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《四川大学》 2001年
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丙烯酸酯乳液聚合用高分子乳化剂的合成及其在乳液聚合中的应用

汪地强  
【摘要】: 研究了四类高分子乳化剂的合成及其在丙烯酸酯乳液聚合中的应用。它们分别是在水相中合成的聚(丙烯酸丁酯/丙烯酸)、聚(苯乙烯项烯酸)以及聚(丙烯酸丁酯/苯乙烯/丙烯酸)和以乙醇为溶剂合成的聚(丙烯酸丁酯/丙烯酸)。讨论了单体/介质比、pH值、pH值调节剂、单体比例、引发剂用量和聚合方式对高分子乳化剂的合成和性能的影响,并探讨了乳化剂种类、乳化剂用量、乳化剂复配以及高分子乳化剂的结构对聚(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯)乳液性能和乳液涂膜耐水性的影响。 结果表明:在水相中不能合成出有效的高分子乳化剂聚(苯乙烯/丙烯酸)。当使用氢氧化钠为pH值调节剂、pH值为近中性、引发剂用量为单体重量的0.5~O.6%、丙烯酸丁酯与丙烯酸的比例在35/65~45/55之间,并且采用间歇法将单体混合进行反应的方法,可在水相中合成出性能较好的高分子乳化剂聚(丙烯酸丁酯/丙烯酸),其水溶液最低表面张力可达38mN/m,临界胶束浓度值可达1.0×10~(-2)g/ml,对丙烯酸酯单体的乳化稳定性好。当丙烯酸比例为65%,丙烯酸丁酯的比例在10~30%之间时,或者当丙烯酸比例为60%,丙烯酸丁酯的比例在15~35%之间时,可以合成出对丙烯酸酯单体具有良好乳化稳定性的高分子乳化剂聚(丙烯酸丁酯/苯乙烯/丙烯酸))但其溶液性能却不佳。以乙醇为溶剂,可合成出具有较好性能的高分子乳化剂聚(丙烯酸丁酯/丙烯酸),其水溶液最低表面张力可达40mN/m,临界胶束浓度值可达1.0×10~(-2)g/ml,对丙烯酸酯单体的乳化稳定性好。 用上述几种高分子乳化刑(或与低分子非离子表面活性剂复配)作为丙烯酸酯乳液聚合的乳化剂,除聚(苯乙烯/丙烯酸)外,均能制备出具有良好稳定性 的聚(丙烯酸丁酚甲基丙烯酸甲酯淖液,通过透射电镜观察,乳液的乳胶粒粒 径分布均匀。所合成的高分子乳化剂都能不同程度的提高乳液涂膜的耐水性, 而以在乙醇溶剂中合成的P田A/AA撮佳。当乳化剂用量为单体重量的3O/O时, 所制备乳液涂膜的吸水率最低可达4%左右。较之以常规乳化剂十二烷基硫酸酯 钠盐(K;。)和壬基酚聚氧乙烯醚门’X-10)复配所制各的同种乳液涂膜25%的 吸水率有明显的提高。
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