规定:取直径75mm左右的玻璃皿或马口铁洁净小皿称其重量为m o。称1g左右样品于皿内(样品尽量在容器内分散开),并称重质量为m1。将装有样品的小皿置于 150±2C的烘箱中15min烘干。然后,将小皿置干燥器中冷却至室温,再称重量为m2。(所有质量精确到0.001g) 固含=(m2- m o) / (m1- m o)x 100% 平行测定三次,取平均值。 b) 或者按GB/T11175-2002 规定: 用容器称取约1g试样,准确至0.001g .并使之流平,对于高粘度样品,最好用水或溶剂进行稀释。将其置于恒温105C士2C的电烘箱中部,经干燥60min 土5min 后取出,放入干燥器内冷却至

室温后称量。 2)粘度的测定: 用容器取约500 mL 试样,注意勿混入气泡,将容器置于恒温水槽中,使试样液面低于水面。用玻璃棒加以搅拌,使试样各部分的温度达到试验要求的温度。测量温度的选择要依据配方来定,配方上的指标要求多少度就在多少度下测量。一般先用热水或冷水将待测物调到制定的温度范围再进行测量。 安装防护装置和转子,按照转速和转子的组合,选择转子使测定粘度时指针正好能指在指示刻度盘20 写-100%范围内。实验室一般采用固定转速为60rpm 的方法测定。一般1#转 子的测量范围为1-100cps;2#转子的测量范围为:500cps;3#转子测量范围为:1-2000cps; 4#转子测量范围为:1-10000cps。根据不同的粘度选择不同的转子。 旋转升降手柄,使粘度计平缓地下降,勿使转子粘上气泡,并使液面达到转子液位标线。用水平调节螺丝将粘度计调节至水平位置后,确认转子置于试样容器的中心位置,设定转子、转速,开始测量。 报数据要注明所用转子号,所用转速和测定时的温度。例如:25000 cps (4#/60rpm/30C)。 3)PH 值的测定: 一般测量,精密试纸即可。用玻璃棒沾取少量乳液于精密试纸之上,刮去表层多余的乳 液,一般要求半分钟内不变色,与标准比色卡对比观察颜色变化,读取pH 值。 精密测量,可用以缓冲溶液标定的玻璃甘汞电极pH 计测定。先用标准液校准pH 计, 用蒸馏水洗净后置于乳液(23 ± 2C)中待稳定后读数。平行测定三次,取平均值。 乳液中表面活性剂可能对测定结果有所干扰。

丙烯酸酯改性聚氨酯胶黏剂

化学推进剂与高分子材料 Chemical Propellants & Polymeric Materials 2010年第8卷第1期 · 20 · 丙烯酸酯改性聚氨酯胶黏剂 时国珍 (黎明化工研究院, 河南洛阳 471000) 摘 要:叙述了丙烯酸酯改性聚氨酯胶黏剂的3种制作方法:共混法;互穿聚合物网络法;接枝法。简述了几种典型共混物组成,详述了互穿聚合物网络和接枝聚合物的制法。 关键词:丙烯酸酯;聚氨酯;胶黏剂;改性 中图分类号: TQ433.432 文献标识码: A 文章编号: 1672-2191(2010)01-0020-03 收稿日期:2009-09-28 作者简介:时国珍(1966-),女,高级工程师,主要从事胶黏剂研究。电子信箱:lmshiguozhen@https://www.doczj.com/doc/439166740.html, 由于聚氨酯胶黏剂具有许多优异性能,在国外已广泛用于纺织、土木建筑、交通运输、电子元件、制鞋、包装等工业。世界发达国家都很重视聚氨酯胶黏剂的开发。但聚氨酯的缺点是固化速度慢,耐温耐候性差,对金属附着力小。近年来,人们开发了一些性能改进的新品种,丙烯酸改性聚氨酯是改进的方法之一。通过引入丙烯酸酯化合物使其兼具丙烯酸酯和聚氨酯2种胶的特点,不仅可制得快固化胶,而且提高了聚氨酯胶的耐腐蚀性、耐候性及对金属的附着力。丙烯酸酯改性聚氨酯主要有3种方法:①共混法;②互穿聚合物网络法;③接枝法。其中共混法改性已有较长历史,其固化方法以辐射或紫外线固化居多,后2种改性方法报道较少。 1 共混法 通过丙烯酸酯和聚氨酯共混可得到多种用途的胶黏剂,如用于柔软印刷板、光信息接收板、半导体硅片加工、喷墨打印机层压模拟喷墨喷嘴、纸塑复合、外伤包扎等[1-4]。通过共混可得到快速固化的复配物,改进聚氨酯胶的固化性能。共聚物多以丙烯酸酯与聚氨酯的预聚物为基础进行复配。固化方式多为辐射或紫外线固化,也有湿固化、厌氧固化、热固化和反应固化等形式。以下为几种典型共混物组成。 1.1 金属部件粘接、密封、螺栓紧固用厌氧胶黏剂 该类胶黏剂组成主要包括(甲基)丙烯酸酯,光聚合引发剂及由(甲基)丙烯酸酯、有机聚异氰酸酯、带(甲基)丙烯酰氧基的聚碳酸酯二醇和任 选的多元醇制备的聚碳酸酯二醇改性的聚氨酯预聚物等[5]。 1.2 耐水快速光固化胶 文献报道一种耐水快速光固化胶黏剂的组成为[6]:聚氨酯(甲基)丙烯酸酯100份(质量份,下同)、含羟(甲基)丙烯酸酯30~200份、异冰片基(甲基)丙烯酸酯30~200份、防水剂(石油、煤及/或松香衍生物的单体溶液)30~200份、(甲基)丙烯酸3~50份以及光聚合引发剂0.5~15份。该复配物固化后具有较好的耐水性。例如1mol 相对分子质量(M r )为3000的聚四氢呋喃和2mol 二异氰酸酯在80~90℃下的反应产物与3mol 的羟丙基丙烯酸酯在80~90℃下反应得到氨基甲酸酯丙烯酸,该物质100份与80份2-羟丙基甲基丙烯酸酯、90份Super Ester A75(Ⅰ)在170份异冰片基甲基丙烯酸酯(Ⅱ)中形成的溶液、15份丙烯酸(Ⅲ)和8份Irgacure 184 制得一种胶黏剂混合物。该混合物在40℃水处理10d 前后剪切强度分别为135kg/c m 2和128kg/c m 2;无Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ时,剪切强度分别为126kg/cm 2和32kg/cm 2。1.3 高温耐油性光固化胶 聚氨酯丙烯酸酯胶黏剂中引入环氧丙烯酸酯可得到高温耐油性好的胶黏剂。美国专利[7]报道典型复配物含Pluracol P220(聚醚)-MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)-Tone 0310(聚己内酯多元醇)-羟基乙基丙烯酸酯反应产物、N -乙烯基吡咯烷酮、Ebecr yl3700(丙烯酸酯化环氧化物)、苯氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及I r ga c ur e 651。该混合物固化后玻璃化转变温度(T g )>40℃,伸长率>3%,拉伸强度>

丙烯酸酯乳液检测方法

乳液性能检测方法 (1)固含量的测定 (2)粘度的测定 (3)PH的测定 (4)筛余物的测定 (5)粒径的测定 (6)残余单体的测定 (7)最低成膜温度的测定 (8)玻璃化温度的测定 (9)机械稳定性的测定 (10)冻融稳定性的测定 (11)储存稳定性的测定 (12)钙离子稳定性的测定 (13)稀释稳定性的测定 (14)耐水白的测定 (1)固体含量的测定: a)按GB/T-20263-2006规定:取直径75mm左右的玻璃皿或马口铁洁净小皿称其重量为m0。称1g左右样品于皿(样品尽量在容器分散开),并称重质量为m1。将装有样品的小皿置于150±2℃的烘箱中15min烘干。然后,将小皿置干燥器中冷却至室温,再称重量为m2。(所有质量精确到0.001g) 固含= (m2- m0)/(m1- m0)×100% 平行测定三次,取平均值。 b)或者按GB/T11175-2002规定: 用容器称取约1g试样,准确至0.001g .并使之流平,对于高粘度样品,最好用水或溶剂进行稀释。将其置于恒温105℃士2℃的电烘箱中部,经干燥60min±5min 后取出,放入干燥器冷却至室温后称量。

(2)粘度的测定: 用容器取约 500 mL试样,注意勿混入气泡,将容器置于恒温水槽中,使试样液面低于水面。用玻璃棒加以搅拌,使试样各部分的温度达到试验要求的温度。测量温度的选择要依据配方来定,配方上的指标要求多少度就在多少度下测量。一般先用热水或冷水将待测物调到制定的温度围再进行测量。 安装防护装置和转子,按照转速和转子的组合,选择转子使测定粘度时指针正好能指在指示刻度盘20写-100%围。实验室一般采用固定转速为60rpm的方法测定。一般1#转子的测量围为1-100cps;2#转子的测量围为:500cps;3#转子测量围为:1-2000cps;4#转子测量围为:1-10000cps。根据不同的粘度选择不同的转子。 旋转升降手柄,使粘度计平缓地下降,勿使转子粘上气泡,并使液面达到转子液位标线。 用水平调节螺丝将粘度计调节至水平位置后,确认转子置于试样容器的中心位置,设定转子、转速,开始测量。 报数据要注明所用转子号,所用转速和测定时的温度。例如:25000 cps(4#/60rpm/30C)。(3)PH值的测定: 一般测量,精密试纸即可。用玻璃棒沾取少量乳液于精密试纸之上,刮去表层多余的乳液,一般要求半分钟不变色,与标准比色卡对比观察颜色变化,读取pH值。 精密测量,可用以缓冲溶液标定的玻璃甘汞电极pH计测定。先用标准液校准pH计,用蒸馏水洗净后置于乳液(23±2℃)中待稳定后读数。平行测定三次,取平均值。 乳液中表面活性剂可能对测定结果有所干扰。 (4)筛余物的测定: (无国标) 将100g左右的过滤后的产品取样称重为m1(精确到0.1g),经过配方规定目数的滤袋过滤,将残渣烘干,降至常温称重,为m2(精确到0.001g)

丙烯酸酯乳液胶黏剂配方组成,生产工艺及应用

丙烯酸酯乳液胶黏剂配方组成,生产工艺及应用 导读:本文详细介绍了丙烯酸酯乳液胶黏剂的分类,组成,配方等等,需要注意的是,本文中所列出配方表数据经过修改,如需要更详细的内容,请与我们的技术工程师联系。 1. 背景 丙烯酸乳液型胶粘剂是我国20世纪80年代以来发展最快的一种聚合物乳液胶粘剂,它一般是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类共聚或加入醋酸乙烯酯等其它单体共聚而成。该胶粘剂耐候性、耐水性、耐老化性能特别好,并目具有优良的抗氧化性和很大的断裂仲长率,广泛用于包装、涂料、建筑、纺织以及皮革等行业。 随着人们对环境保护的愈发重视,环境友好型产品越来越受到普遍的关注,乳液型胶粘剂因具有无毒无害、无环境污染、不易燃易爆、生产成本低、使用方便等优点而逐渐成为未来胶粘剂的发展趋势。 禾川化学是一家专业从事精细化学品以及高分子分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程:样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题,可即刻联系禾川化学技术团队,我们将为企业提供一站式配方技术解决方案!

2. 丙烯酸乳液胶黏剂 聚丙烯酸酯是一类具有多种性能的、用途广泛的聚合物,其乳液一般是以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯为主要单体,与甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯、丙烯腈等共聚形成乳液。对聚合物的结构或聚合方法加以改进,可使得改性后的丙烯酸酯胶黏剂性能更加优异。 2.1有机硅改性 有机硅树脂具有优异的耐高低温性能和耐水性能,利用有机硅对聚丙烯酸酯类乳液胶粘剂改性成为近年来研究的热点。有机功能烷氧基硅烷作为粘合促进剂和交联剂,广泛用于胶粘剂、密封胶和涂料等领域。有专家研究了一种专用于水性体系的有机硅烷Wz-A在水乳型聚丙烯酸密封胶中的应用,这种水性硅烷可以在不改变产品稳定性的情况下显著提高密封胶的力学性能和粘接性能,Wz-A 的添加量在0.8%-1.6%较为合适。专家们通过乳液聚合法,用羟基硅油与硅烷偶联剂A-151和KH-570对丙烯酸酯进行化学改性,借助硅烷偶联剂中的碳碳双键和硅氧烷结构将羟基硅油与丙烯酸酯连接起来,结果发现,通过KH-570改性后的丙烯酸酯乳液胶黏剂在各项性能上都有明显的提升。由八甲基环四硅氧烷与端基为乙烯基的硅烷偶联剂开环聚合,制得了乙烯基改性有机硅乳液。在反应温度为80℃、催化剂为十二烷基苯磺酸、硅烷偶联剂为A-151时候,制得的核-壳乳液中乙烯基改性有机硅乳液单体转化率高、乳液稳定性好。将该乳液作为种子乳液用于聚丙烯酸酯乳液的改性,可以制得一种柔软性好、色牢度佳的涂料印花胶黏剂。 2.2环氧改性

复合材料高性能聚氨酯

高性能聚氨酯/玻纤复合材料 (GRPU) 刘锦春 青岛科技大学高分子科学与工程学院 Liujinchun2001@https://www.doczj.com/doc/439166740.html,

1、聚氨酯/玻纤复合材料简介 近年来,聚氨酯树脂以其韧性好、固化快、无苯乙烯烟雾等优点使其复合材料脱颖而出。随着人们对聚氨酯成型技术的掌握和在控制其反应性以延长其适用期方面的进步,聚氨酯已进入长期由不饱和聚酯和乙烯基酯树脂主宰的复合材料领域。在过去,聚氨酯复合材料主要是用结构反应注射法(SRIM)成型的汽车内饰件和外部件,如皮卡车箱、车底板、行李架、内门板等(聚氨酯经过发泡)。然而在近几年中,聚氨酯复合材料发展了拉挤、缠绕、真空灌注和长纤维喷射等技术,主要用不发泡的聚氨酯复合材料来制造窗框、浴缸、电灯杆和卡车、越野车的大型部件等。聚氨酯拉挤聚氨酯拉挤一般具有低粘度、中度至高度反应性、良好的冲击强度和韧性以及短梁剪切性能。与其他材料相比,用聚氨酯拉挤可产生多种效益。它可以提高制品中玻璃纤维含量而使制品强度大大提高。例如,用玻璃纤维与聚氨酯树脂拉挤窗框,所得窗框的强度比PVC窗框高8倍,其导电性比铝低40倍,因而绝缘性能好得多。同时,因为聚氨酯拉挤窗框的脆性更小,它们不会开裂而经久耐用。 高性能聚氨酯/玻璃纤维复合材料是一种以高硬度聚氨酯弹性体为基体材料,玻璃行为为增强材料,采用连续拉挤工艺生产的一种具有高强度、高模量、轻质高分子复合材料。 聚氨酯拉挤技术的产品不仅比传统材料具有更高的强度、更好的隔热保温效果,而且更轻质环保。其应用领域十分宽广,从最初的华丽浴缸,到冲浪和滑雪板,再到今天的窗框、集装箱地板等创新应用,聚氨酯复合材料已融入了我们日常生活的方方面面。 据报道,在过去的几年中,中国对于复合材料的需求已呈现逐步增长的态势。复合材料是一种高科技材料,是将几种材料的特性整合成为一种具有卓越新性能的全方位解决方案。正是因为材料的独特性能,比如轻质、高强度和刚性、以及能够帮助实现更高的成本效率和生态责任,所以聚氨酯复合材料已备受各行业的关注。尤其是在建筑和运输行业,创新的技术与应用,更是备受瞩目。 2、聚氨酯/玻纤复合材料性能特点 经过数年开发,国外聚氨酯拉挤成型已实现商业化。在聚氨酯拉挤过程中,可以使用更多的增强纤维,使制品强度大大增高。同时,由于聚氨酯本身优异的

不同类型乳化剂对丙烯酸脂乳液

不同类型乳化剂对丙烯酸脂乳液 压敏胶粘剂耐水性能影响的研究 王峰杨玉昆 (中科院化学研究所 100080) 摘要:用两种低分子乳化剂(SDS,钠盐和CO-436,铵盐)和两种可聚合乳化剂(AMPS-Na和AMPS—NH4)分别在最佳条件下制得了四种主体成分相同的丙烯酸酯乳液压敏胶。测试并比较了四种乳液和压敏胶的性能,较系统的研究了不同类型的乳化剂对丙烯酸酯乳液压敏胶耐水性能的影响。 关键词:低分子乳化剂可聚合乳化剂丙烯酸酯乳液压敏胶耐水性能 1 前言: 丙烯酸酯乳液压敏胶因其价廉,无污染,使用方便和安全等特点在我国压敏胶制造工业中有着特殊而重要的地位。目前,我国70%以上的压敏胶制品是丙烯酸酯乳液压敏胶制造的;其年生产和使用量已超过十万吨。[1] 然而,丙烯酸酯乳液压敏胶与相应的溶剂型压敏胶相比还存在着压敏胶性能较差,特别是胶层的耐水性较差和对高湿环境敏感等缺点。这主要是由于胶层中少量乳化剂的存在引起的。[2]用可聚合乳化剂代替普通低分子乳化剂是提高乳液聚合物耐水性能的重要途径。也有人认为用铵盐乳化剂制得压敏胶比用钠盐乳化剂制得的相应压敏胶的耐水性能要好。[3]但还未见到过不同类型的乳化剂对丙烯酸乳液压敏胶耐水性能影响的系统研究报道。 本文采用一种普通的低分子钠盐乳化剂(十二烷基硫酸钠,商称SDS),一种低分子铵盐乳化剂(硫酸—(—2—对壬基酚氧—)—乙酯铵盐,Rhodapex CO—436)以及两种可聚合乳化剂(2—丙烯酰胺基—2—甲基—丙基硫酸钠盐,AMPS—NA和2—丙烯酰胺基—2—甲基—丙基硫酸铵盐AMPS—NH4)分别在最佳的实验条件下制得了四种主体成分相同的丙烯酸酯乳液压敏胶,分别标记为EPS—1,EPS—2,EPS—3,EPS—4。四种乳化剂的分子式如下:

丙烯酸酯的乳液合成方法

丙烯酸酯的乳液合成 一、实验目的 1.了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线; 2.理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理; 二、实验原理 在乳液聚合过程中,乳液的稳定性会发生变化。乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因其具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,会产生絮凝作用,极易破乳。因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。 聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性,它不仅降低单体的有效利用率,增加聚合装置的停机时间和处理的费用,而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性,污染环境。 目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关,酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的,使乳胶粒子表面带上一层电荷,从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力,乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时,其稳定性则与空间位阻有关。 乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。乳化剂虽不直接参与反应,但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。如果所选用的乳化剂不适合本乳液聚合体系,则不论怎样改变乳化剂的浓度和调节聚合工艺参数,乳液聚合仍不能平稳进行或是所得到的乳液产品缺乏实用价值。离子型乳化剂的特点是乳化效率高,可有效地降低表面张力,胶束和乳胶粒子尺寸小,机械稳定性好,但由于其离子特性对电解质比较敏感;非离子型乳化剂对电解质有较好的稳定性,但机械稳定性不好,对搅拌速度比较敏感。离子型乳化剂主要靠静电斥力使乳液稳定,而非离子型乳化剂主要靠水化,两种乳化剂复合使用时,两类乳化剂分子交替吸附在乳胶粒子表面上,既使乳胶粒间有很大的静电斥力,又在乳胶粒表面形成很厚的水化层,二者双重作用的结果可使聚合物乳液稳定性大大提高。目前乳液聚合体系多采用阴离子型与非离子型复配乳化体系,所得乳液兼有粒子尺寸小、低泡和稳定性好的特点。 引发剂对整个聚合过程起差重要的作用,不同的引发剂制得的聚合物具有不同的分子结构及性能。乳液聚合引发剂分为两类:受热分解产生自由基的引发剂(如过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS、过氧化氢等无机过氧化物);有机过氧化物和还原剂组合可构成另一类引发剂。丙烯酸酯类共聚物乳液聚合体系中的引发剂多为水性的过硫酸盐,常用的有APS、KPS及NPS等。较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%~0.8%,当引发剂用量为0.2%~0.4%时,制备的丙烯酸酯类共聚物乳液呈蓝相、乳液粒子的粒度小,并且稳定性好。

丙烯酸酯乳液改性研究现状及发展

丙烯酸酯乳液改性的研究现状及发展 姓名:何阳班级:应用化工技术1班学号:20131880 摘要:文章就丙烯酸酯乳液改性的研究现状及其用途作了详细论述,重点介绍了有机硅改性丙烯酸酯乳液和聚氨酯改性的丙烯酸酯乳液(PUA)以及氟改性丙烯酸酯乳液的研究现状及发展前景,并简要地对丙烯酸酯乳液改性的未来方向作了展望。 关键词:丙烯酸酯乳液改性原理现状发展 前言: 丙烯酸酯类共聚物乳液是丙烯酸酯类或甲基丙烯酯类与其它乙烯基酯类单体进行乳液聚合的产物[1],它主要用作涂料成膜剂和纺织印染粘合剂,也广泛应用于日用化工、化学电源、功能膜、医用高分子、纳米材料以及水处理等方面,其用量与日俱增。丙烯酸酯乳液具有优异的耐水性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性,但它存在着耐水性和附着性差及低温变脆、高温变粘等缺点,限制了其应用。 近年来随着聚合理论和技术的不断完善和发展,以及人们对环境友好的绿色化工产品的呼声愈来愈高,丙烯酸酯乳液的改性受到了广泛的重视。一般来说,从两个方面对丙烯酸酯乳液进行改性:一是引入一些功能性单体对丙烯酸酯乳液进行改性,得到高性能的共聚乳液;二是采用新的乳液聚合方法如核壳乳液聚合和互穿网络聚合技术以及微乳液共聚技术来改善丙烯酸酯乳液的性能,在研究过程中通常是这两个方面的相互结合,共同提高丙烯酸酯乳液的性能。本文主要探讨有机硅、有机氟、聚氨酯等对丙烯酸酯乳液性能的改性及其对乳液性能的影响。 1、有机硅改性的丙烯酸酯乳液 1.1 改性原理 有机硅对丙烯酸酯乳液的改性是指将有机硅化学和丙烯酸酯乳液聚合技术结合起来,用来制备高性能的硅丙乳液。丙烯酸酯聚合物具有优良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐蚀性和柔韧性。但其本身是热塑性的,线性分子上又缺少交联点,难以形成三维网状交联胶膜,因此其耐水性、耐沾污性差,低温

实验06 丙烯酸酯的乳液合成

实验一丙烯酸酯的乳液合成 一、实验目的 1.了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线; 2.理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理; 二、实验原理 在乳液聚合过程中,乳液的稳定性会发生变化。乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因其具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,会产生絮凝作用,极易破乳。因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。 聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性,它不仅降低单体的有效利用率,增加聚合装置的停机时间和处理的费用,而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性,污染环境。 目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关,酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的,使乳胶粒子表面带上一层电荷,从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力,乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时,其稳定性则与空间位阻有关。 乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。乳化剂虽不直接参与反应,但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。如果所选用的乳化剂不适合本乳液聚合体系,则不论怎样改变乳化剂的浓度和调节聚合工艺参数,乳液聚合仍不能平稳进行或是所得到的乳液产品缺乏实用价值。离子型乳化剂的特点是乳化效率高,可有效地降低表面张力,胶束和乳胶粒子尺寸小,机械稳定性好,但由于其离子特性对电解质比较敏感;非离子型乳化剂对电解质有较好的稳定性,但机械稳定性不好,对搅拌速度比较敏感。离子型乳化剂主要靠静电斥力使乳液稳定,而非离子型乳化剂主要靠水化,两种乳化剂复合使用时,两类乳化剂分子交替吸附在乳胶粒子表面上,既使乳胶粒间有很大的静电斥力,又在乳胶粒表面形成很厚的水化层,二者双重作用的结果可使聚合物乳液稳定性大大提高。目前乳液聚合体系多采用阴离子型与非离子型复配乳化体系,所得乳液兼有粒子尺寸小、低泡和稳定性好的特点。 引发剂对整个聚合过程起差重要的作用,不同的引发剂制得的聚合物具有不同的分子结构及性能。乳液聚合引发剂分为两类:受热分解产生自由基的引发剂(如过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS、过氧化氢等无机过氧化物);有机过氧化物和还原剂组合可构成另一类引发剂。丙烯酸酯类共聚物乳液聚合体系中的引发剂多为水性的过硫酸盐,常用的有APS、KPS及NPS等。较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%~0.8%,当引发剂用量为0.2%~0.4%时,制备的丙烯酸酯类共聚物乳液呈蓝相、乳液粒子的粒度小,并且稳定性好。

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