硅-丙共聚物纳米乳液的合成条件优化

采用种子半连续乳液聚合法制备有机硅改性丙烯酸酯纳米乳液。以胶膜吸水率和单体转化率为实验指标,通过正交实验得到42%固含量(质量分数,下同)的硅-丙共聚物纳米乳液的最佳合成工艺条件为:反应温度85℃,乳化剂、引发剂、有机硅用量分别占单体质量的3%、0.1%、7%,单体配比m(MMA)∶m(BA)为28∶20。对最优方案所得样品的粒径及其分布分析发现,粒子93%以上小于100nm,平均粒径为71.0nm,粒径分布相对较宽;红外分析及交联度测定均表明有机硅与丙烯酸酯发生了共聚。所得乳液的胶膜具有较低的吸水率,乳液具有较好的钙离子稳定性、机械稳定性、耐热性、稀释稳定性。     

乳化剂对高硅含量硅丙乳液的性能影响

引入乙烯基三异丙氧基硅烷（C-1706）对丙烯酸酯乳液进行改性,选用反应性乳化剂与阴离子乳化剂、非离子乳化剂复配,考察了乳化剂、有机硅单体、反应温度等因素对乳液的性能影响。通过测试乳液的固含量、吸水率、钙离子稳定性、机械稳定性、稀释稳定性、黏度及红外光谱来表征乳液的性能。结果表明：采用后交联的方法制备乳液,当乳化剂总量为4％,有机硅用量为15％时,乳液综合性能最佳。     

大分子乙烯基硅氧烷/丙烯酸酯单体核壳乳液聚合及表征

以甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和聚甲基氢硅氧烷(PMHS)为原料,合成了甲基丙烯酸乙氧基聚甲基氢硅氧烷醚(MEPMHSE)。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,加入合成的硅单体MEPMHSE作为聚丙烯酸酯改性剂进行核壳乳液共聚合,制得平均粒径为135.2 nm,粒径分布窄(PDI=0.045)的有机硅改性的具有核壳结构的聚丙烯酸酯乳液。采用FT-IR、1H NMR对MEPMHSE进行表征,并使用TEM、DSC以及Zeta电位及纳米激光粒径分析仪来表征乳胶粒子的结构与粒径。研究乳化剂的配比、含量以及MEPMHSE的加入量对乳液稳定性、吸水率、凝胶量以及乳液胶膜疏水性的影响。研究结果表明:用MEPMHSE改性的丙烯酸酯乳液胶膜的疏水性得到较大的提高,MEPMHSE添加量为6%时,所得丙烯酸酯乳液胶膜对水的接触角由空白对照样的65°提高到98°。     

阳/非离子乳化剂制备氟改性丙烯酸酯乳液

采用阳离子和非离子乳化剂相复配的乳化体系,以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（FMA）等作为单体,通过半连续法制备了丙烯酸酯共聚物乳液。研究了不同乳化剂的配比对聚合稳定性和乳液的钙离子稳定性的影响,通过吸水率和接触角的测定研究了氪单体的用量对乳胶膜耐水性能的影响,并用透射电子显微镜（TEM）观察了乳胶粒子的形态。结果表明,采用非／阳离子乳化剂质量比为2．5：1的复合乳化体系,可制备出稳定的含氟丙烯酸酯共聚物乳液;添加一定量的氟单体对体系进行改性,能使乳胶膜的表面能和吸水率降低、对水的接触角增大。     

苯乙烯—丙烯酸丁酯胶乳的制备及扩大试验

通过引入活性单体合成了苯乙烯－丙烯酸丁酯胶乳,并进行了扩大试验。讨论了乳化剂用量和类型对胶乳稳定性及粒径的影响。结果表明,胶乳的钙离子稳定性取决于非离子乳化剂的用量和类型,负离子乳化剂的用量和类型影响胶乳的粒径。用补加引发剂的方法可以提高单体的转化率。生产的胶乳可以用于制备内外墙乳胶漆。     

纳米硅溶胶改性聚硅氧烷微乳液的研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷对纳米硅溶胶进行表面改性,使其表面接枝上可反应的乙烯基官能团,以过硫酸钾作为引发剂,与乙烯基有机硅单体、丙烯酸酯类单体进行原位聚合反应制备纳米硅溶胶改性聚硅氧烷微乳液。系统研究了聚合温度、乳化剂对聚合反应过程中乳液稳定性、乳胶膜吸水率以及乳胶粒子粒径的影响,结果表明:聚合过程中反应温度分别控制在80℃、90℃,转化率最高;烷基聚氧乙烯醚(AEO)与十二烷基苯磺酸钠(LAS)质量比为1.5∶1~2∶1,乳化剂用量为1.5%~2.0%时,制备的乳液稳定性最好,乳胶膜的吸水率低于3%,与其他共混乳液、聚硅氧烷乳液相比,吸水率显著降低;透射电子显微镜(TEM)观察结果显示:乳液中存在以纳米SiO2为核、聚硅氧烷聚合物为壳的结构形态,与共混乳液相比,改性乳液中游离的纳米SiO2粒子数大大减少。     

双端乙烯基聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯的合成及其性能研究

采用自制的双端乙烯基聚硅氧烷(diVi-PDMS)改性聚丙烯酸酯,通过细乳液聚合制得有机硅改性聚丙烯酸酯乳液。研究了传统乳化剂(SDS:O-10/可聚合乳化剂(V-20S)配比及用量,有机硅单体分子量对聚合稳定性、乳液性能、胶膜性能及涂料印花性能的影响,并用红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等对聚合物的结构和性能进行测定和表征。结果表明:乳化剂配比为1.5:1:1、用量为6%时,聚合稳定性及乳液稳定性良好,乳液粒径小,分布窄,且相比传统乳化剂,复配可聚合乳化剂明显提升胶膜的力学性能;随着diVi-PDMS分子量的增大,胶膜交联度降低,耐水性降低,力学性能变差,涂料印花织物耐摩擦牢度变差,当diVi-PDMS分子量为约为1 600时,胶膜水接触角为94.9°,吸水率为7.39%,印花织物干、湿摩擦牢度可达4级,手感柔软。红外分析表明产物为有机硅改性聚丙烯酸酯,DSC和TG分析表明经改性后聚合物的玻璃化温度降低,热分解温度提高,耐热稳定性增强。     

有机硅改性丙烯酸乳液性能的研究

采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和丙烯酸羟基酯等单体通过种子乳液聚合方法进行共聚,合成了有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液,考察了有机硅单体用量对乳液机械稳定性、热稳定性、电解质稳定性和冻融稳定性的影响,同时还考察了乳液胶膜的机械性能和吸水率改进。     

丙烯酸酯乳液的合成及改性研究

以丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸(AA)为功能单体、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为交联单体和十二烷基硫酸钠(SDS)/乳化剂(OP-10)为阴/非离子型复合乳化剂,采用核/壳种子乳液聚合法制备了丙烯酸酯共聚乳液;然后在壳层聚合时寸加入HEMA,并用乙烯基有机硅进行改性,制得硅丙乳液。结果表明:当m(SDS):m(OP-10)=3:2、w(复合乳化剂)=3.4%、w(引发剂)=0.82%、w(HEMA)=3.5%、聚合温度为80℃以及聚合中期加入6.8%乙烯基硅油至壳单体中时,硅丙乳液及其胶膜的稳定性、耐水性和力学性能俱佳。     

有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备及表征

以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、八甲基环四硅氧烷(D4)、丙烯酸酯类单体为原料,制备了有机硅改性丙烯酸酯乳液.考察了乳化剂配比、有机硅用量对乳液及乳胶膜性能的影响,并用红外光谱、凝胶渗透色谱、透射电镜进行了表征.结果表明KH-570先与低聚体D4开环预聚,再与丙烯酸酯类单体进行自由基聚合,可得到有机硅改性丙烯酸酯乳液;当有机硅占单体总质量的9%,其中m(KH-570)∶m(D4)=1∶9,m(MS-1)∶m(AEO)=2∶1时,乳液的黏度、凝胶率和乳胶膜的硬度随有机硅用量的增加而增大,乳胶膜的吸水率则降低;乳胶粒表面光滑均一,呈规则的圆球状,平均粒径为100 nm,其重均摩尔质量Mw=1.75×104g/mol,摩尔质量分布Mw/Mn=1.3.     

影响硅丙微乳液乳胶粒粒径的因素

采用常规的阴离子及非离子型乳化剂制得了带有蓝色荧光的半透明O/W硅丙微乳液。讨论了聚合方法、乙烯基二甲基乙氧基硅烷用量、乳液固含量对硅丙微乳液乳胶粒粒径及其分布的影响。结果表明,采用高温乳化种子乳液聚合法制备硅丙微乳液,所需乳化剂用量少、总反应时间短,所得粒子粒径小、分布窄;当乙烯基二甲基乙氧基硅烷用量为单体总质量的30%时,乳胶粒的粒径最小;当乙烯基二甲基乙氧基硅烷用量为单体总质量的40%时,乳胶粒的粒径分布最窄;当乳化剂质量分数为5%、乙烯基二甲基乙氧基硅烷质量分数为30%、乳液固含量达37·5%时,微乳液乳胶粒的平均粒径为57·7nm,聚合分散系数为0·084。     

稳定的阳离子型聚合物纳米粒子胶乳的研制

以甲基丙烯酸甲酯 ( MMA)和丙烯酸乙酯 ( EA)为主单体 ,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵( DMC)为功能单体 ,分别采用 4种阳离子乳化剂和阴离子引发剂过硫酸铵 ( A PS)进行自由基乳液共聚合。探讨了乳化剂种类和用量、聚合温度及加料方式对乳胶粒大小、胶乳稳定性和胶膜耐水性的影响。研究发现 ,当采用十六烷基三甲基氯化铵 ( 16 31)作乳化剂 ,用量为 1.75%～ 2 .0 % ,聚合温度为 70℃ ,采用种子半连续法可以成功研制出粒径为 57.5nm、稳定的耐水性较好的阳离子型聚合物纳米粒子胶乳     

耐指纹涂层用聚合物乳液成膜物的制备与性能研究

以丙烯酸酯类为主要单体,环氧树脂和有机硅大分子乳液为改性剂,R303为主要乳化剂,通过乳液聚合方法合成了耐指纹涂料用聚合物乳液成膜物,讨论了乳化剂、环氧树脂和有机硅对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,采用阳/非离子复合乳化体系可以制得酸性环境下使用的聚合物乳液,涂膜烘烤过程中活泼的环氧基团与其它基团的交联会大幅度提高涂膜的耐腐蚀性和硬度,有机硅参与聚和后会进一步改善涂层的耐水耐腐蚀性,当m(R303)∶m(OP-10)为3∶1,E-51质量分数为10%,乙烯基有机硅乳液质量分数为5%时,合成的乳液成膜物有较好的综合性能。     

有机无机杂化物作乳化剂的苯丙乳液制备及其性能表征

A poly (St-co-BA) latex was successfully synthesized by using an organic-inorganic hybrid compound (OIHC), an aliphatic carboxylate sodium/nano-silica composite, as the emulsifier, and investigated by particle size analyzer, transmission electron microscope (TEM), optical contact angle measurement (OCA) and dynamic mechanical analyzer (DMA). It was found that the protective agent, sodium polyacrylate (PA),could obviously improve the polymerization stability and the functional monomer, glycidyl methacrylate (GMA), could enhance the store stability of the latex. The particle size of poly(St-co-BA) latex decreased and then leveled off as OIHC content increased. TEM shows that the prepared polymers were a~:tually organic-inorganic nanocomposites, and these films have better waterproof property than those prepared by traditional poly(St-co-BA) latex or organic silicone modified poly(St-co-BA) latex. The nanocomposite polymer has much higher glass transition temperature than organic silicone modified poly(St-co-BA) polymer containing the same organic silicone content.     

高固含量核壳型丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为软单体,采用半连续种子乳液聚合方法合成了具有核壳结构的高固含量(不挥发物质量分数≥50%)丙烯酸酯乳液。采用红外光谱(FT-IR)、激光粒度仪(LPA)、透射电镜(TEM)等检测手段对产物进行了表征,同时考察了乳化剂的用量及复配比、引发剂、交联剂以及核单体中软单体含量对乳液性能的影响。结果表明:软﹑硬单体发生了共聚反应;乳液粒径分布较窄,核层聚合时适当加入少量BA,乳液的稳定性能明显提高,复合乳化剂m(SDS)∶m(OP-10)为2∶1且质量分数为3%,引发剂KPS质量分数为0.5%,交联剂EGDMA质量分数为2%时可制得性能较好的乳液。     

有机硅表面活性剂在苯丙乳液合成中的应用

通过硅氢加成反应合成了有机硅表面活性剂(PSS),将其用作非离子型乳化剂,采用半连续预乳化聚合法制备了苯丙乳液。采用红外光谱和能谱分析对PSS进行结构表征,并测出其CMC为4.53×10-6 mol/L,浊点61～62℃。考察了PSS用量(即其质量占单体质量的百分数,1%～5%)对苯丙乳液性能的影响。结果表明:当w(PSS)=4%时,乳液聚合单体转化率可达98.65%,凝胶率降至0.87%,制成的苯丙乳液乳胶膜吸水率降至9.51%,消泡时间为18 s,比非硅乳化剂(烷基酚聚氧乙烯醚,OP-10)制成的苯丙乳液表面张力低,消泡时间短,乳胶膜吸水率低、拒水性好。     

软模板法制备单分散中空有机硅微球

通过硅氧烷单体在碱性条件下的水解-聚合反应,制备出了单分散乳液,研究了乳化剂HLB、反应时间、乳化剂用量、单体用量等因素对乳液的影响。然后以该乳液为模板、有机硅为壳层进行包覆,得到了中空微球。采用纳米粒度及Zeta电位分析仪、SEM、TEM、EDS、FTIR对乳液及中空微球进行表征。结果表明,在室温条件下,反应时间为6h时能够制备出单分散性较好的乳液,通过改变乳化剂用量、单体用量,能够实现对乳液粒径的调控,调控范围346～472 nm。以该乳液为模板进行缓慢包覆,当乳化剂质量分数低于0.003%时,能够得到形貌规整的单分散中空微球,中空微球的主要成分为有机硅。与硬模板法相比,该模板通过乙醇洗涤即可除去,制备过程较为简单。     

环氧树脂改性硅丙乳液的制备及水性涂料的研究

采用半连续单体滴加乳液聚合法制得稳定性好,凝胶率少,转化率高,综合性能良好的环氧树脂改性硅丙乳液。通过实验确定了所需的最佳条件,即阴离子与非离子乳化剂的最佳配比是2∶1,适宜温度78~80℃,引发剂的最佳用量0.7%,有机硅的最佳用量3%,环氧树脂最佳用量7%。并且以环氧树脂E-44改性硅丙乳液为主要成膜物质,制备了水性隔热防腐涂料。经检测,涂料的各项性能均满足国家技术标准。     

可聚合非离子乳化剂对丙烯酸酯乳液性能的影响

采用半连续聚合工艺,使用可聚合非离子乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚(ANPEO10)制备了聚丙烯酸酯乳液,讨论了不同乳化剂用量对乳液性能的影响,并用常规非离子乳化剂壬基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)作对比。结果表明:ANPEO10乳化体系比OP-10乳化体系的反应活化能小、粒径大、粘度变化幅度大;用可聚合乳化剂ANPEO10提高了乳胶膜的耐水性和耐溶剂性。