苯乙烯无皂乳液聚合的研究

【摘要】： 单分散、大粒径高分子聚合物微球因其具有比表面积大、吸附性强、凝聚作用强等性质，在色谱分离、标准计量、医学免疫、生物工程、分析化学、情报信息、化学工业及微电子等领域里有着极其广阔的应用前景。 传统的高分子聚合物微球的制备方法有：乳液聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法等。而用无皂乳液聚合的方法可以制备的高分子聚合物微球表面洁净的单分散性微球，并可消除乳化剂对环境的污染，是最新研究的热点。尤其是在涂料及胶粘剂领域。本论文通过无皂乳液聚合法合成了聚苯乙烯微球，证实了无皂乳液聚合法是制备亚微米级单分散聚苯乙烯微球的有效方法。 为使制备方法更完善，得到大小可控的单分散微球，本论文研究了无皂乳液聚合体系中聚合单体、引发剂、电解质离子强度、反应温度等因素对制得的聚苯乙烯微球的粒径、粒径分布影响种因素对微球粒径的影响，探讨了制备稳定的均分散无皂亚微米级聚苯乙烯微球的条件。最后对苯乙烯无皂乳液聚合反应进行了初步的动力学研究。 1、以苯乙烯为单体，过硫酸钾作引发剂，氯化钠为电解质进行无皂乳液聚合。研究了影响因素对微球粒径和分散性的影响，结果如下：在其它条件不变时，微球粒径随单体浓度的增大而增大；引发剂浓度增加，微球粒径呈减小趋势；随离子强度的增大，微球粒径呈增大的趋势；当反应温度为65℃～85℃之间时，无皂乳液聚合法可以制备出单分散性的聚苯乙烯微球，并且微球粒径随温度升高，呈先减小后增大的趋势。 2、在制备乳液的基础上，研究了无皂乳液聚合反应的动力学。通过实验知：苯乙烯无皂乳液聚合反应符合一般的自由基共聚反应机理，其反应动力学方程可表示为：Rp=k·[KPS]~(1.75)·[St]~(1.46)·[NaCl]~(0.61)．并通过改变聚合反应的反应温度，求得反应的活化能Ea=129KJ·mol~(-1)。