多层核壳乳胶粒子的控制合成及其成膜机理研究

首先采用多步法的聚合工艺,利用壳层交联乳液聚合的方法,制备出具有窄分布、多层核壳结构形态的乳胶粒子。利用TEM、DLS对乳胶粒子进行分析,在TEM照片中,可以清晰地看出乳胶粒子多层核壳结构;乳液粒子的核壳结构进一步被DLS数据所证实,即本乳胶粒子具有多层核壳结构;并且由DLS分析得到乳胶粒子的直径与TEM照片中得到数据相符。利用Horus成膜仪对乳胶粒子成膜过程进行全程监控,从而可以得到成膜助剂的最佳使用量。     

核壳聚合与核壳结构聚合物乳液

对核 /壳乳液聚合机理、方法、工艺以及核 /壳结构聚合物乳液的制备和性能进行了综述 ,重点讨论了各种因素对核 /壳结构聚合物乳胶粒子形态的影响 ,并回顾了核 /壳乳液聚合最新的研究动态。     

聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯核-壳粒子的制备

由种子乳液聚合法制备了聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯核-壳粒子。以过硫酸钾(KPS)为引发剂,辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为乳化剂,合成了聚苯乙烯(PS)种子核;连续滴加甲基丙烯酸甲酯(MMA),在核表面富集MMA,制备了粒径范围在0.16~0.67μm的核-壳粒子;当单体苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯(St/MMA)的比为30∶70(质量比)时,所得粒径在0.18μm,粒径分布为0.012。差示扫描量热(DSC)研究显示,复合粒子的玻璃化转变温度(Tg)为97.2℃,峰形单一,表现出良好的热性能。     

丙烯酸酯核壳纳米粒子的合成及其改性环氧树脂

以丙烯酸丁酯(BA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体和甲基丙烯酸缩水甘油脂(GMA)为官能单体,采用乳液聚合法合成出具有活性结构的BA/MMA/GMA核壳纳米粒子,并以此作为环氧树脂(EP)的增韧改性剂。研究结果表明:当w(核壳粒子)=10%、m(BA):m(MMA):m(GMA)=80:20:10时,与纯EP体系相比,改性EP体系的断裂伸长率提高了42.5%,剥高强度提高了近3倍,25℃和150℃时的剪切强度分别提高了48.6%和31.2%,坡璃化转变温度变化不大;红外光谱(FT-IR)证实,该核壳纳米粒子具有典型的特征吸收峰;透射电镜(TEM)观察结果表明,合成粒子具有纳米级核壳结构。     

核壳型乳胶粒子的表征方法-TEM法

介绍了核壳型乳胶粒子的基本形态结构和常用的表征手段,详细说明了用透射电子显微镜(TEM)表征核壳型乳胶粒子结构的两种情况,即分析透射电子显微镜法、普通透射电子显微镜法(免染色法和选择性染色法),并给出了它们的适用范围.分析透射电子显微镜适合表征所有类型的核壳型乳胶粒子,免染色法只适合表征乳胶粒内各组分对电子束散射能力差别较大的体系,选择性染色法适合于染色试剂能够使乳胶粒子的某一组分发生化学反应的情况.相关的研究者可以根据自己研究体系的具体情况和表征手段的条件,选择用哪种方法来表征乳胶粒子的核壳结构.为从事相关研究的工作者准确地证明乳胶粒子是否确实具有核壳结构提供有益的帮助.     

核壳聚合物粒子对环氧树脂热膨胀系数的影响

采用核壳聚合物(Core-Shell Polymer,CSP)粒子改性环氧树脂,通过红外光谱、热力学分析和扫描电镜研究了CSP粒子对环氧树脂基体热膨胀系数(CTE)的影响。结果表明:CSP粒子壳材料分子链中的羰基在环氧树脂固化过程中可与环氧分子侧链上的羟基形成氢键作用,从而加强了核壳聚合物粒子与环氧树脂的界面作用。随着CSP粒子质量分数的增加,改性环氧树脂基体的玻璃化转变温度呈下降趋势;相对于纯环氧树脂,改性环氧树脂在玻璃化转变温度下的CTE呈现先下降后上升的趋势,添加质量分数为0.5%的CSP后,其CTE值降低了12.88%。但在玻璃化转变温度上的热膨胀系数均高于纯环氧树脂。     

核壳结构聚合物复合粒子的合成与表征

过去几十年,由于核壳结构聚合物复合粒子在合成聚合物材料的抗冲改性和增韧、涂料、粘合剂等诸多领域的成功应用而备受关注。本文综述了核壳结构聚合物复合粒子的制备方法,从热力学和动力学２ 个方面探讨了形成核壳结构聚合物复合粒子的条件,介绍了该类粒子的表征方法。     

核壳型复合高分子乳液乳胶粒子形态学

系统阐述了核壳型复合高分子乳液乳胶粒子形态方面的研究进展。探讨了单体亲水性、聚合工艺、加料方式、引发剂、聚合场所的粘度、种子交联度、聚合温度及反应体系pH值等对乳胶粒子形态的影响。介绍了热力学研究的概况 ,并通过计算界面自由能变化最小来控制和预测粒子的形态。讨论了粒子核壳结构对乳液性能的影响 ,如最低成膜温度 ,核壳结构在热处理后机械、光学性能的变化。总结了用来表征乳胶粒子核壳结构常用的手段 ,包括透射电镜法 (TEM) ,扫描电镜法(SEM) ,示差量热扫描法 (DSC) ,最低成膜温度法 (MFT)以及通过测定两阶段聚合物中羧基的分布来确定粒子的形态等     

醋酸乙烯的种子核／壳乳液聚合研究

用聚氯乙烯种子为核进行了VAc的核／壳乳液聚合，测试了乳胶粒子的平均直径和聚合物的玻璃化温度，发现该PVC／PVAc核壳聚合乳胶粒子有不同于均聚合物的两相结构，测试了乳液的应用性能。     

中空聚合物乳胶粒子的制备

研究了在制备中空乳胶粒子的过程中,复合乳液（苯乙烯（Ｓｔ）－丙烯酸丁酯（ＢＡ）－甲基丙烯醛（ＭＡ））进行种子聚合时,Ｓｔ／ＢＡ的质量比和ＭＡ的用量对胶乳粒子的空径、粒径和表面羧基质量摩尔浓度的影响。实验结果表明,当Ｓｔ／ＢＡ的质量比为１９,ＭＡ质量分数为单体的５．６％时,形成的乳胶粒子的空径最大。     

种子聚合法制备PS/PAA核壳微球的研究

设计制备了以疏水性聚苯乙烯(PS)为核、以亲水性聚丙烯酸(PAA)为壳的PS/PAA核壳结构复合微球。首先利用无皂乳液聚合法制备了亚微米级的PS微球,再以其为种子,利用种子无皂乳液聚合法制备PS/PAA核壳微球。在种子聚合阶段,选用AIBN当引发剂,经过红外光谱(IR)表征,表明当使用油溶性引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),使其最终形成PS/PAA核壳结构微球。这种方法解决了亲水性较强的单体在以水为介质时在PS微球溶于少量的苯乙烯(St),并在引发聚合之前经过充分的吸附溶胀,可使亲水性单体AAc在PS种子微球表面聚合生成壳层,解决表面不容易直接聚合生成壳层的问题。     

具有核壳相反转特性的丙烯酸酯/硅氧烷共聚乳液的合成

以丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，八甲基环四硅氧烷和适量γ－甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷为原料，以过硫酸铵和十二烷基苯磺酸为复合引发催化剂，采用一步乳液聚合法（即自由基共聚与缩聚反应同步进行），制成了涂料用，具有核壳结构的丙烯酸酯（核）／硅氧烷（壳）共聚乳液，考察了聚合温度，硅氧烷用量，乳化剂种类，乳液放置时间对共聚物乳胶粒形态及其粒径的影响，结果表明，乳液放置一定时间后，乳胶粒结构发生相反转，最终变成以聚硅氧烷为核，聚丙烯酯酯为壳的热力学稳定结构。     

环氧改性苯丙乳液的制备与性能研究

采用半连续种子乳液聚合法制得环氧改性苯丙乳液。研究了环氧树脂、功能单体、引发剂、乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明：环氧树脂用量为单体总量的9％,丙烯酸用量为单体总量2％,硅烷偶联剂A151用量为单体总量的1．5％,引发剂用量为单体总量的0．5％,乳化剂用量为单体总量4％的时得到的乳液具有优良的综合性能。     

改性丙烯酸-环氧树脂纳米乳液的制备及应用

介绍了水性丙烯酸-环氧树脂纳米乳液的制备及其在油罐防腐工程中的应用,讨论了亲水侧链聚乙二醇相对分子质量大小对涂膜性能的影响,乳化剂各组分用量的改变对乳液粒径的影响。     

乳液聚合法制备中空乳胶粒的研究

采用多段乳液聚合法制备了聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸)/聚(苯乙烯-丙烯腈)核壳乳液,然后用碱溶胀处理得到了单分散性较好的中空聚合物微球.以透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对各阶段乳液聚合的胶粒大小和分布以及形貌行了表征.研究了种子乳液聚合反应时间、搅拌速度、单体滴加速度等因素对中空聚合物微球的形态及粒径分布的影响.结果表明:当单体的滴加速度控制在0.1～0.2g/min,搅拌速度控制在80～120 r/min时,可以制备中空形态较好的中空聚合物微球.     

Core/Shell PBA/PMMA‐PGMA Nanoparticles to Enhance the Impact Resistance of UV‐Cured Epoxy Systems

Crosslinked core/shell PBA/PMMA‐PGMA particles are prepared by emulsion polymerization and dispersed into a UV‐curable cycloaliphatic epoxy resin in the range of 5–15 wt%. The presence of the particles does not significantly affect the UV curing process: a slight decrease of final epoxy group conversion is attributed to an increase in the viscosity when CS‐GMA is added to the photocurable formulation and to an enhanced vitrification effect. The presence of the particles does not modify the T_g of the cured materials, while an enhancement of impact resistance is observed that does not depend on the particle content. FESEM micrographs for epoxy reinforced with core/shell particles indicate a plastic void growth of the epoxy polymer and shear yielding toughening mechanism.

     

环氧改性丙烯酸乳液涂料的研制

采用三元复合乳化剂体系和核壳乳液聚合工艺,制得环氧树脂改性的苯丙乳液。研究了乳化剂、反应温度、环氧树脂的用量、三乙烯四胺固化剂对环氧改性苯丙乳液综合性能的影响,确定了适宜的反应条件和配方。     

一种丙烯酸改性乳化环氧树脂的制备与研究

提供了一种制备改性环氧树脂乳液的新方法,以丙烯酸酯类为聚合性单体,加入环氧树脂,利用乳液聚合方法制成了环氧树脂含量达50％的丙烯酸酯改性环氧树脂乳液。通过测试交联度,证明环氧树脂确实参与了聚合反应。同时,还对乳化剂、功能性单体以及环氧树脂含量对乳液稳定性、产品收率、吸水性以及各项力学性能的影响问题进行了研究,得出：丙烯酸对环氧树脂的聚合交联起到了决定性的作用,丙烯酰胺的引入大大提高了乳液的稳定性和力学性能,环氧树脂含量越多产品性能越接近纯环氧树脂,聚合应采用阴、非离子复合乳化剂。     

氧化还原引发体系对多层核壳结构ACR乳液聚合的影响

采用多步乳液聚合方法合成多层核壳结构的ACR树脂。用过硫酸钾/亚硫酸氢钠体系作为氧化/还原引发体系,研究了氧化剂和还原剂用量的不同及氧化还原引发体系的加入方式对ACR的转化率、乳胶粒的粒径和PVC/ACR共混物加工流变性能的影响。实验结果表明:氧化剂和还原剂用量增加后,乳液聚合各个阶段的转化率提高,乳胶粒的粒径变大,明显改善了共混物的加工性能。过量的还原剂起阻聚和缓聚作用,采用分阶段加入氧化还原引发剂有利于提高转化率。     

自交联含氟乳液与水性环氧树脂共混乳液自分层的研究

为制备出高性能、低成本的含氟树脂,在优选出环氧固化剂的基础上,将含氟乳液与环氧乳液共混,研究了共混乳液间表面张力差、共混工艺、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)用量对共混树脂自分层的影响。控制好这些影响因素,利用光电子能谱(XPS)、差示量热扫描(DSC)对共混乳胶膜进行了表征、分析。结果表明,成膜时树脂会产生自分层,表层富集含氟树脂,底层则以环氧树脂为主,中间依靠两种树脂中的反应基团形成过渡层,这样得到的涂膜具有优异的表面性能和良好的附着性能,经一次涂装就能达到底表合一的效果,乳胶膜的附着力达到了1级。该研究成果已顺利通过中试。