反应性微凝胶的制备与应用

过 多官 能度单 体进行 聚合 而制 成 。 聚合过 程 中 ， 在 由
于空间障碍 ，并非所有的官能团都能参与形成网状
结 构 的反 应 。部分 未 反 应 的基 团 ， 双 键 、 基 、 如 羧 羟
基 、 胺１ 、 氨ｆ 基 环氧基 及带 卤素的基团等 ， 以残 留 可 在微凝胶颗粒的内部或表面。这些残余基团在适当 的条件下可 以进一步和其他单体或聚合物进行交联
及耐久性能， 主要用于涂料或对涂料进行改性。主要介绍了反应性微凝胶 的性能 、 合成方法及应用。
关键词 反应性微凝胶 Ｔ １． ０ ３ ４２ 制备 应用 中图分类号
０ 前 言
聚合物 微凝 胶是指 分子 内交联 并 具有轻 度 网络 结构 的高 分子 微粒 ，其 尺 寸在 １ ｌ ０ ｍ 之 间 ， ～ ０ｎ ０ 一 个微凝 胶颗 粒 即为一 个大分 子 ， 微凝 胶颗 粒之 间 ， 在
图 ２ 反应 性 聚 合 物 微 凝 胶 的 生成 与 交联
早 在 ｌ３ ９ ４年 ，ｔｕ ｉｇｒＩ 以二 乙烯 基 苯 为 Ｓａ 【ｎｅＩ 备得 到 了一 种分 子 内交联 的 聚合物 颗 粒 ，但 那 时人们 并不 知道 这 种聚 合物 颗粒 的形 成 机 理 和其 独 特 的分 子 结 构 ；９８年 ，ｃｕ １４ Ｓｈｌ ｅ 和 Ｃｏｃ１ 意 到苯 乙烯／ 烯 交联 共 聚物 的可溶 ｒｕｈ１ ３ 注 丁二 部 分 在 凝 胶 化 以 后其 粘 度 大 幅 度 降低 ，ａｅ１ 为 Ｂ ｋｒ１ ４ 认 这 也 是 由 于形 成 了分 子 内交联 聚合 物 颗粒 的缘 故 ，
系 中讨 厌 的东西 而 被除去 或避 免 。 到近 年来 ， 直 才认
（ 聚 合 物微 凝 胶 ；（） 观 聚合 物 网络 ｃ ） ｄ宏
图 １ 聚 合 物 分 子 结构 示 意 图
若 在微凝 胶颗 粒 的表 而或 内部 带有 可 以进一 步
反 应 的基 团 ， 即为 反应性微 凝 胶 。 这种微 凝胶 可 以通
或者说 在各 个微 凝胶分 子之 间 ， 存在 化学 键合 。 不
为 由烯类 单体 和二 烯类单 体 制得 的反应 性微 凝 胶及 其进 一 步交联 的示 意 图ｌ 图 中 ｆ １ ＿ （ 为官 能度 ） 。
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图 １为线 型 大分子 、 化大分 子 、 支 聚合物 微凝 胶 和交联 聚合 物 网络 的结 构示 意 图。线 型大分 子 的分 子链在 溶液 中呈无 规线 团状 态 ，支化 大分子 的主链
撒 圣淑
摘 要
张宝华
杨 青
２ １０ ） ０ ０ ８
上 海大学 环境 与化学＿ 程学院 （ Ｔ 上海
聚合物微凝胶是分子内交联并具有轻度网络结构的高分子微粒 ， 通过聚合反应和后处理． 可在微凝胶 中引 入
羧基 、 羟基 、 磺酸基 和氨基等反应性基 团成 为反应性 微凝 胶。反应性微 凝胶 具有 良好的施工性能 、 涂膜性能
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上 海 化 工
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Ｖｏ ＿２ Ｎｏ６ ｌ３ ．
２６・
Ｓｈ ｎ ｈａ ｅ ｃ ｌ ｎ ｓｒ ａｇ ｉ Ｃｈ ｍｉ ａ ｄｕ ｔｙ Ｉ
Ｊ ｎ２ ０ ｕ ．０ ７
ｊ§： ■ ｌ ≤ ＿ ｌ
反应性微凝胶 的制备与 ｌ ｌ ￣ｇ ，
一
烯类单体 ＝） ２
微凝胶
交联
ｒ ｒ 烯 单 ，２ ｒ １二 类 体【 ） － ＝
ｌ￣ｏ ） Ｏ ｌｏ ０ ｏ
・
上有许多支链 ， 呈树枝状 ， 而宏观聚合物 网络 的分子
链 问充 分交联 ， 整块 聚合 物 为一个 大分 子 。 聚合 物微
凝 胶则 另具 独持 的分子 结构 。
１ 反应性聚合物微凝胶 的合成
反 应性微 凝胶 通常 是在 适 当的体 系 中采用 多官 能度 单 体进行 自由基 聚合 ， 者 采用 多 官 能度 单 体 或 和二 官能度 单 体进 行 自由基共 聚合 而 制得 。最常 用
反应 ， 而形成具 有非 均相 结构 的 网状聚 合物 。图 ２ 从
第一作者 简介 ： 圣淑 撒
识到微凝胶具有独特的结构形态和许多有价值 的特
性 ，尤 其 是 表 面 带 有 活 性 官 能 团 的反 应 性 微 凝 胶 ｆｅｃｉ ｃｏｅｓ Ｒ ａｔｅ Ｍｉ ｇｌ ｖ ｒ １已成为 一种 新 的十分 有 用 的功 能性 聚 合物 材料 。足 够细 小 的微 凝胶 可 与线 型 聚合
中 ， 国的应用 研 究也 在进行 中。 我
开始 后 ， 所生 成 的聚合 物不 溶于 分散 介质 ， 渐从 分 逐 散介 质 中沉析 出来 ，并 吸 附分散 剂形 成稳 定 的分 散 体 系 ， 且反 应 中心也逐 渐 从溶 液相 向粒 子相 转移 。 而 从这 种反 应机 理来 看 ，分 散聚合 的前 期类 似 于溶 液
（） 型 大分 子 ；（） ａ线 ｂ 支化 大分 子 ；
他 称这 种 聚合物 颗料 为微 凝胶 。Ｆ ｎ ｅ１ 凝胶 定 ｕｋ￣ ５ 把微 义 为尺 寸 范 围在 ｌ １０ｎ 的亚微 米 级 交 联 聚合 物 ～ ０ ｍ 颗粒 ，后来 人们 合成 并研 究 了具有 相 同性 质 的较 大 粒 径 的聚合 物凝 胶颗 粒 ，故 人们又将 其定 义 修正 为 凡 具 有 胶 体 尺 寸 １ １００ｎ ～ ０ ｍ且 分 子 内交 联 的颗 粒 都 叫聚 合物 微凝 胶 。 微 凝 胶 曾被 看作 是聚 合物 合成 、分 析或 应 用体
女 １８ 年 生 上海大学应用化 学专业在读研 究生 主要从 事丙烯酸 酯的乳液聚合及应用研 究 ９１
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第 ６ 期
撒圣 淑等 ： 反应性微凝胶的制备 与应用
物构 成用 作涂 料 的新异 复合 粘结 材料 ，改善 有机 涂 料 的物 性及 其涂 膜 的性 能 。美 国和 日本 已经 将 反应 性微 凝 胶用 于高 固体成 分 汽车涂 料 和水性 汽 车涂 料