新型有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备及性能

为了解决常规有机硅单体在乳液聚合反应中易水解的问题,通过γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和三甲基氯硅烷间的取代反应合成了一种难水解的新型有机硅单体γ-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷,再以其和丙烯酸酯类单体为原料,采用种子乳液共聚法合成了高硅含量有机硅-丙烯酸酯复合共聚乳液。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)对新型有机硅单体进行了结构表征,利用红外光谱、表面接触角测试、热失重分析、拉伸测试等表征了乳液及乳胶膜性能。结果表明:新型有机硅改性丙烯酸酯乳胶膜比纯丙烯酸酯乳胶膜在耐水性、耐热性及力学性能等方面均有显著提高。     

有机硅-丙烯酸酯共聚复合乳液的结构、形态及性能

利用红外光谱及扫描电镜对合成的有机硅氧烷-丙烯酸酯共聚复合乳液的化学结构、粒子形态进行了研究。结果表明,所合成的有机硅-丙烯酸酯复合乳液为一具有核壳形态结构的新型乳胶液,其核／壳问存在化学键合。通过与纯丙乳液和硅-丙共聚复合乳液薄膜性能分析与比较,发现有机硅-丙烯酸酯共聚复合胶乳膜在耐热老化性、耐水性及力学性能上有显著提高。     

聚丙烯酸酯材料改性技术概况

聚丙烯酸酯是一类由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的高分子聚合物,它具有良好的力学性能、耐候性能和耐酸碱性能,其制备工艺简单,成本低廉,被广泛用作皮革涂饰、建筑涂料和木材的成膜材料.但由于纯聚丙烯酸酯的抗菌性能、力学性能和热稳定性能较差,限制了其应用范围,因此,可通过化学改性和结构设计改善其性能.利用环氧树脂改性丙烯酸酯得到的环氧丙烯酸酯兼具两者的优点,拥有良好的耐候性和热稳定性.目前环氧树脂改性丙烯酸酯主要有三种方法:物理共混法、酯化改性法、接枝共聚法.聚氨酯一般由异氰酸酯和含活泼氢的化合物聚合而成,可分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯.聚氨酯丙烯酸酯复合乳液固化涂膜具有优异的耐高温性能和机械加工性能,已被广泛应用于油墨、涂料、胶粘剂等领域.聚氨酯改性的方法有:物理共混法、复合共聚法、核壳共聚法、互穿聚合物网络法.氟聚合物材料具有很多优异的性能,如极低的表面能、优异的稳定性.将含氟基团引入丙烯酸酯乳液中,在固化成膜过程中,含氟基团会向膜表面富集,保护其内部结构,从而获得了性能优异的丙烯酸酯树脂.有机硅是一类无机有机高分子,可以用来连接无机物与有机物.有机硅改性丙烯酸酯的主要方法有:缩聚法、自由基聚合法、硅氢加成法、互穿网络法等.纳米材料的发展也对聚丙烯酸酯的改性起到了积极的作用,纳米材料改性聚丙烯酸酯既可以弥补乳液本身的不足,也具有纳米粒子的优良特性,目前常用的纳米粒子主要有ZnO、Fe3 O4、Al2 O3、TiO2等.本文介绍了采用环氧树脂、聚氨酯、有机氟、有机硅和纳米粒子对聚丙烯酸酯进行改性的研究进展,综述了近年来这些改性物质的结构特点、改性方法、改性性能等方面的研究成果,并对其发展方向进行了分析和展望.     

基于超分子概念的乳化剂对硅丙核壳乳液聚合行为的影响

以八甲基环四硅氧烷(D4)、LD-10为成核单体,NQ-71为交联剂,SDS、SDBS、OP-10为乳化剂,采用种子乳液半连续法合成聚有机硅/丙烯酸酯核壳结构复合乳液.首次将核壳乳液合成与超分子化学的概念结合,讨论了乳化剂种类、复配比例及质量浓度对聚有机硅/丙烯酸酯核壳乳液性能及复合粒子的粒径分布和形态的影响.结果表明:在核壳型硅丙乳液的合成中引入超分子化学概念,对乳化剂的选择民、复配及质量浓度的确定具有重要的理论指导意义,为核壳乳液的合成提出了新的思考途径.     

高性能有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液的研究

本文在合成聚丙烯酸酯乳液过程中利用有机硅氧烷（KH-570）对其进行了改性，得到了硅丙乳液。研究了软硬单体配比、有机硅单体种类与用量、有机硅单体（KH-570）加入方式等对冬成硅丙乳液性能的影响，找出了合成种子乳液与硅丙乳液的最佳工艺参数，合成的硅丙乳液的耐候性、耐水性等性能更加优良，可广泛应用于内外墙涂料中。     

AMPS稳定的有机硅丙烯酸酯无皂乳液共聚合研究

以过硫酸钾/亚硫酸氢钠为氧化还原体系,合成了由表面活性单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)稳定的硅丙无皂乳液.考察了表面活性单体用量、反应温度、以及有机硅加入顺序等对乳液聚合和乳液性能的影响.当有机硅先加时由于生成大量凝胶反应无法顺利进行;有机硅后加可以得到稳定的硅丙乳液.采用红外光谱分析表明,有机硅氧烷与丙烯酸酯发生了共聚反应.有机硅的加入使共聚物的耐水性、耐热性提高.     

有机硅氧烷-丙烯酸酯乳液聚合物的制备与应用

介绍了有机硅氧烷-丙烯酸酯乳液聚合物的三种制备方法(共混乳液、共聚乳液和复合乳液)及各种乳液的性能特点,简述了它在涂料、胶粘剂等方面的应用.     

辐射引发种子乳液聚合制备硅氧烷/丙烯酸酯共聚乳液

采用^60Co γ-ray辐射引发种子乳液聚合法合成了聚有机硅氧烷(PSI)／丙烯酸酯共聚物乳液。通过TEM和IR分析对复合粒子微观形态和产物结构进行了表征,同时对乳胶膜的力学性能做了研究。结果表明,通过辐射引发PSI种子乳液聚合,制得了具有核壳式结构的P(SI—BA—MMA)共聚乳胶粒子。随着PSI含量的增加,复合乳胶膜的力学性能显著增强。     

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性丙烯酸酯乳液的研究

采用单体后滴加的方法，用γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性丙烯酸酯乳液进行改性，通过乳液共聚合成了丙烯酸酯－有机硅共聚物，对合成工艺进行了初步探索，通过红外光谱，DSC分析对产物进行了表征，研究了不同有机硅含量对共聚产物力学性能，吸水率的影响，证实了丙烯酸酯－有机硅共聚物比纯丙烯酸酯具有更优良的力学性能和耐水性。     

有机硅氧烷改性丙烯酸酯乳液技术研究进展

多官能团有机硅功能单体对丙烯酸酯乳液改性研究主要包括物理共混和化学共聚法,本文对有机硅改性丙烯酸酯乳液的研究方法进行了系统的综述.     

D4/D4Vi阴离子开环乳液共聚动力学及乳胶粒径

采用阴离子开环乳液聚合法制备了聚硅氧烷共聚乳液,研究了反应条件对共聚动力学及乳胶粒径的影响。结果表明,初始恒速阶段的表观动力学方程为Rp=k[E]0.18[KOH]0.59[M]0.75,表观活化能为52.77 kJ/mol。乳胶粒径随反应温度升高而变小,粒径分布在80℃出现最小值。随[KOH]的增大,乳胶粒径变大,粒径分布变宽。复合乳化剂质量浓度[E]在不同范围内对乳胶粒径及其分布的影响不同,当[E]<0.0572 g/mL时,随[E]增大,乳胶粒径变小,粒径分布变窄;当[E]>0.0572 g/mL时,乳胶粒径反而变大。     

八甲基环四硅氧烷的乳液离子开环聚合反应

采用乳液离子开环聚合手段制备了聚有机硅氧烷乳液。考察了聚合过程中乳化剂和催化剂的种类、用量对八甲基环四硅氧烷(D4)的转化率及聚合过程中粒子大小变化的影响,并用气相色谱、气相色谱-质谱联用手段分析了聚合过程中单体及副产物含量的变化情况。实验结果表明,当使用非离子型乳化剂时,D4不能开环聚合;而当使用离子型乳化剂时,可有效实现开环聚合;不同类型的乳化剂和催化剂呈现不同的聚合特点;在D4的阴、阳离子催化开环聚合过程中,均发生back-biting现象,但后者更为显著。     

PBA/PMMA型核壳结构增韧剂的合成及表征

采用传统乳液聚合、无皂乳液聚合及其扩径聚合的方法,得到了粒径从０．０７８ｕｍ至１．３８ｕｍ的窄分布的ＢＡ（丙烯酸丁酯）为主单体的ＰＢＡ橡胶核,然后,进行ＰＭＭＡ的壳层种子接枝乳液聚合,得到ＰＢＡ／ＰＭＭＡ核壳结构胶乳,乳液经破乳过滤干燥后得到核壳结构增韧剂,发现随着橡胶相交联剂用量的增加,ＰＢＡ胶粒表现双键含量增加;核壳复合粒子表观羧基的含量可以用电位滴定法获得。实验表明,进行壳层混合单体（ＭＭＡ、ＭＡＡ）接枝时羧基主要分布在胶粒的浅层;核壳比对复合粒子的形态有较大影响。利用ＬＳ激光粒径仪测得胶粒的大小及其分布;同时,ＴＥＭ照片显示了核壳粒子的形态和尺寸。     

细乳液聚合法制备聚丙烯酸/聚硅氧烷复合乳液

以聚硅氧烷为助稳定剂，采用细孔液聚合法合成聚丙烯酸／聚硅氧烷复合乳液。研究了乳化剂类型、聚硅氧烷用量、孔液固含量和甲基丙烯酸用量对细乳液聚合动力学和所得乳液性能的影响。研究结果表明：以十二烷基硫酸钠为乳化剂，聚硅氧烷用量为丙烯酸酯单体质量的3．33％～10．0％时，可获得稳定的聚合过程，所得复合乳液的数均粒径在73nm～77nm之间，乳胶膜吸水率低至4．54％～6．75％。透射电镜照片表明，复合乳胶粒内部存在一定程度的微相分离。     

硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂的合成及应用

以多种丙烯酸酯类单体为原料合成羟基丙烯酸树脂,将硅酸乙酯部分水解缩聚制备聚硅氧烷,用硅氧烷对丙烯酸树脂接枝改性,制备出以丙烯酸树脂为主链、以具有水解特性及低表面能的有机硅为侧链的接枝共聚物,以此共聚物为基料,制备自抛光及低表面能复合型防污涂料.采用红外光谱、热重分析对接枝共聚物进行了表征,并测算了共聚物及制备的防污涂料涂膜的表面能.结果表明,合成的接枝共聚物与设计结构相符,其表面能达到23.63 mN/m,可用于防止海生物附着的防污涂料.     

改性硅气凝胶/聚甲基丙烯酸甲酯乳液的制备与性能研究

采用HMDS(六甲基二硅氮烷)改性硅气凝胶,通过乳液聚合法,将改性硅气凝胶与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行聚合,制得改性硅气凝胶/聚甲基丙烯酸甲酯复合乳液,并且讨论了硅气凝胶的表面状态,以及改性气凝胶质量分数对复合乳液性能的影响。结果表明:HMDS可成功修饰于硅气凝胶表面,将改性硅气凝胶与PMMA乳液体系复合,乳液综合性能呈现较为显著的变化。HMDS修饰的硅气凝胶有助于降低乳液的导热系数,加入3%HMDS修饰的硅气凝胶可以使成膜后的乳液具有较低的导热系数。     

刚性粒子在环氧树脂中的增韧行为研究

用乳液聚合的方法合成了一系列具有不同交联程度和带环氧官能团的刚性粒子，并将它们作为环氧树脂的增韧改性剂掺到环氧树脂中，研究了界面层结构对增韧的影响。结果表明：不同交联程度的刚性粒子参入到环氧树脂中，由于粒子与基体结构之间发生了不同程度的分子互穿而表现出不同的增韧效果；刚性粒子表面带环氧官能团后，与基本材料形成了化学键合的界面层结构，对粒子的增韧也十分有利。     

ACR对其接枝VC悬浮树脂材料结构性能的影响

采用多步种子乳液聚合方法合成的核-壳聚丙烯酸酯(ACR)乳液与氯乙烯(VC)进行悬浮接枝共聚,详细讨论了ACR核壳比及乳液粒径对共聚树脂材料力学性能的影响,用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对材料的结构进行了表征。TEM照片显示：ACR高度均匀地分散在PVC基体中,两者相容性较好;当3ACR乳胶粒径约为80nm时,共聚树脂的缺口冲击强度最佳,较纯PVC提高近7倍,试样断面呈现广泛密集的拉丝形貌,表现出材料的优良韧性。     

高固含量共聚物乳液聚合过程研究

合成固含量６５．４％的高固含量ＢＡ／ＭＭＡ／ＭＡＡ共聚物乳液。研究了共聚合过程中乳液胶粒粒径、粒子数、粒子形态、电导、流变性及聚合速率等。结果表明,随着聚合的进行,乳胶粒粒径变大,粒子数减少,粒度分布变宽;体系的粘度呈增大的趋势,固含量在６０％左右时,体系的粘度忽然变大,在单体刚加完时达最大值,保温反应过程中粘度变小;单体与引发剂同步滴加,聚合反应较平稳;此聚合属于无规共聚。     

硅溶胶存在下的聚丙烯酸酯无皂乳液聚合

采用无皂乳液聚合法合成了粒径分布单一的硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液。讨论了硅溶胶对无皂乳液聚合成核过程、乳胶粒粒径及其分布、乳液稳定性的影响。结果表明,硅溶胶的加入减小了乳胶粒粒径,并且对乳液有稳定作用。通过透射电镜(TEM)对复合乳胶粒结构进行观察,表明乳胶粒具有两相复合结构。结合实验结果,提出了该体系无机有机两相复合机理,即无皂乳液聚合初期的聚丙烯酸酯初始微粒不稳定,易与硅溶胶粒子聚并。