核壳型苯丙微乳液的合成与性能研究

【摘要】： 微乳液具有粒径小(10～100nm)、分布窄、热力学稳定和涂膜光亮透明等优点,但目前合成的聚合物微乳液大都存在乳化剂含量高、固含量低、耐水性差等缺陷,限制了微乳液工业化的发展。同时,为了形成可与有机溶剂型涂膜的致密度和光泽度相媲美的胶膜,苯丙乳液的微粒化是一个重要条件。本文结合粒子设计以及核壳聚合技术,采用“Winsor I-like”型微乳液聚合法合成了具有核壳结构的苯乙烯-丙烯酸酯微乳液。 ①采用“Winsor I-like”型微乳液聚合法合成出乳化剂含量为2.0%、单体含量为40%、平均粒径35.7nm、多分散性0.196的丙烯酸酯聚合物微乳液。考察了聚合工艺、乳化体系、引发体系和温度等因素对丙烯酸酯微乳液粒径及性能的影响,并通过动态光散射(DLS)对反应机理进行探讨。证明在“Winsor I-like”型微乳液聚合体系中,微乳液聚合场所主要是单体微液滴;聚合过程中,通过单体微滴对乳胶粒不断提供单体,使乳胶粒长大。 ②在以上研究基础上,采用“Winsor I-like”型微乳液聚合法,结合粒子设计概念、核/壳聚合技术,成功地合成了乳化剂含量为2.5%、固含量为45.6%、平均粒径46.2nm、多分散性0.175的核壳型苯丙微乳液。系统地研究了软硬单体比例、核壳单体用量、苯乙烯用量等因素的对微乳液粒径与性能的影响,并引入交联单体二乙烯基苯(DVB)以及N-(羟甲基)丙烯酰胺,提高苯丙微乳液的成膜性能。实验结果表明:交联剂DVB与N-(羟甲基)丙烯酰胺的引入,能有效改善微乳液的成膜性能,使微胶膜的吸水率从10.67%下降至4.32%,室温耐水性达12小时以上不起泡、不发白。 通过与丙烯酸酯聚合物微乳液对比发现,由于核壳聚合技术的引入,苯丙微乳液的固含量,微乳胶膜的附着力、耐水性、硬度以及抗回粘性均得到较大程度提高。