可聚合乳化剂复配体系对聚合前后苯丙乳液性能的影响规律研究

乳化剂体系对苯丙乳液平均粒径的影响柳泉润;仇鹏;范桂利;李明威;厉生权【摘要】设计苯丙乳液配方中的乳化剂体系,讨论了乳化剂的类型和用量、加入方式及其配比等对乳液平均粒径的影响.借助马尔文激光粒度分布仪对乳液平均粒径进行测试,结果表明:乳化剂总用量越多,乳液平均粒径越小;反应型阴离子乳化剂比普通阴离子乳化剂所得乳液平均粒径小;非离子乳化剂中聚氧乙烯基数目越多,乳液平均粒径越小;乳化剂在预乳化液与打底液中的分配比例越小,乳液平均粒径越小;对于阴非离子乳化剂复配体系,阴离子乳化剂用量比例越大,乳液平均粒径越小.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2015(045)003【总页数】4页(P37-40)【关键词】苯丙乳液;反应型乳化剂;乳化剂复配体系;平均粒径【作者】柳泉润;仇鹏;范桂利;李明威;厉生权【作者单位】中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4苯丙乳液除具有丙烯酸酯系聚合物乳液的优点外，还有性价比高、无毒、无味、不燃等特点，其涂膜具有良好的硬度、耐水性、耐碱性及耐擦洗性等，因此在建筑涂料、金属表面乳胶涂料、木器涂料、防火涂料、纸张粘合剂、胶粘剂和油墨等领域有广泛应用［1］。

乳胶粒的大小及分布对苯丙乳液的性能及应用有很大的影响，因此研究苯丙乳液平均粒径具有重要意义。

乳化剂体系是苯丙乳液合成原料中的主要部分，其类型和用量是影响苯丙乳液平均粒径的关键因素，同时对乳液的稳定性及涂料应用性能等也具有重要影响。

为满足本研究对苯丙乳液稳定性的要求，拟制备粒径为120～130 nm的苯丙乳液；通过配方设计，考察了不同乳化剂复配体系对苯丙乳液平均粒径的影响，从而确定最终乳化剂复配配方。

苯丙乳液合成反应条件优化冯雪峰;李西营;陈蔚萍;张普玉;毛立群【摘要】以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等为单体,采用乳液聚合制备了苯丙乳液,研究了合成温度、引发剂用量、乳化剂用量、功能性单体丙烯酸用量等反应条件对苯丙乳液性能的影响,并探讨了丙烯酸单体对乳液耐酸碱稳定性的影响,确定了合成反应条件.结果表明,随着合成温度的提高,混合单体的转化率迅速增加,78℃时转化率最大(达到97.1％),而后随温度继续提高基本保持不变.混合单体转化率随过硫酸钾引发剂用量的增加呈现先增加后逐渐降低的趋势,当过硫酸钾与混合单体质量比为0.010时转化率最大,此时单体转化完全.此外,随着乳化剂用量增加,乳液的外观、钙离子稳定性、凝胶等性能都有所提高,但吸水率也相应增加.最佳合成反应条件为:合成温度为78℃,混合单体组成为15 g苯乙烯、2 g丙烯酸、18 g丙烯酸丁酯、8 g甲基丙烯酸甲酯,引发剂和乳化剂与单体质量比分别为0.010和0.035.得到的苯丙乳液在酸性条件下具有良好的稳定性.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2014(025)002【总页数】6页(P181-186)【关键词】苯丙乳液;乳液聚合;合成;反应条件【作者】冯雪峰;李西营;陈蔚萍;张普玉;毛立群【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】TQ633水性涂料中常见的成膜物质有纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、丁苯乳液、乙丙乳液等［1－4］，其中苯丙乳液因具有无毒、无味、耐水、抗老化、耐碱、抗污、耐擦洗和低廉的生产成本等优异特性而被广泛用于水性涂料.水性涂料成膜物质的结构与性能对涂料和涂膜的影响很大，它能连续地铺展和附着于基底表面，屏蔽介质对基材的腐蚀.目前国内开发的苯丙乳液大多存在涂料强度低、耐水性不好、成膜温度较高等缺点，不能很好的满足水性涂料对成膜物质的要求［5］.本文旨在研究合成条件，如温度、引发剂用量、乳化剂加入量、功能单体丙烯酸加入量等因素对苯丙乳液合成反应及其性能的影响，为其性能改进提供依据.苯乙烯（ST）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、过硫酸钾（KPS）、十二烷基硫酸钠（SDS）、碳酸氢钠（缓冲剂）、无水氯化钙、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚（OP－10）、氨水，所有试剂均为分析纯，使用之前没有进一步提纯；实验用水为一次蒸馏水.超声波发生器；电鼓风干燥箱；激光粒径及Zeta电位分析仪（ZS90型，英国马尔文Zetasizer Nano）；傅立叶变换红外光谱仪（AVATAR360型，美国尼高力公司）；集热式恒温加热磁力搅拌器；玻璃仪器气流烘干器；分析电子天平.苯丙乳液的制备过程主要分为三个阶段：预乳化阶段、种子制备阶段和主反应阶段.1.2.1 预乳化阶段乳化剂为OP－10与SDS的混合物，两者的质量比为2∶1.将一定量的乳化剂（乳化剂与混合单体质量比（w）依次为0.009，0.017 9，0.026 9，0.035，0.044）与30g（1.67mol）蒸馏水加入250mL三口烧瓶中，在1 080r／min转速下搅拌使之混合均匀；量取43g混合单体，其组成为16g苯乙烯、1g丙烯酸、18g丙烯酸丁酯和8g甲基丙烯酸甲酯，其中丙烯酸作为功能性单体仅在考察其用量时改变用量（丙烯酸与单体质量比u＝0.01，0.03，0.05，0.07，0.09）；将单体混合均匀后转入恒压滴液漏斗中，缓慢滴加入乳化剂的水溶液中，滴加完成后继续搅拌15min得到乳白色的预乳液，静置待用.1.2.2 种子制备阶段分别量取17g预乳液，20g（1.11mol）蒸馏水，0.275g引发剂（KPS）和0.200g缓冲剂（碳酸氢钠）加入250mL三口烧瓶中；将三口烧瓶放入水浴中，使水浴温度升温至78℃（升温速率为1～2℃／min），达到设定温度后恒温15min得到种子溶液.1.2.3 主反应阶段将一定量的引发剂（引发剂与单体质量比（v）依次为0.004，0.006，0.008，0.010）和56g预乳液加入恒压滴液漏斗中，混合均匀；逐滴加入上述种子溶液中（滴加速度为1d／s，溶液温度为78℃），滴加完全后升温至85℃继续反应1h；使反应溶液冷却至室温，加入氨水调节pH至7～8，得到苯丙乳液.苯丙乳液的固含量（%）根据国标GB／T 11175－2002进行测试，单体转化率由下式进行计算：1.3.1 结构分析采用AVATAR360型傅立叶变换红外光谱仪测定苯丙乳液的红外吸收光谱，KBr压片；采用ZS90型激光粒径及Zeta电位分析仪测定苯丙乳液的粒径及粒径分布，测试在25℃下进行.1.3.2 性能测试苯丙乳液的外观、pH值、储存稳定性、冻融稳定性、稀释稳定性、机械稳定性、乳液成膜性等性能均参照国标GB／T 11175－2002进行测试；苯丙乳液涂膜耐水性参照国标GB／T 1733－93进行测试.保持原料配比不变（43g混合单体、1.5g乳化剂、0.2g缓冲剂、0.45g引发剂、50g蒸馏水），在种子制备阶段分别选取70、75、78、和81℃温度条件制备种子溶液.图1是不同温度下单体转化率曲线，可以看出，温度为70、75℃时，单体的转化率较低，合成出来的苯丙乳液仍然存在单体的气味；当温度达到78℃时，转化率达到97.1%，熟化保温后几乎没有单体的味道，代之以乳香；温度继续升高到81℃时，转化率为96.03%，但是反应结束后，三口烧瓶底部有沉渣出现.在较低的温度下（70～75℃），乳液成核困难，生成的晶核数量不足，直接影响到后续的晶核生长.此外，温度较低，热分解释氧反应速率太慢，也不利于晶核的形成；反之，温度过高（＞81℃），聚合过程加剧，晶核生长速度加快，生成的晶粒过大.采用热分解型过硫酸钾作为引发剂制备苯丙乳液.在78℃，43g混合单体，乳化剂与混合单体质量比w＝0.035的条件下，改变引发剂用量进行乳液制备，考察了引发剂用量对单体转化率的影响（见图2）.从图2中可以看出，当v＝0.004～0.010时，单体的转化率随引发剂用量的增加而增加，合成出来的苯丙乳液还存在单体的味道；当v＞0.010时，单体的转化率缓慢减少，单体味道消失，乳液有股淡淡的乳香味.引发剂的加入量过少，单体的转化率偏低；而加入量过多，在反应初期会形成较多的自由基，粒子间碰撞次数增加，最终导致粒径增大，转化率增大［6－8］.图3是在不同引发剂用量下合成的苯丙乳液的红外谱图.当引发剂的加入量较低（v ＜0.010）时，在1 636cm－1处尚有C＝C双键的吸收峰存在，说明单体未全部参与聚合反应；而当v＝0.010时，在1 636 cm－1处C＝C双键的吸收峰几乎完全消失，说明单体基本上参与了聚合反应.在78℃，43g混合单体和v＝0.010的条件下，改变乳化剂用量w进行乳液制备，考察乳化剂用量对乳液性能的影响，如乳液的外观、成膜性、Ca2＋稳定性、凝聚情况、吸水率、耐水时间（见表1）、以及乳液的粒径大小（见图4）.从表1中可以看出，当乳化剂用量较低（w＜0.018）时，苯丙乳液的吸水率相对较低，但乳液外观、涂膜外观比较差，这是因为乳化剂较少，胶粒易聚合，产生凝胶，影响了乳液外观；随着乳化剂加入量的增加（w＞0.026），苯丙乳液的各项性能均得到改善.这是因为乳化剂增加，胶粒数增多，避免了合成过程中凝胶、破乳的发生，从而使乳液稳定性增加；但是随着乳化剂用量的增大，吸水率明显增大，这可归因于复合乳化剂的亲水性.从图4中可知，w＝0.017时，苯丙乳液的粒径较大，超过1 000nm；当w＝0.026时，苯丙乳液的平均粒径为136nm；当w＝0.035时，苯丙乳液的平均粒径为130nm；当w＝0.044时，苯丙乳液的粒径主要分布在13～110nm，平均粒径为82nm.在乳化剂用量比较少时，乳液的粒径较大；但随着乳化剂用量的增加苯丙乳液粒径逐渐减小，这是因为乳化剂用量增加，体系中胶束粒子变多，反应速率加快，乳液粒径变小.w＝0.035时，乳液的平均粒径较小.结合表1乳液的各项性能测试结果，乳化剂的最佳用量为w＝0.035.苯丙乳液在酸性环境以及金属离子的存在下不稳定，易出现凝胶［9］，因此往往在合成苯丙乳液时加入一些功能性单体引起乳液交联，形成网状结构，提高苯丙乳液的稳定性.丙烯酸带有亲水基—COOH，既可溶于水相又可溶于油相，可以抑制凝胶的产生，增加乳胶粒的溶剂化作用，从而使苯丙乳液具有较好的电解质稳定性能［12］.同时，功能性单体丙烯酸的加入还能改善乳液性能，如涂膜耐水性、涂膜耐擦洗性等［13－14］.因此，选用丙烯酸作为功能单体来增强苯丙乳液的稳定性能，并且考察丙烯酸用量对合成的乳液耐水性能的影响（见表2）.从表2可以看出，加入功能性单体丙烯酸后，苯丙乳液的耐酸碱pH范围增大，尤其是当丙烯酸用量与单体质量比值u＝0.03时，苯丙乳液显示出较好的耐酸碱性，可以在pH＝5～14的范围内保持稳定，不产生凝胶，这是因为AA中有极性基团羧基，引入乳液后在胶粒表面形成包裹，减少了粒子间的团聚，抑制了凝胶的发生，从而提高了苯丙乳液的耐酸碱性能.从表2还可以看出，随着丙烯酸加入量的增加，苯丙乳液涂膜后的吸水率增加，这是因为AA中的羧基是亲水性基团，用量过大会影响涂膜的耐水性.因为合成的苯丙乳液要用到酸性介质中，对苯丙乳液的耐酸稳定性要求较高，因此确定其最佳用量u为0.03～0.05.根据实验数据得到本实验制备苯丙乳液的最佳配比，具体配比如表3：以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸为单体合成了能在酸性条件下使用的苯丙乳液，主要研究结论如下：（1）影响单体转化率的主要因素有反应温度、引发剂和乳化剂用量，转化率随三种因素的增加均呈现先增后降的变化趋势，由此确定乳液聚合的最佳反应条件为：温度为78℃，43g混合单体，v＝0.010，w＝0.035；（2）丙烯酸作为功能单体对苯丙乳液的耐酸碱稳定性有着显著的影响，适当提高其用量（u＝0.03～0.05）可以增进乳液的交联度，并对生成的乳液粒子进行表面修饰，抑制其团聚，提高乳液在酸性条件下的稳定性；（3）根据测试结果，最佳的乳液合成的原料质量配比为：15.8%苯乙烯、18.9%丙烯酸丁酯、8.4%甲基丙烯酸甲酯、2.1%丙烯酸、0.5%过硫酸钾、0.2%碳酸氢钠、52.5%蒸馏水、1.6%乳化剂.【相关文献】［1］ZOU Mingxuan，WANG Shijie，ZHANG Zhicheng，et al.Preparation and charaeterization of polysiloxane－poly（butyl acrylate－styrene）composite lattices and their film properties［J］.Eur Polym J，2005，41（11）：2602－2613.［2］WU Yumin，DUAN Hongdong，YU Yaoqin，et al.Preparation and performance in paper coating of silicone－modified styrene－butyl acrylate copolymer latex［J］.J Appl Polym Sci，2001，79（2）：333－336.［3］ZUBITUR M，ASUA J M.Factors affecting kinetics and coagulum formation duringthe emulsion copolymerization of styrene／butyl acrylate［J］.Polymer，2001，42（14）：5979－5985.［4］马祥梅，王斌，王武生.我国苯丙乳液的研究进展［J］.化学与粘合，2003（1）：30－39. ［5］黄力涛.影响苯丙乳液性能的因素探讨［J］.现代涂料与涂装，2010，13（5）：39－40. ［6］胡金生，曹同玉，刘庆普.乳液聚合［M］.化学工业出版社，1987：202－204.［7］MAXWELL I A，NAPPER D H，GILBERT R G.Emulsion polymerization of butyl acrylate ［J］.J Chem Soc，Faraday Trans I，1987，3：1449－1467.［8］傅和青，黄洪，陈焕钦.引发剂及其对乳液聚合的影响［J］.合成材料老化与应用，2004，33（3）：39－42.［9］尚定书.水乳性铁锈转化涂料的配制与应用［J］.材料保护，1996，29（8）：38－39. ［10］管睿，艾照全，李建宗，等.聚合工艺对丙烯酸酯乳液性能的影响［J］.高分子材料科学与工程，1997，13（3）：123－126.［11］MENGER F M，TSUNO T.Crosslinked polystyrene in corporating water－pobls ［J］.J Am Chem Soc，1990，112：1263－1264.［12］汪慧.SiO2气凝胶／苯丙原位复合乳液的制备及其在隔热涂料中的应用［D］.广东：广东工业大学，2011.［13］罗正汤，侯友军，宁平，等.涂料用丙烯酸酯—苯乙烯超微乳液的研究［J］.华南理工大学学报：自然科学版，2001，29（3）：71－74.［14］黄力涛.影响苯丙乳液性能的因素探讨［J］.现代涂料与涂装，2010，13（5）：39－40.。

第19卷第2期2001年6月胶体与聚合物Ch inese Jou rnal of Co llo id&po lym erV o l.19　N o.2Jun.2001乳化剂体系对乳液压敏胶粘剂性能的影响Ξ曾宪家(河北华夏实业(集团)股份有限公司,涿州市,072750)摘　要　利用三种不同的乳化剂体系合成丙烯酸酯乳液压敏胶粘剂,研究了乳化剂体系对产物分子量、分子量分布以及对压敏胶各项性能的影响。

结果表明,用阴离子乳化剂 制得的乳液具有较高的平均分子量,持粘性好,但乳液的稳定性较差。

而用复合乳化剂 制备的乳液的平均分子量较低,持粘性差,但乳液的稳定性好。

用复合乳化剂 制备的乳液具有较好的综合性能。

关键词　乳化剂;压敏胶粘剂;乳液乳液压敏胶粘剂在我国压敏胶粘剂工业中占有相当重要的地位,约占全国压敏胶粘剂总产量的80%,占全部丙烯酸酯乳液的60%。

1997年全国丙烯酸酯乳液压敏胶粘剂的产量达10万吨左右,广泛用于制作包装胶粘带、文具胶粘带以及商标纸等。

在乳液压敏胶粘剂中,乳化剂起着十分重要的作用。

它能降低体系的表面张力,使单体得到分散和乳化,但它对压敏胶粘剂的性能也会产生一定不利的影响。

乳化剂会影响聚合物的稳定性以及乳胶粒的粒径和数目[1],还会影响乳液压敏胶粘剂的胶粘性能[2]。

对聚丙烯酸酯乳液压敏胶粘剂的研究较多[3,4,5],但大多数仅局限于聚合工艺和聚合动力学的研究,关于乳化剂的影响也只局限于乳液稳定性等简单性能的对比。

为了进一步了解乳化剂对乳液压敏胶粘剂的影响。

我们选择了三种不同的乳化剂体系,从聚合物分子量的角度考察了它们对乳液压敏胶粘剂各项性能的影响1　实验部分111　原料　丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯(工业品),过硫酸钾(工业品),去离子水(自制),乳化剂 (磺酸盐),乳化剂 和乳化剂 为自配复合型乳化剂,氨水(工业品)。

112　仪器　BLD-200D型电子剥离实验机,CZY-G型初粘性测试仪,CZY-3S型持粘性测试仪, NDJ-1旋转粘度计。

反应型乳化剂对苯丙微皂乳液聚合及性能的影响卢保森，王小妹*（中山大学化学与化学工程学院，广东广州 510275）摘要采用不同结构类型的反应型乳化剂应用于苯丙微皂乳液的聚合，主要讨论了聚合方式、乳化剂的结构类型和用量等对乳液聚合及性能的影响。

借助DSC、粒径分散仪、FT-IR、力学实验技术、TEM等仪器技术对制得的苯丙乳液的性能进行表征分析，发现通过半连续核壳聚合方式，采用合适的反应型乳化剂复配体系，可以制备出综合性能优异，粒径小于100nm的苯丙微皂乳液。

关键词反应型乳化剂，两阶段聚合，苯丙微皂乳液前言苯乙烯-丙烯酸酯乳液(苯丙乳液)是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一[1]。

由于其较高的性价比，在建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、防火涂料、纸张粘合剂、胶粘剂、油墨等领域应用广泛[2]。

近年来，进一步提高和完善苯丙乳液性能的研究日趋活跃，采用反应型乳化剂制备微皂乳液就是其中热点之一[3～6]。

微皂乳液是指采用带有反应性基团的单体或高分子作反应型乳化剂部分或全部替代传统乳化剂体系合成的乳液。

采用反应型乳化剂比传统乳化剂有明显的优点，由于其具有聚合活性，其反应性官能团能参与乳液聚合反应，除了起常规乳化剂的作用外，还可以以共价键的方式键合到聚合物粒子表面，成为聚合物的一部分，避免了乳化剂从聚合物粒子上解吸或在乳胶膜中迁移，大大减少了乳胶膜表面的亲水基团，从而能提高乳液的稳定性和改进乳胶膜的耐水性和力学性能[7]。

同时通过粒子设计，可以有效的调节乳液的最低成膜温度(MFT)，提高乳液的成膜性能[8]。

本研究事先通过粒子设计，然后采用不同的反应型乳化剂体系，考察了反应型乳化剂的结构类型对苯丙微皂乳液聚合及性能的影响。

1.实验部分1.1主要实验原料苯乙烯(St)，丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)，丙烯酸丁酯(BA)，甲基丙烯酸甲酯(MMA)，甲基丙烯酸(MAA)，丙烯酸(AA)，工业级，以上均为东方化工厂产品；过硫酸铵(APS)，正戊醇(n-PTL)，醋酸钠(NaAc)，AR级，以上均为广州市化学试剂厂产品；聚甲基丙烯酸钠(保护胶)，自制；氨水，工业级，广州市东江化工厂。

华南理工大学学报(自然科学版)第32卷第3期Journal of South China University of TechnologyVol .32　No .32004年3月(Natural Science Edition )Mar ch 2004文章编号:1000565X (2004)03001505含功能性单体的苯/丙乳液的聚合稳定性＊张心亚　蓝仁华　陈焕钦(华南理工大学化学工程研究所,广东广州510640)摘　要:采用乳液聚合工艺,以过硫酸钾为引发剂,合成了含功能性单体甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸的苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚乳液.系统研究了乳化体系、引发体系、含功能基单体含量、聚合工艺和聚合温度等对乳液聚合过程稳定性的影响,发现聚合温度降低,采用半连续聚合工艺以及适当提高乳化剂的浓度均有利于乳液聚合反应的稳定性提高.关键词:乳液聚合;功能性单体;苯/丙乳液;聚合稳定性中图分类号:TQ 433 文献标识码:A　收稿日期:20030928＊基金项目:广东省科技厅科技计划项目(2003B 10506);广东省计划发展委员会高技术产业化项目(粤财企[2002]347号急件);广州市科技局科技攻关重点项目(2002Z 2_D 0071)　作者简介:张心亚(1974-),男,博士,讲师,主要从事乳液及其相关新产品研究.E _mail :cexyzh @scut .edu .cn 在乳液聚合过程中,凝聚物的形成在乳液生产中具有极大的危害,它不仅降低了单体的收率,增加了聚合装置的停机时间(清理凝聚物)和处理凝聚物的费用,而且加大了各釜间产品的不一致性.因此,聚合过程的稳定性对乳液制备过程有重要作用.乳液聚合内部反应极其复杂,如果反应过程控制不当或选用的工艺、配方不合适等,均可能导致凝聚现象发生.余樟清等曾对乳液聚合过程中凝聚物的形成机理进行了探讨[1],并研究了含氨基、羟基丙烯酸乳液聚合的稳定性[2].史沈明[3]、赵永金[4]等对影响丙烯酸酯类乳液聚合稳定性的因素进行了探讨,并提出了控制乳液聚合稳定性的方法.苯乙烯/丙烯酸酯乳液在制备过程中,丙烯酸(AA )、甲基丙烯酸羟乙酯(H EMA )等作为功能性单体参与共聚,可以提高乳液涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐沾污性和机械强度.但这些极性单体常常具有很强的亲水性,在乳液聚合过程中易在水相中发生均聚,形成水溶性大分子并产生絮凝作用,使体系破乳.本研究在用乳液聚合方法合成含功能性单体的苯丙乳液过程的基础上,着重考察了乳化剂体系、引发剂体系、功能性单体的类型及用量、聚合温度和单体加入方式等对乳液聚合稳定性的影响.1　实验部分1.1　实验原料共聚单体为丙烯酸丁酯(BA )、苯乙烯(St )、丙烯酸(AA )、甲基丙烯酸甲酯(MMA )、甲基丙烯酸羟乙酯(H EMA ),均为工业级,新鲜蒸馏后低温贮存备用;乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS )、十二烷基硫酸钠(SLS )、壬基酚聚氧乙烯(40)醚(NP 40)、辛基酚聚氧乙烯(20)醚(OP10)和引发剂过硫酸铵(APS )等均为化学纯,配成一定浓度的水溶液待用.1.2　乳液合成间歇工艺:将单体全部预乳化,然后升温至反应温度,加入引发剂反应.半连续工艺:(a )纯单体滴加法　将部分单体、水和乳化剂在反应釜内预乳化30min ,然后加入引发剂升温至80℃下反应约30min 后,开始滴加混合单体,其间补加引发剂,在4h 内滴完.滴完后,升温至90℃,保温1h 后降温,用氨水调节乳液的pH 值为7～8.5,过滤出料.(b )预乳化单体滴加法　先将单体、部分乳化剂和水在室温下预乳化制得预乳液,将部分该预乳液、适量引发剂和水置于反应釜中,在75～85℃下反应约30min ,然后同时滴加预乳化单体和引发剂水溶液,在4h 内滴完.滴完后,升温至90℃,保温1h 后降温,用氨水调节乳液的pH 值为7～8.5,过滤出料.1.3　分析测试1)转化率　聚合反应的转化率由称重法测定.2)凝聚率　乳液聚合反应的稳定性用凝聚率w c 表示,凝聚率由称重法获得.在乳液聚合反应结束后收集聚合体系中的凝聚物,在烘箱中烘至恒重,凝聚率根据下式进行计算:w c =m cm m×100%(1)式中:m c 为凝聚物的质量,g ;m m 为单体的总质量,g .w c 值越小,表示乳液聚合反应过程的稳定性越好.3)粒径及其分布　本实验中,乳胶粒的粒径和粒径分布采用英国H onrywell 公司的Microtr ace UPA 150型粒度仪进行测定,操作温度为25℃.4)粘度　采用Brookfield RVDL II +粘度仪测定,选用2号转子,转速60r /min ,测定温度为25℃.2　结果与讨论2.1　乳化体系对聚合过程稳定性的影响乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一.一般认为,采用非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂联合使用,可使阴离子乳化剂的电荷稳定和非离子乳化剂的空间位阻作用产生协同效应,提高乳液聚合的稳定性和乳胶粒的稳定性.对于乳液聚合体系,乳化剂可通过单体与乳化剂的亲水亲油平衡值(H LB 值)相近的原则或通过单体的乳液稳定性试验来选择,但对含有强亲水性单体H EMA 和AA 的多元共聚合体系,使聚合过程稳定的乳化剂体系仍需通过聚合稳定性试验确定.本文中将阴离子乳化剂SLS 、SDBS 和非离子型乳化剂OP 10、NP 40进行复配试验(结果如表1所示),通过稳定性实验选择适宜的乳化体系.由表1实验结果可见,SLS /NP 40对含功能性单体的苯/丙乳液聚合反应稳定性最差,只有在SLS 含量较高时聚合反应才能进行,但单体最终的转化率相对较低;SLS /OP 10、SDBS /NP 40也近似有相同的结果;而SDBS /OP 10体系,其聚合过程的凝聚率最低,聚合稳定性最好,阴、非离子乳化剂的配比范围也最宽.因此,在后面的实验过程中,主要采用SDBS 复配乳化剂进行试验.表1　乳化剂配比对乳液聚合反应稳定性的影响Table 1　Ef fect of the em ulsif ier ra tio on stability of emul -sion polymer iza tion乳化剂复配质量比率聚合稳定性转化率/%凝聚率w c /%平均粒径/n m SLS /NP 40　2∶11∶11∶2稳定粘度过大不稳定93.06——2.93——175——SLS /OP 10　2∶11∶11∶2稳定稳定不稳定95.3889.64—2.413.33—102237—SDBS /NP 40　2∶11∶11∶2稳定不稳定不稳定98.51——1.89——110——SDBS /OP 102∶11∶11∶2稳定稳定稳定99.9999.9697.350.440.871.2180100178 实验采用半连续聚合工艺(a ),单体质量比m (St )∶m (BA )∶m (AA )∶m (H EMA )=60∶36∶1∶1,引发剂量为0.4%,乳化剂量为2.4%.实验中还发现,对机械稳定性不好的乳液,加大阴离子型乳化剂,可减少搅拌轴叶片及温度计套管上吸附的凝聚物;对化学稳定性不好的乳液,增加非离子型乳化剂,可减少反应容器内壁结皮等现象.图1所示为乳化剂总量对体系凝聚率的影响.由图1可见,随着乳化剂总量的增加,乳液聚合反应的凝聚率降低,这有利于乳液聚合反应的稳定性.但由于影响乳液凝聚率的因素还有很多,如反应温度及搅拌速度等,当乳化剂用量达到一定值后,凝聚率曲线趋向平缓,因此不可能单纯靠增大乳化剂用量来降低乳液的凝聚率而提高乳液聚合反应的稳定性.图1　乳化剂用量对乳液聚合稳定性的影响Fig .1　Eff ect of emulsifier dosage on stability of emul -sion polym erization实验采用工艺、单体质量比、引发剂量同表1乳化剂SDB S /OP 10质量比=2∶116华南理工大学学报(自然科学版) 第32卷2.2　引发体系对聚合过程稳定性的影响引发体系对于含强亲水性基团单体(如AA 、HEMA )苯/丙乳液聚合体系的乳液聚合稳定性有较大的影响.引发剂用量主要影响乳液聚合的最终转化率和凝聚率,如图2所示.当其它条件一定时,随引发剂用量的增加,最终转化率逐渐增大,当达到一定值时,曲线趋向平缓;而凝聚率则是先显著降低到一定的程度,而后又随着引发剂用量的增加而明显增大.其乳液聚合反应速率如下式所示[5]: R p =103NK p [M ]/(2N A )(2)式中:R p 为聚合反应速率;N 为单位体积中胶粒的数目;K p 为聚合反应速率常数;[M ]为乳胶粒中反应单体的浓度;N A 为阿弗加德罗常数.图2　引发剂用量对乳液聚合反应稳定性的影响F ig .2　Effe ct of initiator dosage on sta bility of emulsionpolymer ization实验采用工艺、单体质量比同表1乳化剂SDBS /OP 10质量比=2∶1,用量为2.4%在引发剂用量较小时,体系中乳胶粒获得自由基的几率较小,参加聚合反应的有效乳胶粒数较少,即在上式中N 的有效值小,R p 较小,最终转化率较低;而随着引发剂量的增加,乳胶粒获得自由基的几率增加,N 的有效值增加,反应加快,最终转化率提高;再继续增大引发剂的用量,并不能有效提高最终转化率,反而会因引发剂用量过大,容易导致凝聚率显著增大,从而使乳液聚合反应失控.实验发现,选用0.4%～0.5%的引发剂量,可使制备的苯/丙乳液呈现出蓝光,乳液粒子的粒度小,乳液的稳定性好.2.3　功能性单体对聚合过程稳定性的影响选择带有一定极性基团的功能性单体AA 和HEMA 参与反应,可以使共聚物产生轻微的交联,并形成一定程度的网络结构,同时,由于形成分子网络的化学键代替了单纯的分子间作用力,在一定程度上提高了共聚物的刚性,又由于极性基团的引入,提高了共聚物乳液的内聚力.对于水溶性的AA 和H EMA 的甲基丙烯酸链节倾向于分布在粒子表面和近表层,降低了乳胶粒与水的界面能,它的存在对聚合过程稳定性有利.随着AA 和HEMA 总含量的增加,乳液共聚合过程的稳定性增加,如图3所示,但当其含量超过4%后,乳液聚合的稳定性又有下降的趋势.随着功能性单体总用量的进一步增大,共聚物乳液的聚合稳定性能又开始下降.产生这种情况的原因可能是:随着功能性单体总用量的增加,体系中的交联点的数目也逐渐增加,当达到3%～4%时,体系中交联点数及其分布,引入的极性基团的数量正好处于一个最佳状态;再增加功能性单体用量,会导致体系中的交联度过大,使共聚物乳液体系凝聚而失稳[6].图3　功能性单体总量对乳液聚合稳定性的影响Fig .3　Ef fect of f unctional monomers dosage on stabili -ty of emulsion polymer ization实验条件:半连续聚合工艺(a ),AA /HEMA 质量比=1∶1,引发剂量为0.4%,乳化剂SDBS /OP 10质量比=2∶1,用量为2.4%2.4　聚合工艺对聚合过程稳定性的影响聚合工艺对聚合过程稳定性的影响如表2所示,实验研究表明,在间歇式反应过程中,经过一段时间的诱导期后,反应开始进行,反应一旦开始,由于热量的转移不及时,会使反应器内部温度急剧升高,造成自动加速反应,使反应温度一度达到95℃而发生内部暴聚,处于沸腾状态.此时由于反应速率快,乳化剂不能迅速地吸附到乳胶粒表面以维持乳胶粒的稳定,乳胶粒子之间聚结的作用力增大,从而导致凝聚产生使反应失稳;而半连续反应,不管是预乳化单体滴加,还是纯单体滴加,都增加了聚合反应的稳定性,转化率高,而且所得乳液的粒径分布均匀,贮存稳定性更好.这可能是由于采用半连续法聚合时,加入的单体很快在乳胶粒表面聚合,水相中存17第3期张心亚等:含功能性单体的苯/丙乳液的聚合稳定性在的游离单体含量较少,亲水性功能单体H EMA、AA发生均聚的几率较小;而在间歇反应时,水相中存在的游离单体含量多,亲水性功能单体H EMA、AA发生均聚的几率较大,它们的均聚物具有一定的絮凝作用,可导致聚合反应过程稳定性及乳液贮存稳定性的下降.表2　聚合工艺对乳液聚合反应稳定性的影响Table2　Effe ct of polyme rization pr ocesses on stability of emulsion polymer iza tion聚合工艺聚合稳定性转化率/%凝聚率wc/%平均粒径/nm间歇式半连续(a)半连续(b)不稳定稳定稳定91.3599.9699.995.210.870.4417812080 实验采用工艺、单体质量比、引发剂量同表1,乳化剂SDBS/OP_10质量比=2∶1,用量为2.4%.2.5　反应温度对聚合过程稳定性的影响反应温度对聚合反应速度及聚合稳定性也有较大的影响,如表3所示.苯/丙乳液聚合一般采用分段控温.单体滴加阶段控制反应温度在78～85℃之间,聚合温度低于78℃时,反应速度明显减慢,滴加的单体不能很快聚合,造成体系中单体局部浓度过大,极易引起暴聚冲釜,操作难度增大;聚合反应温度高于85℃时,乳化剂不能迅速地吸附到乳胶粒表面以维持乳胶粒的稳定,同时由于聚合反应速率增大,聚合物粒子变软,粘性增加,使乳胶粒子间因碰撞而凝聚的可能性增加,不利于乳化体系的稳定,乳液内部易产生粗粒子.如果聚合体系中同时存在可发生交联反应的官能团单体,则聚合温度升高将加快乳胶粒间交联反应速度,降低乳液的聚合稳定性.表3　聚合反应温度对乳液聚合反应稳定性的影响Table3　Effe ct of polyme rization tem pe ra tur e on stability of emulsion polymer iza tion反应温度/℃聚合稳定性转化率/%凝聚率wc/%平均粒径/nm70～75 75～80 80～85 85～90 >90反应时间过长稳定粘度过大不稳定不稳定90.1493.0699.9995.38—2.930.483.53——15280217—— 实验条件同表2.实验中还发现,操作不当如加料速度过快或引发剂加入过快,都会引起反应温度过高,从而导致反应器内壁凝聚物结皮较厚、凝聚物明显增多,反应稳定性显著下降.而同样地,聚合反应温度过低,也会使反应控制变得困难.因温度过低,引发剂的半衰期很长,前期引发不足,使后期未反应单体浓度偏高,反应剧烈放热,温度急剧升高,导致反应失稳.此外,当搅拌速率过大或过小,乳液体系中电解质含量和乳液固体含量增加以及采用的水为非精制水、水相比较小时,都会引起反应过程的稳定性降低.3　结　论1)不同的乳化剂类型及用量对苯丙乳液聚合反应的稳定性有较大的影响,采用阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂复配,且乳化剂量为2.4%时,聚合反应较稳定.2)对苯/丙乳液聚合体系,引发剂的用量在0.4%～0.5%时,聚合反应的稳定性较好.3)对苯/丙乳液聚合体系,功能性单体HEMA、AA的量为4%左右时,聚合反应的稳定性较好.由于各体系的聚合稳定性主要影响因素不同,而聚合过程稳定性又直接影响着聚合过程的效率及乳液产品的最终性能,为提高乳液生产过程和乳液产品性能的稳定性,增强乳液产品的市场竞争力,应对含官能团单体的乳液聚合过程的稳定性研究给予足够的重视.参考文献:[1]　Yu Zh ang_qin,Che n H uan_qin,Li Bao_geng,et al.Stability of emulsion polym er ization of acrylicmonomers containing f unctional m onomers[J].NewBuilding M ater ials,1999(4):33-35.[2]　Yu Zhang_qin,Li Bao_geng,Pan Zu_re n,et al.Stabili-ty of em ulsion polymer iz ation of acr ylic monomerscontaining amino and hydr oxyl gr oups[J].ChemicalJour nal of China Univer sity,1998,19(3):472-476.[3]　Shi Shen_ming.I nvestigations into polymer ic stabilityof acr ylic resin emulsion[J].Le ather Che micals,1994(1):22-26.[4]　Zhao Yong_jin.The fa ctors of a cryla tes af fec ting sta-biliz ation of e mulsion polymer iz ation and thecontr ol-ling methods[J].Jour nal of Shihez i Institute of Agr i-culture,1994,12(3-4):113-116.[5]　Hu Jin_sheng,Cao Tong_yu,Liu Qin_pu.Em ulsionpolymer iz ation[M].Beijing:Che mical Industrial18华南理工大学学报(自然科学版) 第32卷Pr ess ,1987.[6]　F ang Shao _ming ,Feng Xian _ping ,Chen Hai _jun .Acr ylate e mulsion press sensitivity glu [J ].Technolo -gy on Adhesion a nd Sealing ,1996(2):13-15.Polymerization Stability of St _BA _HEMA _AA Copolymeric Latex Containing Functional MonomersZhang Xin _ya Lan Ren _hua Chen Huan _qin(R ese arch I nstit ute of Che mical Engine ering ,South China Univ .of Te ch .,Guangzhou 510640,Guangdong ,C hina )Ab stract :The quaternary copolymer ic latex of styrene _butyl acrylate containing functional monomers ,such as hydroxyethyl methacrylate and acrylic acid ,was pr epared by the emulsion polymerization pro -cess with potassium sulfate as the initiator .The ef fects of emulsifier system ,initiator system ,functional monomer dosage ,polymerization pr ocess and polymer ization temper ature etc .on the stability of emul -sion polymer ization were systemically investigated .I t is found that the decr ease in polymer ization tem -per ature ,the incre ase in emulsifier dosage and the adoption of semi _continuous e mulsion polymer ization pr ocess are benef icial to impr oving the stability of e mulsion polyme rization .Ke y words :emulsion polymerization ;f unctional monomer ;St _BA _HEMA _AA copolyme ric latex ;poly -merization stability　(上接第9页)Preparation and Property of a Novel Al 3+_doped Silica GelAdsorptive M aterialFang Yu _tang 1　Ding Jing 1　Fan Juan 1　Y ang Jian _ping 1　Y ang X iao _xi 2(1.Key Labor atory of Enhanced H eat Tr ansfe r a nd Energy C onser vation of the Ministr y of Education ,South China Univ .of Te ch .,Guangzhou 510640,Guangdong ,C hina ;2.Dept .of chemistr y ,Dongguan Univ .of Tech .,Donggua n 523106,Guangdong ,C hina )Ab stract :A novel Al 3+_doped silica gel adsorptive material with excellen t adsorption proper ty was pr e -par ed by treating cer amic f iber matrix with the aqueous solution of sodium silicate (N a 2SiO 3)and alu -minum salt e tc .,as well as with pH value adjustment .The effects of impregnation conditions on the ad -sorptive proper ty and surface structure of the novel material were investigated ,thus obtaining the opti -mal reaction condition ,that is ,26.7%(mass fr action )of N a 2SiO 3,10%(mass f raction )of aluminum salt ,impregnation time per iod of 120min ,reaction temper atur e of 60℃and the pH value of the solutionof 1.8.It is f ound that Al 3+_doped silica gel can perfectly deposit on the surf ace and in the aper tures of cer amic fiber ,and its mesopores play a key role in adsor ption .For the substitution insertion of alu -minum into the silica gel f ramework (Al 3+doped ),the adsorption proper ty ,hea t r esistance proper ty and mechanical strength of the novel mater ial are superior to those of silica gel .Ke y word s :impregnation ;adsorption ;Al 3+_doped silica gel ;heat resistance property ;mechanical strength19第3期张心亚等:含功能性单体的苯/丙乳液的聚合稳定性。

40000吨/年苯丙乳液聚合装置工艺设计摘要：本文以生产苯丙乳液为目的，阐述了苯丙乳液的研究现状。

通过对各种合成工艺路线综合评价、分析比较，选择合理的生产工艺，确定经济合理的工艺流程。

计算出每批物料的进料量、反应热，从而选择合适的换热方式和设备。

根据测得的物料粘度选择合适的搅拌器和搅拌功率，从而最终按照40000吨/年苯丙乳液的规格设计出主要设备——聚合釜，并对其工艺工程进行设计，绘制合理的工艺流程图。

关键词：苯丙乳液；生产工艺；搅拌装置；聚合釜Abstract ：This paper production styrene-acrylic latex for the purpose, expounds the presentsituation of the study styrene-acrylic latex, through various synthesis process route comprehensive evaluation, the analysis and comparison, the choice of reasonable production process, determine the economic and reasonable process flow. Calculated each batch of material feed rate, reaction heat, to choose a suitable heat transfer methods and equipment. According to the measurement of material viscosity choose appropriate mixer and mixing power, and in the end to 40000 tons/year styrene-acrylic latex design specifications of the main equipment-polymerization kettle, and its technological engineering design, draw reasonable process flow diagram.Key word：Styrene-acrylic emulsion; the production process; stirring device ; polymerizer.目录第一部分绪论 (1)1 苯丙乳液的用途和特点 (1)2 苯丙乳液的研究进展 (2)2.1 乳化剂体系研究进展 (2)2.2 引发剂体系研究进展 (3)2.3 苯丙乳液的改性研究 (3)2.4 苯丙乳液聚合工艺研究进展 (6)3 苯丙乳液聚合的方法 (8)4 研究目的和步骤 (8)第二部分工艺计算与选型依据 (9)1 小试原料配比和工艺条件选择的依据 (9)1.1 单体用量 (9)1.2 乳化剂的选择和用量 (9)1.3 引发剂的用量 (9)1.4 反应温度的选择 (10)1.5 反应时间的选择 (10)1.6 产品主要技术性能指标 (10)2 搅拌罐的设计 (11)2.1 罐体的长径比 (12)2.2 装料系数 (12)2.4 确定筒体直径和高度 (13)3 搅拌设备的传热 (13)3.1 传热方式 (13)3.2 确定传热方式 (15)4 搅拌器 (16)4.1 搅拌器分类及参数 (16)4.2 搅拌器选型 (17)4.3 搅拌槽体及附件 (17)4.4 叶轮位置与标准搅拌槽 (18)4.5 搅拌器功率的估算 (18)第3部分工艺设计 (20)1 物料衡算 (20)1.1 预乳化液组成 (20)1.2 引发剂组成 (20)1.3 各物料含量 (20)2 热量衡算 (21)3 反应釜设计 (22)3.1 估算内径 (23)3.2 封头设计 (23)3.3确定筒体高度 (23)3.4传热面积 (24)3.5确定筒体厚度 (25)4夹套的设计 (25)4.1 确定夹套直径 (25)4.2 确定夹套高度 (26)4.3 确定夹套筒体壁厚 (26)4.4确定夹套封头壁厚 (26)5 水压测试 (26)5.1 釜体试水压 (26)5.2 夹套试水压时釜体稳定性 (26)5.3 夹套水压试验 (26)6 搅拌器设计 (27)6.1搅拌器类型选择 (27)6.2 搅拌功率计算 (27)7设计结果 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录一外压受压圆筒几何参数计算图 (32)附录二外压圆筒、管子和球壳厚度计算图 (33)附录三聚合釜总装备图 (34)附录四苯丙乳液聚合工艺流程图 (35)第一部分绪论1 苯丙乳液的用途和特点随着建筑业的发展，外墙涂料的在涂料工业中的地位也越来越重要了。

探讨苯丙乳液聚合研究进展发布时间：2021-11-11T08:13:09.160Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：涂鸿飞赵志辉[导读] 苯丙乳可以通过聚合反映方式进行，原材料可选择丙烯酸酯单体和苯乙烯。

通过研究可知，苯丙乳具有良好的耐碱、耐洗擦和耐水性能，具有很强的实际应用性能，且实际应用中也发现其具有良好的耐老化性能，所以在日常生活中，苯丙乳在涂料、胶粘剂等领域的应用范围比较广泛。

为对苯丙乳的应用进行更好的了解，本文将对其研究进展进行探讨。

广东银洋环保新材料有限公司广东省佛山市 528137摘要：随着科技的发展，苯丙乳液的合成方法也在不断的进步。

为对苯丙乳液的合成方式及应用场合进行有效的研究，本文主要对乳液聚合的基本特征进行分析，并在此基础上对其合成工艺进行研究，探讨的丙乳液聚合研究的进展。

关键词：乳液聚合；特征；苯丙乳液；聚合工艺；研究进展苯丙乳可以通过聚合反映方式进行，原材料可选择丙烯酸酯单体和苯乙烯。

通过研究可知，苯丙乳具有良好的耐碱、耐洗擦和耐水性能，具有很强的实际应用性能，且实际应用中也发现其具有良好的耐老化性能，所以在日常生活中，苯丙乳在涂料、胶粘剂等领域的应用范围比较广泛。

为对苯丙乳的应用进行更好的了解，本文将对其研究进展进行探讨。

1、合成及聚合工艺分析通过对试验过程进行记录和分析，对苯丙乳液合成及聚合工艺进行分析：1.1合成工艺分析。

通过对不同试验阶段的数据进行分析，其工艺表现包括三个不同的阶段：（1）预乳化阶段。

即通过物质合成乳化液，通过在水中混合搅拌定量的原始液，放置后即可得到预乳化液，留置备用。

（2）主反应阶段。

即苯丙乳液合成及聚合的主要反应过程，在水中滴加0.3g乳化剂OP-10、0.09g 过硫酸钾、0.15g 聚乙烯醇（PV A）和0.15g 十二烷基硫酸钠，使其充分混合溶解，将混合溶液加入到多口烧瓶内，并进行充分搅拌并逐渐加温至75℃。

然后缓慢加注1/3 的预乳化液，并将温度保持在75℃左右，直至液体呈蓝光。

苯乙烯2丙烯酸酯类乳液在涂料中的应用与发展吴跃焕,王金红,杨卓如(华南理工大学化工学院,广东广州510640)摘要:本文在揭示苯丙乳液的组成、以及该组成与其性质之间关系的基础上,提出苯丙乳液的微粒化是实现其高功能化的重要途径。

对研究中可能出现的问题提出了解决的办法,并进行了论证。

关键词:苯乙烯;丙烯酸酯;微乳液;水性涂料中图分类号:TU563文献标识码:A文章编号:100421672(2002)0520022204Application of Styrene2ArcylateCopolymer Emulsion in the Field of Coating and Its Development/WU Yue2hu an et al// College of Chem.E ngineering,South China U niv.of T ech.Abstract:The composition of styrene2acrylate copolymer emulsion and the relationship with its properties are discussed in this paper.Based on this,it is provided that microparticling of styrene2acrylate emulsion is an important method of im2 proving properties of the paint systems.Resolution on problems occurred in the study is provided and demonstrated.K ey w ords:styrene;acrylate;microemulsion;water2based coating1　前言苯丙乳液既具有丙烯酸酯类聚合物优点:耐光性、耐候性、耐碱、耐水、耐湿洗性好,外观细腻、附着力强、成膜性好,又由于在共聚物中引入了苯乙烯链段,使得涂料耐水性、耐碱性、硬度、抗污性和抗粉化性都大大提高。

乳化剂和助剂对乳化体系稳定性能影响的研究分析论文乳化剂和助剂对乳化体系稳定性能影响的研究分析论文乳化体系是一种组分或几种组分组合液体以微粒(液滴或液晶)形式分散在另一不相溶的液体中构成具有相当稳定性的多相分散体系。

由于它们外观往往呈乳液，所以又称为乳状液或乳化液。

乳状液形式的产品在许多行业使用都有优异的效果:改善食品日感、味道，改善医药吸收情况及促进农药的药效发挥等。

在化妆品中它可以克服油质化妆品不易吸收和水质化妆品润滑感差的缺点，提高化妆品的功效。

在液体洗涤剂中，可以克服织物变旧颜色变化，提高洗涤剂的护色和柔软作用。

解决了家居护理中固体地板护理剂使用不便，气味难闻的问题。

虽然乳状液在生活中为我们提供了各种便利，但乳状液体系在热力学上不稳定，易受多方因素影响，乳液贮存时间短，易出现分层和破乳等现象，产品货架期缩短，易造成产品质量问题，这些都影响消费者的使用。

影响乳液稳定性的主要因素有:乳化剂的选择、工艺温度、剪切速率、乳化时间及助乳化剂的添加等。

本文研究了乳化剂及助乳化剂对体系稳定性的影响，以聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和山梨醇酐单单月桂酸酯为乳化剂，研究其在不同用量、不同配比以及添加助剂时对乳液稳定性能的影响。

1乳液稳定性的影响因素1.1乳化剂的作用原理乳化剂能吸附在相界面上形成界面膜并使乳状液稳定。

其作用表现在:①降低界面张力，使分散体系的势能下降;②在界面上形成韧性或高粘度界面膜阻止碰撞而引起的液滴聚结;③当乳化剂分子带有电荷时，使液滴表面带电形成双电层，减少液滴接近和碰撞而聚结的几率”。

以下主要应用HLB值乳化剂选择法，研究乳化剂的用量、配比及加人助剂对硅油和白油体系稳定性的影响。

1.2乳化剂用量和配比选择1.2.1以HLB值为依据选择乳化剂HLB值反映了亲水与亲油这2种相反的基团大小和力量平衡，乳化剂提供HLB值(混合乳化剂是由加合法求得HLB值)与油相所需HLB 值相等。

研究发现，乳化剂和油相的HLB值相同只是乳液稳定性的必要条件，而非充分条件.乳化剂选择的一般原则,使用复合乳化剂。

丙烯酸酯型可聚合表面活性剂在苯丙乳液制备中的应用赵子健; 李沅; 赵恒; 刘兆丽【期刊名称】《《大连工业大学学报》》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】5页(P417-421)【关键词】可聚合表面活性剂; 苯丙乳液; 响应面法【作者】赵子健; 李沅; 赵恒; 刘兆丽【作者单位】大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁大连116034【正文语种】中文【中图分类】TQ317.40 引言苯丙乳液作为水性涂料的主要成膜物质[1]，具有胶膜结实、附着力强、耐水、耐碱、耐擦洗及制备工艺稳定等优点[2]，是目前应用最广泛的聚合物乳液之一，主要应用在建筑涂料、纺织工业印花涂料、纸张黏合剂及施胶剂[3-4]、金属表面涂料及水性油墨等领域[5-6]。

制备出性能优异且工艺稳定的苯丙乳液，是目前市场的迫切要求。

1958年，Freedman等[7]首次报道了可聚合表面活性剂的合成及其应用，但直到近20年可聚合表面活性剂才得到广泛关注[8]，其中丙烯酸酯型可聚合表面活性剂形成胶束和降低界面张力，且有着常规表面活性剂不可替代的优势，已成为国内外研究热点[9]。

在此基础上，本研究以不同碳原子数的丙烯酸酯型可聚合表面活性剂制备苯丙乳液，采用预乳化、半连续种子乳液聚合工艺[10-11]，使用响应面试验法对苯丙乳液聚合工艺参数进行了优化，对所得产物进行鉴定与表征，并探讨使用不同碳原子数可聚合表面活性剂对制备的苯丙乳液性能的影响。

1 试验1.1 材料苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；溴代十二烷(DB)、溴代十四烷(MB)、溴代十八烷(SB)、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)，国药集团化学试剂有限公司；过硫酸铵(APS)，天津市光复科技发展有限公司；碳酸氢钠，天津市大茂化学试剂厂。

1.2 方法1.2.1 可聚合表面活性剂的制备在250 mL干燥三颈烧瓶中，以丙酮为溶液，加入n(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯)∶n(溴代十二烷/溴代十四烷/溴代十八烷)=1∶1的反应单体、少量阻聚剂吩噻嗪，在40 ℃水浴中搅拌反应20 h，反应结束后用无水乙醚反复冲洗，除去未反应的原料单体和阻聚剂，30 ℃真空干燥至恒重，得白色粉末。

APS-AIBN引发体系对苯丙乳液聚合过程及涂层性能的影响方永勤;王瑾;许亮【摘要】The influences of initiating systems on the emulsion nucleation process,particle size distri-bution,weight distribution,stability of emulsion polymerization and coating properties were dis-cussed,with ammonium persulfate (APS),azodiisobutyronitrile (AIBN)and their combinations.The results were as follows:"micellar nucleation"was the main mechanism in APS initiating system;however,"micellar nucleation"and "monomer drops nucleation"were both existed in AIBN initiating system."Monomer drops nucleation"usually caused flash polymerization,which widened the particle size and weight distribution.Due to the direct contact mode between butyronitrile radicals and mono-mers,the self-polymerization of hydrophilic monomers could be inhibited,leading to a better water resistance.The complemental advantage of two types nucleation modes could be achieved,using the combination of APS and AIBN.When AIBN accounted for 60% of the total initiator mass,and the ini-tiator accounted for 1.5% of the total mass of monomers,the coagulation ratio was0.95%,the con-version was 98.25%, and the coating demonstrated better water resistance than those coating prepared in traditional APS initiating system.%分别考察了过硫酸铵(APS)、偶氮二异丁腈(AIBN)以及二者复配引发体系对苯丙乳液成核过程、粒径及分子质量分布、聚合稳定性以及乳液涂层性能的影响.结果表明:APS引发体系以"胶束成核"为主,AIBN体系同时存在"胶束成核"和"单体液滴成核"两种方式."单体液滴成核"在聚合过程中易暴聚导致粒径和分子质量分布变宽,同时可避免亲水单体自聚,提高涂层耐水性.APS-AIBN复配可实现两种成核方式优势互补,当AIBN占总引发剂质量的60%,引发剂占单体总质量的1.5%时,凝胶率为0.95%,转化率为98.25%,涂层耐水性优于传统APS引发体系.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(029)006【总页数】7页(P8-14)【关键词】过硫酸铵;偶氮二异丁腈;复配引发剂;苯丙乳液【作者】方永勤;王瑾;许亮【作者单位】常州大学设计研究院,江苏常州 213164;常州大学设计研究院,江苏常州 213164;北京化工大学常州先进材料研究院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】TQ630.6水性丙烯酸树脂广泛应用于建筑[1]、印刷[2]、黏合剂[3]等各个领域。

乳化剂对乳液聚合的影响作者：刘爽于占海来源：《中国科技博览》2018年第06期[摘要]本文主要简单的介绍乳化剂对乳液聚合的影响，复合乳化剂对乳胶性能影响、以及对引发剂选择的影响。

[关键词]乳化剂、复合乳化剂、乳胶性能中图分类号：O69 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0111-01目前，ABS树脂粉料合成采用乳液聚合法，对于乳液聚合来说，乳化剂的种类及用量影响乳液聚合状况及稳定性、乳液的贮存性、化学稳定性、粘度、外观、乳胶粒径等。

1、乳液聚合胶束的形状与大小在浓度大子CMC值的乳化聚合的溶液中，体系[1]所形成的胶束可以是球形的，也可以是棒状的或层状的，甚至是由少数几个乳化剂分子所构成的单纯小型胶束，如图1所示。

在一个特定的乳液体系中，胶束的形状取决子乳化剂的种类，浓度、温度以及有无共存物质等条件。

胶束的大小通常用聚集数来表明，所谓聚集数系指平均每个胶束中的乳化剂离子或分子数，聚集数越大则胶束越大。

对于离子型乳化剂来说，在胶束上所带的电荷小于聚集数与每个乳化剂离子所带电荷的乘积。

2、乳化体系对乳液性能的影响乳化剂的种类和浓度直接影响引发速率及链增长速率[2]。

它同时会影响决定聚合物性能的聚合物的相对分子质量及相对分子质量分布，以及影响与乳液性质有关的乳胶粒浓度、乳胶粒的粒径及粒径分布等。

3、乳化剂用量对粒径及其分布的影响根据乳液聚合的机理可知，乳化剂用量决定着形成胶束量的多少，而胶束的量又影响最终乳胶粒径的大小及分布。

乳化剂用量与乳胶粒径并不完全成正比。

随着乳化剂量的增加，形成的胶束量加大，因而会生成更多的乳胶粒，到一定的程度时，随着乳胶粒径的减小粒子表面积增大，乳化剂补给不足，由于表面能的加大，会导致乳胶粒团聚，乳胶粒径反而会增大。

3.1 复合乳化剂用量对乳胶性能的影响现在ABS树脂合成聚丁二烯胶乳环节多采用复合乳化剂，采用复合乳化剂不仅更有利于后续工作的进行，同时提高了合成技术、产品质量及降低了ABS树脂的生产成本。

苯丙乳液冻融稳定性影响因素的研究仇鹏;赵刚磊;吴亮;杨文倩;柳泉润【摘要】通过对苯丙乳液进行配方设计,考察了玻璃化温度,乳化剂类型、用量及配比和第2次滴加单体的组成对乳液冻融稳定性的影响.乳液性能测试结果表明:乳液聚合物玻璃化温度为15.7℃时,其冻融稳定性和成膜性能达到均衡;选择阴离子乳化剂脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠和辅助乳化剂烯丙氧基羟丙基磺酸钠搭配,乳化剂占单体用量的1.5％,预乳化液和打底液中乳化剂分配比例为1∶1～2∶1,第2次滴加单体选择甲基丙烯酸甲酯和部分丙烯酸搭配,乳液冻融稳定性最佳.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2015(045)004【总页数】5页(P18-21,27)【关键词】苯丙乳液;玻璃化温度;乳化剂;第2次滴加单体;冻融稳定性【作者】仇鹏;赵刚磊;吴亮;杨文倩;柳泉润【作者单位】中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086;中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司,广东惠州516086【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4苯丙乳液在合成过程中，配方设计不合理可能导致乳液在温度较低时产生破乳现象，出现冻融稳定性差的问题。

冻融稳定性的好坏直接影响乳液的运输、贮存及在涂料中的应用等。

影响苯丙乳液冻融稳定性的因素主要有配方设计、生产工艺和环境［1－2］等。

乳液中添加一定量防冻剂虽然对冻融稳定性有帮助，但随着涂料行业VOC排放标准要求越来越高，防冻剂的使用受到越来越多的限制。

因此，本研究重点考察苯丙乳液聚合物的玻璃化温度，乳化剂类型、用量和分配比例，以及单体滴加方式等对乳液冻融稳定性的影响，对不同乳液样品进行了评估，得到了冻融稳定性较佳的苯丙乳液。

1.1 实验原料与仪器苯乙烯（ST）：中海壳牌；丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸（AA）：惠州石化五厂；甲基丙烯酸甲酯（MMA）：惠菱化工；过硫酸铵：三明市展化化工；焦亚硫酸钠：岳阳中南化工；乙烯基聚氧乙烯烷基醚、乙烯基聚氧乙烯醚硫酸铵：日本艾迪科；脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠、聚氧乙烯醚酯磺酸钠：科宁；脂肪醇硫酸钠：中国医药集团上海化学试剂；烯丙氧基羟丙基磺酸钠：罗地亚；25%氨水：江门市化肥总厂；以上均为工业级。

乳化剂对苯丙乳液聚合反应的影响王勇;马小龙;霍月青;牛金平【摘要】Sodium alpha olefin sulfonate (C16AOS) and sodium internal olefin sulfonate (C16IOS) were complexed with fatty alcohol ethoxylated (AEO9),respectively.The effects of emulsifier concentration and type on the process of emulsion polymerization,the diameter of latex particles,and polymer emulsion stability were investigated.The increase of emulsifier concentration could reduce condensation rate,the diameter of latex particles and enhance the electrolyte tolerance stability.When the amount of emulsifier was at the same critical micelle concentration multiples,the emulsifier of C16IOS/AEO9 obtained a polymer emulsion with lower condensation rate,smaller diameter of latex particles and good stability.%研究了α-烯烃磺酸钠(C16AOS)和内烯烃磺酸钠(C16IOS)分别与脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)复配后,乳化剂用量及类型对乳液聚合过程、乳胶粒粒径、聚合物乳液稳定性的影响.乳化剂用量增加可以降低凝聚率、减小乳胶粒粒径、增强耐电解质稳定性.相同临界胶束浓度倍数下的乳化剂,C16IOS/AEO9乳化剂得到的聚合物乳液凝聚率低、乳胶粒粒径小、稳定性好.【期刊名称】《印染助剂》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】α-烯烃磺酸钠;内烯烃磺酸钠;乳液聚合【作者】王勇;马小龙;霍月青;牛金平【作者单位】中国日用化学工业研究院,山西太原030001;山西省应用化学研究所,山西太原030027;中国日用化学工业研究院,山西太原030001;中国日用化学工业研究院,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TQ423乳化剂是对乳液聚合有着稳定作用的一类表面活性剂，是乳液聚合的重要组成部分，对乳液聚合前单体的乳化、聚合过程中乳胶粒子的形成、聚合速度和聚合后聚合物乳液的稳定性、乳胶粒大小及分布等性质都有很大影响［1-2］。