有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液的合成及表征

采用间歇和种子半连续乳液聚合方法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)共聚乳液,用激光粒度仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、表面张力仪等分析了硅丙共聚乳液和涂层的性能。采用种子半连续乳液聚合和间歇乳液聚合均可得到具有核-壳结构的硅丙共聚乳液。半连续乳液聚合得到的硅丙共聚乳液的粒径较小,粒径分布窄;采用半连续滴加纯丙烯酸酯单体和滴加单体预乳液对共聚乳胶粒子的平均粒径及粒径分布、形态影响不大。采用间歇乳液聚合可使有机硅单体的开环聚合和丙烯酸酯单体的自由基聚合同时进行,获得的硅丙乳液稳定性好,但聚合转化率偏低,乳胶粒子粒径较大,粒径分布较宽。硅丙共聚乳液胶膜的吸水率小于纯丙烯酸酯聚合物乳液胶膜,并随有机硅共聚率的增加而降低;硅丙乳液胶膜的接触角接近有机硅接触角。硅丙共聚乳液涂层整理的织物手感优异,但涂层牢度小于纯丙乳液整理剂。     

n-BMA/MMA共聚核壳乳液的合成研究

通过半连续种子乳液聚合的方法,制备了具有核壳结构的丙烯酸酯聚合物乳胶粒子。采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸酯正丁酯(n-BMA)等单体进行共聚。研究了共聚合过程中,乳化剂浓度、引发剂等对聚合物乳液粒径大小、凝胶量等的影响,并利用动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)和差示扫描量热仪(DSC)对乳胶粒子进行表征。结果表明:核乳液聚合阶段乳化剂浓度增大,乳液粒子的粒径变小,引发剂用量对粒径及分布影响不大;TEM观察到核乳胶粒径大小及变化趋势与DLS测得的结果相一致,并且核乳胶粒子和核壳乳液粒子都呈规则的圆球状,分布均一;DLS测试核壳丙烯酸酯乳胶粒子粒径的变化呈逐渐增长的趋势;DSC测试发现制备的核壳粒子有2个玻璃化转变温度(Tg),验证了胶乳粒子核壳结构的存在。     

氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐乳液共聚转化率和胶乳特性

以十二烷基硫酸钠(SDS)和α-丙烯基烷基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸铵(HS-10)为复合乳化体系、偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为引发剂,采用间歇乳液聚合合成氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐(VC-VAc-MAH)共聚物胶乳,研究了聚合温度、AIBA用量、SDS和HS-10用量及初始单体投料比对聚合转化率、胶乳稳定性和乳胶粒子粒径的影响。结果表明:MAH的加入使胶乳稳定性下降,加入HS-10虽使聚合转化率略有降低,但胶乳稳定性增加;聚合转化率随聚合温度和引发剂用量的增加而增加;当SDS用量为3%(质量分数)时,胶乳稳定,聚合转化率较大;乳胶粒子粒径随着SDS用量的增加而减小,HS-10用量对乳胶粒子粒径的影响较小;随着投料单体中VAc或MAH含量的增加,聚合转化率降低;固定投料单体组成时,共聚物中VAc和MAH含量随转化率的增加而增加。     

可乳化共聚单体AMPS用于超声无皂乳液聚合的研究

将带有乳化作用的磺酸离子基团及反应活性烯键的可共聚单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)用于甲基丙烯酸甲酯(MMA)超声无皂乳液聚合体系,在不加引发剂和乳化剂的条件下合成P(AMPS-MMA)共聚乳胶粒子,对乳胶粒结构、大小、微观形态及乳液的稳定性能进行了研究,并对聚合反应机理进行了探讨。实验结果表明,通过AMPS的引入,可获得粒径为0.93μm左右、分布较窄的乳胶粒子,AMPS在聚合过程中起到了引发和稳定的作用。     

以聚四氟乙烯乳胶粒子为种子的丙烯腈/苯乙烯乳液共聚合

以工业聚四氟乙烯(PTFE)乳胶粒子为种子,进行苯乙烯/丙烯腈(St/AN)种子乳液聚合,研究了单体加入方式、OP-10和十二烷基硫酸钠(SDS)复合乳化剂组成和用量对聚合稳定性、复合乳胶粒子平均粒径及粒径分布和形态的影响。结果表明,单体预乳化半连续乳液聚合稳定性高于间歇乳液聚合,两者又高于单体未乳化半连续乳液聚合;当OP-10/SDS复合乳化剂(OP-10/SDS质量比为2～1/2)用量小于4%质量分率时,采用间歇和半连续乳液聚合得到的复合乳胶粒子的平均粒径均大于PTFE种子;当复合乳化剂用量大于4%质量分率时,复合乳胶粒子平均粒径小于PTFE种子,与St/AN共聚物(SAN)二次粒子形成有关。PTFE粒子呈棒状或鹅卵状,而种子间歇乳液聚合和单体预乳化半连续乳液聚合得到的PTFE-SAN复合粒子均呈球状,PTFE被SAN包覆较完全。     

苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯悬浮-乳液耦合聚合动力学

采用苯乙烯(St)悬浮聚合过程滴加甲基丙烯酸甲酯(MMA)乳液聚合组分,进行悬浮-乳液耦合聚合(SECP), 制备大粒径聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-PMMA)复合粒子.采用¹H NMR分析方法,讨论了SECP动力学特征.St的SECP聚合速率和转化率与悬浮聚合一致;MMA聚合速率决定于乳胶粒子聚合速度和凝并在悬浮粒子表面的速度,聚合速率比常规乳液聚合速率低.由于凝并在悬浮粒子表面的PMMA乳胶粒子不再有乳液聚合特征,MMA在SECP中转化率低于同条件常规乳液聚合.分别得到乳化剂和引发剂浓度与SECP和普通乳液聚合恒速段聚合速率的关系.     

有机硅、云母改性丙烯酸酯互穿网络阻尼材料的制备及性能研究

采用半连续乳液聚合的方法,在以丙烯酸酯类单体为主的二元互穿网络中加入有机硅单体与乳液进行共聚,得到了性能稳定的有机硅丙烯酸酯共聚乳液,并在乳液中加入了无机填料(绢云母)。考察了有机硅单体的用量对合成乳液及其胶膜性能的影响,通过红外光谱分析,证明了有机硅单体和丙烯酸酯单体的共聚。通过透射电镜(TEM)对乳胶粒子的观察,分析了有机硅单体及云母对乳液乳胶粒子形态结构的影响。通过动态粘弹仪(DMA)对材料的动态力学性能进行测试得到,Tanδ>0.3的温度范围为:-65～150℃。     

FeCl2–H2O2体系合成氟硅丙?苯胺共聚乳液的合成及性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为功能单体,通过无皂乳液聚合法合成氟硅丙(FSi Ac)乳液,进而向乳液中加入苯胺(Ani)单体并引入FeCl_2和H_2O_2溶液,通过化学氧化法合成FSi Ac–Ani共聚乳液。讨论了FeCl_2与H_2O_2的物质的量比以及H_2O_2与Ani的物质的量比对乳液固含量、凝聚率、乳胶粒粒径及乳胶涂层接触角、吸水率、附着力和耐蚀性的影响。结果表明,FeCl_2–H_2O_2体系催化可以使Ani在FSiAc乳胶粒子表面聚合,当FeCl2与H_2O_2的物质的量比为1∶80,H_2O_2与Ani的物质的量比为2∶1时,共聚乳液固含量最高,凝聚率较小,乳胶粒子粒径约为120 nm,具有明显的核壳结构。电化学阻抗谱和极化曲线测量的结果表明此时乳胶涂层的耐蚀性最佳。该乳胶涂层的水接触角可达98.51°,吸水率为6.51%。     

高固含量的苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物乳液的制备

利用预乳化半连续乳液聚合方法,合成了固含量高达65%的苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸(St/BA/AA)聚合物乳液,并系统研究了固含量、单体配比、乳化剂含量、引发剂浓度、聚合反应温度及功能单体浓度对聚合物乳液主要性能的影响,利用透射电子显微镜对乳胶粒子的微观形态进行了表征。     

N-苯基马来酰亚胺与苯乙烯共聚物乳液的研究

采用种子乳液聚合法制备了N-苯基马来酰亚胺(NPMI)与苯乙烯(St)共聚物乳液,讨论了单体配比对共聚物乳液的聚合稳定性、转化率、流变性、表面张力、粒径大小及分布的影响。结果表明:随着混合单体中NPMI含量的增加,NPMI与St混合单体的转化率降低,聚合物乳液的凝胶量增大,聚合稳定性减弱,黏度逐渐增加。所得共聚物乳液粒径为70~80nm,粒径分布均匀。     

含磷丙烯酸酯乳液的制备及性能研究

以甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯（PAM-100）、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等为单体,采用预乳化半连续乳液聚合法制备了含磷丙烯酸酯共聚乳液。研究了PAM-100用量对单体转化率、乳液稳定性和乳胶粒粒径及分布的影响,并通过红外光谱（FT-IR）和微型燃烧量热分析（MCC）对乳胶膜的结构及性能进行表征。结果表明：PAM-100的加入有利于提高乳液聚合的稳定性及乳胶膜阻燃性能。与纯丙乳液相比,当PAM-100用量为10wt%时,含磷丙烯酸酯共聚乳液的乳胶粒表面Zeta电位绝对值由34.6mV提高至41.3mV,粒径由169nm下降至132nm;同时,含磷丙烯酸酯乳胶膜热释放速率峰值（pHRR）由391.1W/g下降至333.3W/g,到达pHRR的时间由264s推迟至300s。     

氧化还原引发丙烯酸正丁酯乳液聚合

选用过氧化氢二异丙苯-硫酸亚铁氧化还原体系引发丙烯酸正丁酯的乳液聚合,研究了单体进料时间和反应温度对聚合反应速度、乳胶粒子尺寸和分子量的影响。结果表明,固定聚合条件,单体加料时间延长至3h时,粒径由90 nm减小至65nm,分子量降低了38%;当反应温度由20℃升高至70℃时,粒子粒径由95nm减小至65nm,表观聚合反应活化能为29.80kJ/mol。     

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。     

丙烯酸酯含量对水性聚氨酯性能的影响

采用无皂种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液,考察了丙烯酸酯含量对水性聚氨酯乳液粒径、运动黏度、胶膜的耐水性和力学性能的影响。试验结果表明,随着丙烯酸酯含量的增加,复合乳液的粒径增大,运动黏度减小,胶膜的耐水性和拉伸强度提高,但胶膜的断裂伸长率有所降低,适宜的丙烯酸酯用量为40%～50%。     

Secondary nucleation of styrenated hydroxyl-functionalized latexes

In this study, secondary nucleation in emulsion polymerization of butyl acrylate (BA), styrene (St), and 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), was investigated. Different molar ratios of BA and St were used. Average particle size, particle size distribution (PSD), polymerization kinetics, glass transition temperature (T_g), and surface tension were monitored and compared. All synthetic latexes were prepared through seeded semi-batch emulsion polymerization process. Three different BA to St ratios (1:1, 1:2, 2:1) were combined with eight different HEMA contents (0, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 40 mol%) in monomer composition, respectively. In the case of high HEMA content (10–40 mol%) it is found that secondary nucleation is mainly affected by HEMA. Secondary nucleation at low HEMA content (1–5 mol%) is dependent on the BA to St monomer ratio, and consequently a reflection of z-mer hydrophobicity.     

PVA作用下含氟丙烯酸酯共聚乳液的制备与表征

以聚乙烯醇(PVA)为乳化剂,采用Fe2+-H2O2引发体系,以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FM)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要单体进行乳液聚合,制得了阳离子含氟丙烯酸酯多元共聚物乳液。通过FTIR、1HNMR、透射电镜(TEM)、示差扫描量热(DSC)及接触角测试对共聚物结构、乳胶粒径及形态、乳胶膜表面性能进行了研究。结果表明,该乳液的粒子形态呈球形,单分散性良好,平均粒径为90～100nm;随着共聚物中含氟单体质量分数的增加,乳胶膜的表面自由能显著降低;退火处理有助于含氟基团迁移到乳胶膜表面,乳胶膜表面自由能进一步降低。     

乙烯基三乙氧基硅烷/丙烯酸酯共聚乳液的研究

以聚丙烯酸丁酯为种子乳液，将乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）与丙烯酸酯进行乳液共聚，制成了聚合稳定性良好，性能稳定的有机硅／丙烯酸酯共聚乳液，详细讨论了VTES用量对聚合过程稳定性和乳液粒径大小及分布的影响，采用动态光散射法跟踪了聚合过程的粒径大小及分布，采用TEM表征了粒子形态；同时研究了乳液的粘度及乳胶膜的耐水性能，结果表明：乳胶粒的平均粒径随聚合时间的延长逐渐增大，乳胶粒呈球形，具有核壳结构，随着VTES用量的增加，乳液聚合的稳定性变差，乳胶粒的平均粒均增大，乳液的粘度增加，乳胶膜的吸水率减小。     

单体配比对丙烯酸酯环保型塑溶胶性能的影响

采用乳液聚合方式制备丙烯酸酯乳液用于环保型塑溶胶主料：通过调整单体比例,考查了单体配比对塑溶胶性能的影响．用粒度仪对乳液粒子的粒径及其分布进行了分析,通过TEM观察了粒子的分布情况及验证了粒径大小：用DSC表征了单体配比对塑溶胶玻璃化转变温度的影响,并研究了塑溶胶的应力应变性能。结果表明,反应单体比例（以mn-BMA／mMMA计算）中甲基丙烯酸正丁酯（n=BMA）含量多时塑溶胶的断裂伸长率高,甲基丙烯酸烯甲酯（MMA）含量多时塑溶胶强度高,mn-BMA／mMMA=6／4最合适、     

原位乳液聚合制备聚合墨粉用含蜡苯丙复合乳液及其性能研究

采用核壳乳液聚合的方法,以苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸为共聚单体,原位制备了聚合墨粉用含蜡苯丙复合乳液。探讨了巴西棕榈蜡用量对单体转化率、凝聚率、复合乳液粒径及其分布、Zeta电位、共聚物的玻璃化转变温度以及相对分子质量及其分布的影响。结果表明,巴西棕榈蜡的加入对聚合稳定性影响不大;随着其用量的增加,乳液粒径、Zeta电位、聚合物玻璃化转变温度降低,而相对分子质量增大。当其用量为3%(wt)时,聚合物具有较适宜的Tg和相对分子质量,分别为65.9℃和89,000。