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《浙江大学》 1996年
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醋酸乙烯—丙烯酸丁酯乳液聚合核壳形态动力学研究

孙培勤  
【摘要】:核壳型复合乳液的使用在工业上现正在向多方面扩展。对于核壳结构形成的理论研究近年来也取得了较大的进展。1986年Sundberg提出了用界面自由能最小作为核壳最终形态的判据,十年来已得到了广泛的承认。1995年Gonzalez提出了簇迁移动力学,首次模拟出了PSt/PMMA体系核壳形态形成过程随时间变化的关系。1996年又将之推进到PSt/PMMA反应过程核壳形态演化的模拟。这项工作对Delacal 1990年提出自由基分布决定最终形态、并用VAc-BA间歇共聚形态的模拟更从原则上向前推进了一步,掀开了核壳形态动力学研究新的一页。本文选定VAc-BA体系作为研究对象,目的在为簇迁移动力学提供第二个研究实例,并把它的应用从两阶段种子聚合推广到共聚体系形态研究之中。由于和Delacal模拟实例相同但出发点不同,故也有便于作进一步的讨论。 在为此目的设计的实验中,首先研究了以VAc和BA分别作为种子、加链转移剂和不加链转移剂的两阶段小种子聚合的四组实验。用电镜和玻璃化温度测定证明,四组实验都得到BA为核,VAc为壳的核壳复合结构;测定并建立了简化的动力学方程式。然后用簇迁移动力学的方法,对四组实验核壳演化过程进行了数学模拟,得知小种子比大种子更易形成核壳结构,正向核壳比反向核壳更易形成,加链转移剂后,粘度降低,更易形成核壳结构,并证明了该方法可以成功地使用于这一体系,使用直接测定的动力学参数弥补了Gonzalez因无动力学实验参数而使用估计值的不足。 在模拟计算过程中,对簇迁移动力学作了讨论和必要的补充,以便于簇迁移动力学更方便地使用。认为簇是高分子链的密集体,簇的形成是微观相分离的开始,它有一定的数目和大小。在设初始微小簇的总体积是原种子体积的1%后,对反应体系的模拟制定了统一的基础和标准,对模拟中初始簇的大小,数目的关系进行了研究。初始簇随机地分布在乳胶粒中。在模拟中,增大簇的体积、减少簇的数目与减少簇的体积、增大簇的数目是等效的。 在第二部分实验中,进行了不同加料速率下由充溢态到饥饿态四组VAc-BA半连续共聚实验,建立了动力学方程式。由所得的动力学参数用簇迁移动力学方法模拟了试验结果,并对孔祥正,周晓奇的实验结果进行了模拟。随着加料
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1996
【分类号】:O643.1;O631.5

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