高固含量低粘度丙烯酸酯乳液合成的研究

高吸水树脂聚丙烯酸的制备一、实验目的：1.了解高吸水树脂的制备方法2.了解高吸水树脂的吸水原理及影响因素二、实验步骤：在100mL烧杯中加入5g丙烯酸，用10wt%氢氧化钠水溶液中和至不同中和度，之后加入0.05g～0.5g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.05g～0.1g过硫酸铵，再补加适量水（水的总量不超过40g），搅拌溶解，用表面皿盖住烧杯，将烧杯放入70℃水溶中静置聚合，待反应物完全形成凝胶后（约2h）取出烧杯，将凝胶转移到搪瓷盘中，将凝胶切割成碎片或薄片，置于50℃烘箱中干燥至恒重，待用。

将制得并干燥的吸水树脂研磨，用60目铜网筛分，将筛分后的树脂取出约0.1~0.2g放入250mL烧杯中，加入去离子水浸泡，至吸水平衡，用自然过滤法测定其吸收倍率并分析结果。

再用同样的方法将树脂置于10wt％氯化钠水溶液中至吸水平衡，测定其吸水倍率。

吸水倍率Q（膨胀度）是指1g树脂所吸收的液体的量。

单位为g/g或倍。

Q=(M2-M1)/M1Q-吸水倍率，g/g或倍；M1-树脂（干态）质量，g；M2-树脂吸水饱和后的质量，g。

三、注意事项1.本实验为研究型实验，中和度、交联度和引发剂用量都为可选条件，同组的同学共享实验结果，并分析讨论不同配方对吸水倍率的影响因素。

2.在中和过程中，氢氧化钠水溶液应滴加到丙烯酸中，使其缓慢放热。

中和度用摩尔比计算。

3.在聚合过程中不可搅动溶液，聚合之后应用去离子水洗涤。

四、思考题：1.高吸水性树脂一般具备什么样的结构？2.高吸水性树脂的溶胀原理是什么？3.影响高吸水性树脂吸水倍率的因素有哪些？五、高吸水性树脂的应用简介：高吸水性树脂是20世纪60年代发展起来的新型功能性高分子材料，它能吸收相当于自身质量数百倍甚至上千倍的液体，同时具有较高的保液能力，特殊的结构设计还可以使树脂具有对外界刺激的应答性响应，因此其用途极为广泛。

目前的产品主要用于医药卫生、农林园艺、建筑材料、食品和人工智能材料等方面。

乳液聚合新技术的研究进展摘要：乳液聚合方法具有广泛的应用范围, 近期几年备受关注。

本文首先介绍了乳液聚合的基本情况，并着重介绍了一些新的乳液聚合方法和研究成果。

关键词：乳液聚合；进展前言：乳液聚合技术的开发始于本世纪20 年代末期，当时就已有和目前生产配方类似的乳液聚合的专利出现。

30 年代初，乳液聚合已见于工业生产。

随着时问的推移，乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性，在许多聚合物如合成橡胶、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物等的生产中，乳液聚合已经成为主要的生产方法之一，每年通过该方法制作的聚合物数以千万吨计。

【1】1．乳液聚合基本情况乳液聚合定义生产聚合物的方法有四种：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。

乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合，体系主要由单体、介质（水）、乳化剂及溶于介质（水）的引发剂四种基本组分组成。

目前的工业生产中，乳液聚合几乎都是自由基加成聚合，所用的单体几乎都是烯烃及其衍生物，所用的介质大多是水，故有人认为乳液聚合是指在水乳液中按照胶柬机理形成比较独立的乳胶粒中，进行烯烃单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术。

但随着聚合理论的逐步完善，对乳液聚合比较完整的定义应该为：乳液聚合是在水或其他液体作介质的乳液中，按照胶束理论或低聚合物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。

乳液聚合体系至少由单体、引发剂、乳化剂和水四个组分构成，一般水与单体的配比（质量）为70/30〜40/60,乳化剂为单体的％〜％，引发剂为单体的％〜％；工业配方中常另加缓冲剂、分子量调节剂和表面张力调节剂等。

所得产物为胶乳, 可直接用以处理织物或作涂料和胶粘剂,也可把胶乳破坏,经洗涤、干燥得粉状或针状聚合物。

乳液聚合的特点聚合反应发生在分散在水相内的乳胶粒中, 尽管在乳胶粒内部粘度很高,但由于连续相是水,使得整个体系粘度并不高,并且在反应过程中体系的粘度变化也不大，这样的体系由内向外传热就很容易，不会出现局部过热，更不会暴聚，同时低粘度体系容易搅拌，便于管道输送，容易实现连续化操作。

高固体分羟基丙烯酸树脂的制备常彩彩;张爱黎;贾艳红;李忠英【摘要】以丙烯酸羟乙酯(HEA)为功能性单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为主引发剂、过氧化苯甲酰(BPO)为补加引发剂,醋酸丁酯(BAC)为溶剂,与丙烯酸类单体合成了高固体分羟基丙烯酸树脂.采用正交试验法和单因素实验考察了HEA,AIBN、BAC用量以及单体滴加时间对树脂固含量的影响,得到优化合成条件为:BAC 30.00％(质量分数,后同),甲基丙烯酸甲酯20.00％,HEA 15.00％,甲基丙烯酸丁酯11.00％,丙烯酸丁酯10.00％,丙烯酸2.00％,AIBN 1.67％,BPO 0.33％,控制在回流温度124℃C 下反应,单体滴加时间2h.所得羟基丙烯酸树脂的固含量达75.00％,黏度为18.0 s(加氏黏度管,25℃C),酸值为15.00 mgKOH/g,玻璃化温度为291.05 K.将其与HDI缩二脲多异氰酸酯混合,固化后所得漆膜的各项性能满足GB/T 25264-2010《溶剂型丙烯酸树脂涂料》的要求,作为汽车修补漆有较好的应用前景.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】5页(P281-285)【关键词】羟基丙烯酸树脂;固体分;正交试验;合成【作者】常彩彩;张爱黎;贾艳红;李忠英【作者单位】沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳 110159;沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳 110159【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4First-author’s address: S chool of Environmental and Chemical Engineering， Shenyang Ligong University， Shenyang 110159， China羟基丙烯酸树脂不仅可以低温固化，而且在高达200 °C烘烤下也能迅速固化，且不会影响其光泽和色泽，具有较好的硬度、耐候性、保色性、附着力及耐水性［1］。

硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液制备研究2009/9/1/11:03 来源：涂料与涂装资讯网作者：黄洪,林劲冬,陈焕钦【慧聪涂料网】摘要：以分子链一端为巯基的聚乙烯醇(PVA-SH)为保护胶体，合成了空间稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物乳液。

在微碱性乳液聚合条件下，成功制备出异丙氧基硅烷含量高达11.2%(质量分数)的硅丙聚合物。

经傅里叶变换红外光谱测定证明，在种子乳液聚合阶段，PVA-SH与MMA单体发生了接枝反应，形成具有PVA-S-PMMA结构的线型两亲接枝聚合物。

TEM观察显示，所得到的乳胶粒大小均匀并且PVA-SH对其包覆均匀完整。

凝胶渗透色谱(GPC)的测试结果表明，PVA-SH和(或)PVA-S-PMMA稳定的硅氧烷改性丙烯酸酯聚合物的数均相对分子质量(Mn)可以控制在60000～70000之间。

在水解性能十分稳定的异丙氧基硅烷改性丙烯酸酯聚合物乳液的成膜过程中，可以通过调节pH值到微酸性，催化硅氧烷基团的水解反应，提高聚合物膜的交联速率和密度。

PVA-SH稳定的异丙氧基硅烷改性P(MMA-BA)共聚物乳液能够经受24000r/min(约62m/s)的高速剪切作用而保持粒径的稳定性。

这种聚合物乳液能获得性能良好的涂膜，是潜在的新型建筑涂料的成膜物质。

关键词：硅氧烷基丙烯酸酯聚合物；空间稳定；乳液聚合0引言通过有机硅氧烷的脱醇或水解后脱水进行催化缩聚是有机硅涂料常温交联成膜技术之一[1-8]。

含有乙烯基或(甲基)丙烯酸酯结构的硅氧烷化合物能够很容易地与丙烯酸酯类单体进行自由基共聚，从而在聚合物链段上引入各种各样的硅氧烷基团。

已经采用乳液聚合技术制备了含有不同硅氧烷基团的水性分散体(乳液)[2-8]。

由于硅氧烷单体视烷基的不同而有不同的水解活性，所以，不同的硅氧烷单体参与乳液聚合的难易程度各不相同。

异丙氧基硅烷衍生物和丁氧基硅烷衍生物因为有明显的空间位阻效应，能够经受常规的乳液聚合条件而不发生明显的水解反应。

丙烯酸酯乳液改性方法的研究进展万凯;张婉容;朱超;张禹;冯波;艾照全【摘要】The present progresses of acrylate coatings modified by epoxy resin,organic fluorine,organic silicon,polyurethane,nanometer materials etc.were reviewed in this paper,and the development of acrylate modification was also prospected..%综述了环氧树脂、有机氟、有机硅、聚氨酯以及纳米粒子改性丙烯酸酯的研究现状与进展,并对丙烯酸酯改性的发展进行了展望.【期刊名称】《粘接》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P57-60)【关键词】丙烯酸酯;乳液;改性;研究进展【作者】万凯;张婉容;朱超;张禹;冯波;艾照全【作者单位】有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062;有机功能分子合成与应用教育部重点实验室,湖北大学化学化工学院,湖北武汉430062【正文语种】中文【中图分类】TQ331.4丙烯酸酯类共聚物乳液是指由丙烯酸酯类或甲基丙烯酯类与其他乙烯基酯类单体进行乳液聚合所得到的产物[1]。

以丙烯酸为主要原料合成的丙烯酸酯树脂不仅具有良好的耐候、耐碱、耐化学品性能和粘接性能，且成本低廉，在建筑物外墙涂料和胶粘剂等方面得到了广泛应用[2]。

水性羟基丙烯酸分散体的最新研究进展张心亚;黄浩炜【摘要】The waterborne hydroxyl acrylic dispersion is an important component of aqueous two-component polyurethane (2K-PU),which affects the dispersibility of polyisocyanate in water phase,diffusion and crosstinking of film and the final properties of coating.The progress of the preparation process of waterborne hydroxyacrylic acid dispersion including solution polymerization process,neutralization emulsification process and solvent removal process and the research of waterborne hydroxyacrylic acid dispersion with high solid content,low viscosity,high hydroxyl value and low viscosity,addition of acrylic functional monomer and fluorine silicon modification was reviewed.And finally the development trend of waterborne hydroxyacrylic dispersion was presented.%水性羟基丙烯酸分散体是水性双组分聚氨酯(2K-PU)的重要组成部分,影响着多异氰酸酯在水相的分散性、成膜过程中的扩散与交联以及涂膜的最终性能.本文综述了水性羟基丙烯酸分散体的制备工艺(包括溶液聚合、中和乳化及溶剂脱除)和水性羟基丙烯酸分散体的性能改进(包括高固含低黏度、高羟值低黏度、丙烯酸类功能单体的加入及氟硅改性)方面的研究进展,并展望了水性羟基丙烯酸分散体未来的研究方向.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2017(047)009【总页数】6页(P75-80)【关键词】水性涂料;丙烯酸分散体;双组分聚氨酯【作者】张心亚;黄浩炜【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4随着涂料中VOC排放控制的日益严格，溶剂型涂料的使用受到前所未有的限制，无VOC或低VOC的环保涂料受到人们重视，高性能、无醛和交联型水性涂料得到快速发展［1－2］。

含功能性单体的阳离子型丙烯酸酯乳液聚合研究马凤国;孟凡磊;徐丽丽【摘要】The cationic acrylate emulsion with functional monomers was prepared by pre-emulsified semi-con-tinuous seeded emulsion polymerization method. The effects of emulsifier systems,initiator systems,fuctional mon-omers on the polymerization process and the stability of emulsion were investigated. The results showed that the emulsion exhibited suprior stability when using AIBA as the initiator and hydroxyropyl acrylate as the functioal monomer.%以预乳化种子半连续乳液聚合法制备了阳离子型聚丙烯酸酯乳液。

探讨了不同的乳化体系和聚合工艺对乳液性能的影响；功能性单体种类及功能性单体的添加方式对乳液聚合及乳液稳定性的影响。

实验表明，采用种子半连续乳液聚合方法，以AIBA为引发剂，使用丙烯酸羟丙酯( HPA)为功能性单体，并以后滴加方式加入时，制得乳液性能较好。

【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2016(045)002【总页数】7页(P5-11)【关键词】阳离子型聚丙烯酸酯乳液;乳化体系;聚合工艺;功能性单体【作者】马凤国;孟凡磊;徐丽丽【作者单位】山东省烯烃催化与聚合重点实验室，橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室，青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛266042;山东省烯烃催化与聚合重点实验室，橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室，青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛266042;山东省烯烃催化与聚合重点实验室，橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室，青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ331.4+7功能性单体可提高乳液聚合稳定性，改善合成乳液的应用性能等优势。

羟基丙烯酸树脂的合成与改性研究李昶红;陈建;李薇【摘要】以过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)和过氧化二苯甲酰(BPO)作为引发剂,巯基乙醇(AMSD)作为相对分子质量调节剂合成了一种涂料用高固体分羟基丙烯酸树脂.研究了不同温度、不同引发剂体系对树脂黏度以及机械性能的影响.试验结果表明:TBPB用量为50份,AMSD用量为10份时,合成的羟基丙烯酸树脂黏度最低,机械性能最好;用合成的羟基丙烯酸树脂配漆,其铅笔硬度为3H、划格法附着力≤2级,耐MEK(甲乙酮)擦拭性>100次,漆膜外观平整光滑、无流痕.【期刊名称】《上海涂料》【年(卷),期】2019(057)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】羟基丙烯酸树脂;合成与改性;过氧化苯甲酸叔丁酯;过氧化二苯甲酰【作者】李昶红;陈建;李薇【作者单位】湖南工学院材料化学与工程学院,湖南衡阳 421002;衡阳师范学院化学与材料科学学院,湖南衡阳 421008;衡阳师范学院化学与材料科学学院,湖南衡阳421008【正文语种】中文【中图分类】TQ630.60 引言丙烯酸树脂作为一种性能优异的热固性树脂，其制品早已广泛应用于各行各业［1-3］。

但由于我国丙烯酸树脂的合成技术水平普遍较低，远落后于国外，且合成的丙烯酸树脂固含量低，综合性能较差，可挥发性有毒溶剂含量高，对环境危害大，所以早期使用的丙烯酸树脂逐渐被淘汰［4-6］。

羟基丙烯酸树脂是以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等硬单体和丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等软单体以及丙烯酸羟乙（丙）酯、甲基丙烯酸羟乙（丙）酯等含羟基的功能单体为原料，在分子链调节剂的作用下，经自由基聚合制备的一种新型丙烯酸树脂［7-13］。

该树脂不仅固含量高，而且体系黏度低，易于施工［14-15］。

本研究致力于使用不同的引发剂体系配合等量的相对分子质量调节剂合成一种高固体分、低黏度、机械性能优异的羟基丙烯酸树脂，通过对引发剂体系和树脂性能的对比，确定了最佳的合成配方，从而得到了性能优异的羟基丙烯酸树脂。

乳化剂在乳液聚合中起着关键性的作用。

可是，乳化剂一般为亲水性小分子化合物，残留在乳液中使胶膜出现孔隙而不完整，因而造成耐水性、耐污性和光泽差。

乳化剂易迁移和吸附在界面而影响涂膜的附着力和光泽，乳化剂有起泡性，因而制成的产品易产生泡沫。

为了克服以上弊端，国内外一直致力于开发无皂乳液聚合技术。

无皂乳液聚合是指不加乳化剂(更确切地说不加常规小分子乳化剂)或加入微量乳化剂(小于其临界胶束浓度)的乳液聚合过程。

涂料和胶粘剂用乳液要求固含量较高，电解质等水溶性物质含量低，稳定性好。

无皂乳液稳定性差，合成固含量高的无皂乳液十分困难。

为了提高无皂乳液及其聚合的稳定性，国内外进行了大量的研究。

提出了许多方法，如采用水溶性单体共聚，采用反应性表面活性剂或大分子乳化剂，加人难溶无机固体粉末或有机溶剂等。

但笔者认为具有工业应用前景的方法主要是前3种。

本文将介绍这3种方法.</P><P> 1 采用水溶性单体共聚</P><P><BR> 所用水溶性单体包括羧酸类单体、酰胺类单体、羟基类单体、磺酸类单体和一些阳离子单体。

通过共聚，水溶性单体被键合在乳胶粒表面，形成亲水性水化膜而产生立体效应来维持乳液的稳定，水化膜的形成也降低了乳胶粒和水之间的界面张力。

离子型水溶性单体还使胶粒表面产生电荷，通过静电斥力来维持乳液的稳定。

所用羧酸类单体主要有(甲基)丙烯酸、衣康酸、富马酸以及马来酸；丙烯酰胺类单体有(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺等；羟基类单体主要有甲基丙烯酸羟乙(丙)酯；磺酸类单体主要有苯乙烯磺酸钠、(甲基)丙烯酸乙酯磺酸钠、2-甲基烯丙基磺酸钠、丙烯酰胺甲基丙烷磺酸钠等。

水溶性单体的亲水性、种类、用量、加料方式和羧基单体的中和度对聚合及乳液的稳定性均有影响。

单体的水溶性太大，易在水相发生均聚，生成水溶性电解质，反之，易埋在胶粒内，均不利于无皂乳液聚合。