丁苯乳液共聚合动力学的研究

本文详细考察了高转化率下各种因素对丁苯乳液共聚合速率的影响。以过硫酸钾为引发剂,岐化松香皂和硬脂酸钾的混合物为乳化剂,正十二硫醇为链转移剂,在5升不锈钢高压釜中进行了丁苯乳液共聚合实验。随着乳化剂和引发剂浓度的增大、乳化剂中硬脂酸钾相对量的增加以及温度的升高,聚合速率均加快;加入少量电解质可以提高聚合速率;加入少量硫醇与完全不加硫醇相比,聚合速率有很大提高。另外,还发现氧对聚合有明显的阻聚作用、水油比对单体转化速率影响不大。同时理论推导了乳胶粒数随时间的变化关系,并在自由基聚合机理,乳胶粒中单体浓度连续下降等假设的基础上推导了高转化率下乳液聚合的数学模型,对于丁二烯、苯乙烯共聚体系,模型计算值与实验值能较好的吻合。     

VAc-BA-AA三元乳液共聚合研究

用 (NH4) 2 S2 O8-Na2 SO3氧化还原体系引发醋酸乙烯 (VAc) -丙烯酸丁酯 (BA) -丙烯酸 (AA)三元乳液共聚合 ,研究了引发剂、乳化剂、聚合反应条件对聚合转化率 ,乳液粘度和乳液稳定性的影响。实验结果表明体系动力学与经典 Smith-Ewart的乳液合理论不一致。反应速率 (Rp)随着乳化剂浓度的增加而增大 ,乳液的稳定性受乳化剂浓度的影响。聚合温度、引发剂浓度、丙烯酸的浓度对三元共聚乳液的稳定性也有影响     

丙烯酸酯反相微乳液聚合动力学

对以甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯混合单体为连续油相、十二烷基硫酸钠为乳化剂、丙烯酸为反应性助乳化剂构建的反相微乳液体系,以偶氮二异丁腈引发微乳液聚合,系统考察了引发剂浓度、乳化剂浓度、助乳化剂浓度、水相质量分数及反应温度对表观聚合速率的影响.讨论结果表明,微乳液聚合中液滴成核相当重要,聚合速率随体系中引发剂浓度、丙烯酸浓度、水相质量分数及聚合温度的升高而加快,随体系中乳化剂浓度的增大而降低,并得出动力学关系式,且聚合反应表观活化能为114 kJ•mol^-1.     

VAc／BA／AA乳液共聚反应动力学研究

用丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸（AA）对醋酸乙烯酯（VAc）进行共聚改性,制备了稳定的VAc／BA／AA共聚乳液。研究了该聚合体系的动力学特征,讨论了乳化剂浓度（CE）、引发剂浓度（C1）和反应温度（T）对聚合速率和单体转化率的影响。实验结果表明,乳液聚合速率随着CE、C1和T的增加而增大;单体转化率随着CE和C1的增加而增大,在75℃时转化率有最大值;得到该共聚乳液体系的表观活化能Ea=64．4kJ·mol^-1;聚合反应速率Rp^∝CE^0.45C1^0．76该式与经典的乳液聚合动力学模型有较大偏差。     

丙烯腈与丙烯酸乙酯乳液共聚合及其表征

用氧化还原引发体系在低温下研究了丙烯腈与丙烯酸乙酯的乳液共聚合。考察了聚合温度、乳化剂浓度和分子量调节剂浓度对聚合的影响 ,结果表明 ,随温度升高 ,乳化剂浓度增大 ,单体转化率和分子量增大 ,乳液更稳定 ;链转移剂十二烷基硫醇浓度增加 ,分子量显著降低 ,转化率有所降低 ,表明十二烷基硫醇在调节分子量的同时也起着缓聚剂的作用。用激光粒径分析仪考察了 2 0℃时聚合过程中乳胶粒子大小的变化 ,发现聚合过程的成核和增长均在胶束中进行的。用凝胶渗透色谱法研究了十二烷基硫醇对聚合物分子量的影响 ,发现聚合时加入分子量调节剂 ,活性链寿命较短并呈单峰分布 :聚合时不加入分子量调节剂 ,活性链寿命较长并呈双峰分布。 DSC结果表明 ,随聚合体系中软单体含量增加 ,共聚物的玻璃化温度降低。     

苯乙烯/丙烯酸丁酯交联体系乳液聚合动力学研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,过硫酸钾(KPS)引发苯乙烯/丙烯酸丁酯(St/BA)乳液共聚,加入二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、聚丁二烯生胶(PB)作为交联剂,研究了聚合温度、引发剂浓度、乳化剂浓度、单体配比对聚合速率的影响。实验结果表明,共聚体系的表观活化能为70.67kJ/mol,聚合初始速率与引发剂浓度的0.43次方、乳化剂浓度的0.56次方和单体BA的0.49次方成正比。     

苯乙烯／甲基丙烯酸β羟乙酯乳液共聚合研究

采用十二烷基硫酸钠为乳化剂,将甲基丙烯酸羟乙酯／苯乙烯进行乳液共聚。研究了单体配比、引发剂浓度、单体浓度、乳化剂浓度、反应温度等因素对聚合速率（Rp）的影响。结果表明,聚合速率随着引发剂浓度、乳化剂浓度、单体浓度、反应温度的增加而增加．随着单体HEMA配比的增加而增加。该体系的表观活化自由能为73．36kJ／mol,Rp=K[M]^1.24[I]^0.61[E]^0.24。     

反相乳液五元体系淀粉接枝共聚反应动力学

研究了在淀粉/单体/乳化剂/油/水五元反相乳液体系中引发淀粉和丙烯酰胺接枝共聚反应的动力学,考察了引发剂和乳化剂浓度、单体和淀粉浓度、反应温度等因素对表观聚合速率的影响.结果表明：在本实验考察范围内单体浓度和淀粉浓度对聚合速率影响明显,聚合过程中快速链终止和慢速链终止反应同时存在,动力学关系式为：R_p∝［I］^0.93［M］^1.28［St］^1.47［E］^0.61,聚合速率随体系温度的升高而加快,在35～55℃范围内,聚合反应的表观活化能为82.01 kJ•mol^-1.     

N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯腈/α-甲基苯乙烯乳液共聚动力学

以十二烷基硫酸钠（SDS）为乳化剂，过硫酸钾（KPS）引发剂引发N-苯基马来酰亚胺／苯乙烯／丙烯腈／α-甲基苯乙烯（PMI／St／AN／α-MeSt）进行四元乳液共聚，考察了聚合温度，引发剂浓度，乳化剂浓度，α-MeSt浓度对聚合速率的影响。结果表明，共聚体系的表观活化能为84．14kJ／mol，聚合初始速率同引发剂浓度的0．46次方和乳化剂浓度的0．57次方成正比。乳化剂浓度8．4mmol／L，引发剂浓度1．8mmol／L，聚合温度75℃，聚合1h，85℃熟化2h是较为合理的反应条件。α-MeSt的浓度对聚合速率有很大的影响，应控制在0．35mol／L以下。     

溶液/乳液二次聚合制备单分散微米级交联聚苯乙烯微球的研究

尝试一种不同于以往传统方法合成单分散微米级 (6-1 0μ)交联聚苯乙烯微球—溶液 /乳液二次聚合法。研究了引发剂、溶剂、交联剂、稳定剂、乳化剂含量对聚合物微球粒径的影响 ,得出最佳的反应条件。研究发现粒径随引发剂和交联剂浓度的增加而增大。随介质水用量的增加而增大 ,随乙醇用量增加而减小 ,随稳定剂和乳化剂浓度的增加而减小。     

纺丝油剂乳液组成对乳液性能的影响

为探究酯类乳液组成对乳液性能的影响,以月桂酸聚氧乙烯酯(LAE-9)和聚乙二醇二油酸酯(DQA)作为乳化剂,以油酸酯QA(简称Q)为平滑剂制备了Q质量分数为30%以上的纺丝油剂乳液体系,并对其乳液粒径、浊度和润湿性能进行了研究。结果表明:在不同乳化剂配比下,随Q含量的增大,相应制得的乳液粒径逐渐减小,达到最小值后突然增大;亲油乳化剂DQA的比例越大,出现最小粒径的Q浓度越大;乳液浊度与平均粒径大小呈正相关,即粒径越大,浊度越大;乳液浓度存在一临界值,小于此临界浓度时,乳液在丙纶表面的接触角随乳液浓度的增大而迅速减小,超过此浓度后,乳液浓度对接触角的影响变小,并且Q含量的增大和乳化剂亲水亲油平衡值的增大均会导致乳液润湿性变差。     

无皂羧基胶乳的制备

讨论了反应性乳化剂ω-十一烯酸钠(SUA)浓度、体系酸碱度,以及种子聚合方法对甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯无皂乳液聚合物胶粒大小(w)、数目(Np)及其表面羧基分布的影响。实验表明,增大SUA浓度,可以减小胶粒w,提高乳液的稳定性,但不能增大胶粒表面的羧基分布。随体系pH值提高,羧基分布增大,w出现极小值。种子聚合的成效,取决于SUA浓度及引发剂的水溶性。     

有机硅改性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的研究

以十二烷基硫酸钠、OP-10为乳化剂，采用预乳化的方法，将甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷（KH-570）-丙烯酸酯-聚氨酯进行乳液共聚，制得了稳定的聚合物乳液。采用红外光谱、透射电镜对共聚物结构及其乳胶粒子形态进行了表征；研究了KH-570的用量，反应温度、pH值对共聚反应聚合速率的影响。结果表明：采用乳液共聚法合成的聚合物分子链七带有硅氧烷基团；乳胶粒子为粒径在50-100nm之间的球形粒子；体系聚合速率随KH-570用量的增加而降低；随体系温度的升高而增加；KH-570的引入明显提高了涂层的耐水性。     

草桥稠油O/W乳状液的稳定性与流变性研究

采用OP-10作乳化剂,制备了油水体积比为7:3的草桥稠油O/W乳液.通过显微镜观察和流变实验研究了乳化条件对乳液流变性的影响.随着乳化剂浓度的提高(0.5%～5%),乳滴直径减小而乳液黏度先减小,再增大.当乳化剂浓度≤4%时,乳液为简单的牛顿流体;增大乳化剂浓度到5%将导致乳液转变为非牛顿流体.随着乳化温度的提高(40～70℃),乳液黏度和液滴直径均减小而乳液始终为牛顿流体.随着乳化强度的提高,乳滴直径减小而乳液黏度增大,乳液逐渐从简单的牛顿流体转变为非牛顿流体.此外,通过稳定性评价实验,考察了乳化条件和水相盐浓度对乳液动、静态稳定性的影响.乳液静态稳定性随乳化剂浓度、乳化温度的提高明显提高,随盐浓度的提高而变差;随着乳化强度的提高,在低乳化剂浓度下(1%)制备的乳液的静态稳定性变差,而在高乳化剂浓度下(3%)制备的乳液的静态稳定性提高.乳液动态稳定性随乳化剂浓度的提高得到改善,随水相盐浓度和价态的提高而变差.     

丙烯酸酯微乳液聚合动力学研究

从动力学角度分别考察了引发剂（AIBN），助乳化剂（丙烯酸）以及乳化剂（SDS）浓度对反相微乳液聚合速率及转化率的影响。实验表明，随着微乳液体系中引发剂，乳化剂，助乳化剂浓度的增大，其相应的最大聚合速率的变化不是线性变化，而是存在一个峰值。     

氯乙烯与甲基丙烯酸- 2-羟乙酯乳液共聚研究

对氯乙烯5甲基丙烯酸-2-羟乙酯(VC-HEMA)乳液共聚的稳定性、动力学和组成控制进行了研究。发现:由于反应过程中HEMA主要分配在水相,对乳化剂十二烷基硫酸钠有强烈增溶作用,并存在HEMA水相聚合,使乳液聚合稳定性随HEMA/H2O比增大而降低。随投料单体中HEMA含量增加,共聚速率和聚合转化率降低。得到了VC-HEMA共聚竞聚率为rVC=0.0123,rHEMA=18.53,乳液共聚表观竞聚率r'VC=0.341,r'HEMA=4.29。VC-HEMA间歇乳液共聚得到的共聚物组成极不均匀,采用多步添加HEMA的半连续乳液共聚,合成了组成较均匀、HEMA质量分数在10%以下的共聚物。     

苯丙乳液聚合中粒径及稳定性的影响因素研究

以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂、过硫酸铵(APS)为引发剂和碳酸氢钠为缓冲剂,采用种子乳液聚合法合成了苯丙乳液,并探讨了各因素对乳液粒径和聚合稳定性的影响。研究结果表明:聚合温度升高虽会提高单体转化率,但也会降低乳液的聚合稳定性;当m(SDS)∶m(OP-10)=2∶1、w(打底乳化剂)=30%(相对于总乳化剂质量而言)、w(引发剂)=0.6%和w(缓冲剂)=0.3%(均相对于总单体质量而言)时,乳液的聚合稳定性相对较好;总乳化剂含量和打底单体含量是粒径的主要影响因素,乳液粒径随前者含量增加而下降,随后者含量增加而增大。     

N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯腈/ɑ-甲基苯乙烯乳液共聚动力学

以十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,过硫酸钾(KPS)引发剂引发N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙烯腈/ɑ-甲基苯乙烯(PMI/St/AN/-ɑMeSt)进行四元乳液共聚,考察了聚合温度,引发剂浓度,乳化剂浓度,-ɑMeSt浓度对聚合速率的影响。结果表明,共聚体系的表观活化能为84.14 kJ/mol,聚合初始速率同引发剂浓度的0.46次方和乳化剂浓度的0.57次方成正比。乳化剂浓度8.4 m mol/L,引发剂浓度1.8m mol/L,聚合温度75℃,聚合1 h,85℃熟化2 h是较为合理的反应条件。-ɑMeSt的浓度对聚合速率有很大的影响,应控制在0.35 mol/L以下。     

聚甲基丙烯酸甲酯预聚物作为助稳定剂的细乳液聚合速率研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)预聚物为助稳定剂、十二烷基硫酸钠为乳化剂、十六醇为助乳化剂和过硫酸钾为引发剂,研究甲基丙烯酸甲酯(MMA)的细乳液聚合反应速率.考察乳化剂浓度、助乳化剂浓度、引发剂浓度、预聚物浓度、预聚物分子量以及反应温度对聚合速率的影响.结果表明:聚合速率RP随着乳化剂浓度或反应温度的提高而增加,随着助乳化剂浓度的提高而减小,引发剂浓度对RP影响不明显.在相同条件下,加入预聚物的细乳液体系聚合速率RP在聚合反应前期比常规细乳液有明显提高:PMMA(MH=520000)浓度为2×10-3mmol·L-1时,RP的最大峰值为1.84×10-2mol·L-1·min-1.预聚物PMMA在MMA细乳液聚合体系中,可以提高聚合速率和增加体系稳定性.     

核壳结构聚硅氧烷/丙烯酸酯复合乳液(Ⅰ)乳化剂对乳液聚合过程及粒径分布和粒子形态的影响

采用种子乳液半连续法合成了具有高有机硅含量的聚硅氧烷/丙烯酸酯核壳结构复合乳液,研究乳化剂的种类、复配比例及质量浓度对有机硅／丙烯酸酯壳核乳液性能与乳胶粒径、分布和结构的影响.结果表明：阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基磺酸钠(SDS-2)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)所合成的乳胶粒子粒径依次增大,SDS与非离子型乳化剂OP-10复配使用时,随OP-10质量分数的增加,聚合速率和转化率降低,化学稳定性增加,乳胶粒子粒径增大,分布变宽,确定了复合乳化剂的最佳配比.随复合乳化剂浓度的增加,聚合速率加快、转化率增加,乳胶粒子粒径减小而分布加宽.通过改变乳化剂加入方式可减小乳胶粒子的粒径分布.为减少壳层聚合物新粒子的产生,需严格控制乳化剂的浓度,使加入的壳层单体处于“饥饿”状态,在乳胶粒子表面富集、引发聚合,形成表层“过渡层”,最终形成核壳结构复合粒子.