水溶性聚合物对乳液聚合体系的影响——大学毕业论文答辩讲稿
水溶性聚合物对乳液聚合体系的影响
第一章课题意义
其实做这个实验的原因不只为环保，它对于指导我们进行乳液聚合也有重要意义。
为什么环保呢？从何说起？
我们生活中很常见的东西——油墨（可拿物品举例），让我们首先了解一下油墨组成：
水性油墨的成分：水性高分子乳液（连接料）、颜料、表面活性剂、水及其他添加剂组成
溶剂型油墨：溶解载体是有机溶剂，如甲苯、乙酸乙酯、乙醇等，而水性油墨的溶解载体是水和少量的醇(约3％～5％)。
水性油墨环保特点：1.对大气环境无污染；2.减少印刷品表面残留毒物，保证食品卫生安全；3.减少资源消耗并降低环保成本；4.提高了作业环境的安全性，保障接触操作人员的健康。
1、这里提到了酸值的问题，我们知道酸值越大越有利于颜料分散
（当然并非越大越好，太大会使一些不耐酸的颜料不稳定，也会使油墨偶尔不随墨斗辊转动，甚至油墨堆积在印刷机墨辊上，特别是印刷速度加快后，油墨的色调较浅或深浅不一），
2、提高酸值的可以添加水溶性聚合物（PC）
3、但是大量添加水溶性聚合物会使乳液稳定性发生变化
4、所以这个课题的实验目的就是要考察动力学规律，从而加强对水溶性聚合物参与的乳液聚合的调控性。
第二章水溶性聚合物稳定机理
保护作用定义：水溶性聚合物对聚合物乳液的稳定作用称为保护作用。
那么稳定的机理又是什么呢？
通过文献知道了可能的机理如下：
稳定机理：乳液稳定性是水溶性聚合物物理吸附和化学接枝吸附在乳液胶粒上的共同结果。
1、水溶性聚合物在引发剂的作用下产生大分子自由基或降解产生稍小的自由基，它们在水相中与单体发生自由基反应形成具有双亲性质接枝或嵌段聚合物，在乳胶粒表面吸附。
2、长链水溶性聚合物本身在乳胶粒表面吸附赋予乳胶粒稳定性。
（强调内容）这里我在物理吸附下加了个下划线，因为这次课题采用的水溶性聚合物是喊羧基的水溶性聚合物，没有双键，所以本实验的机理很可能是物理吸附机理，当然这只是可能。
有人也许会问到：
既然水溶性聚合物参与乳液成膜，克服了小分子乳化剂所产生的弱边界层对涂膜性能的不良影响，那么是不是水溶性聚合物越多越好呢？
答案：当然不是，单体在保护胶体上的吸附有一个度的限制，适当的吸附有利
于提高乳液的稳定性，但是过度的吸附可导致乳液产生凝胶。
所以说了解乳液聚合过程中水溶性聚合物的作用机理和特点对于指导我们进行乳液聚合具有较大意义。
第三章实验内容
这部分没什么太多内容可以说，大家都知道乳液聚合的基本方法，就是这些东西反应（指PPT），这里采取的是一次性投料，不是那种“饥饿式”的分批加料，就是在这个基础上又分别改变条件进行了不同的实验，当然这里的条件就是改变这些东西的含量，像温度什么的都没变（75摄氏度）
我们最终测了粒径、粘度，观察了稳定性，利用重量法算出了转化率（差重法，固含量/理论固含量）
下面我们对这些内容分别介绍下：
第四章数据处理与分析
1、我们先说粘度：其实我们看图不难看出这粘度没什么变化，主要是因为固含量太低了。
有人为难时候说：但是一般做理论研究一般都是用较低固含量的，太高不好（测的其他结果不好，）
2、下面我们看一下乳液稳定性表格：
不加水溶性聚合物时候，乳液制备过程中都会产生凝胶。
通过一段时间之后观察。
加入保护胶体后，含量（占单体与PC之和的含量）在5-20%时候稳定性很不好30-60%稍有沉降
EHA的加入以及改变KPS或者SDS含量对乳液稳定性影响不是很大
当然了这些都是在这个实验的条件下的结论。
3、下面我们说下粒径（重点之一）
对于经典乳液聚合：
1、由N=k（ρ/μ）2/5（a s s）3/5可知N p∝[S]0.6[I]0.4
其中N为胶粒数，k为常数，ρ为自由基生成速率（相当于引发剂速率），μ是
为一个乳化剂分子所具有的表面积，s为乳化剂浓度，I 胶粒体积增加速率，a
s
为引发剂浓度。
2、由M=ρV=N pρ（Πd p3/6）可知N p∝1/d p3=d p-3
从而应该有[S]0.6[I]0.4/d p-3=常数
（主要）：之前我们说过我们想知道加入保护胶体后，反应的机理是不是还是符合乳液聚合的机理，我们可以通过这个方法来解决。
（1）好了，下面我们来看一下不同条件下的粒径分析
我们通过这个表能看出随着反应进行粒径在变大。
看这张图，在反应时间13-48分钟时候分布变宽了
下张图我们能看到48-364分钟分布先变宽又变窄了。
这主要是因为：我们采取的是一次性投料，也就是说引发剂被我一次性放进去了，开始时候引发剂在水中分解成为初级自由基，引发溶于水中的微量单体称为短链自由基，他们被增溶胶束捕捉，引发其中的单体聚合成核，就是所谓的胶束成核。
开始的时候形成核的大小不一，所以说分布变宽，但是到反应后期，那些较小的核容易与自由基继续引发反应，所以粒径分布后来变窄了。
（2）下面看下水溶性聚合物对粒径影响
PC增多，粒径变大，可能是由于PC物理吸附在胶束上面。
粒径分布没什么规律。
下面这张图这个峰可能是水溶性聚合物分子的粒径分布范围，当然不排除出是单体大液滴的可能。
（3）EHA对粒径影响没测出来
（4）SDS对粒径的影响
SDS多，粒径变大了，这点与正常规律相违背，当然我们这里加入了保护胶体，通过粒径分布能看到在SDS=3%时候分布最窄（都是经验）
（5）KPS对粒径影响
KPS少，粒径大符合正常规律
粒径分布在KPS=0.8%时候最窄
4、下面我们说下转化率（重点之一）
1、单纯的BA/ST体系的转化率图是这样的。
2、这是加入EHA的图：
EHA越多反应越慢（EHA疏水，从大液滴到胶束中间的水对它的阻碍作用大）
3、加入PC的：
水溶性聚合物含量少的时候变化不是很明显，当含40-60%时候能看出，PC 越多反应越慢，可能是由于PC的物理吸附使自由基疏水端接触增溶胶束内部进行反应的阻力变大（自己备个小图随时看）
4、在PC为30%时，加入EHA的：
EHA占0-20%时候变化趋势很小（a）
EHA占30-40%能看出明显的减速效果（b）（可能由于之前说的阻碍作用）为什么在无PC时候0-20%变化趋势会很明显呢？
而在含有PC后0-20%变化不是很明显，这说明了什么？
上面三条曲线也证明了这个观点，第四条主要是BA多的原因，最下面一条是由于EHA的原因（不问不说：EHA太多时候可能不再是乳液聚合，而是稀乳液聚合）
5、EHA为10%时候加入PC
PC越多反应越慢。
这可能还是由于之前解释的那个阻碍作用。
6、含有PC时改变KPS
在一定范围呢，KPS越少反应越慢
（不问不说：我感觉KPS太多了，自由基之前电荷的排斥作用变大，可能自由基数目也不是KPS越多越大）
7、含有PC改变SDS
不加快SDS反应速度变快了？
为什么呢？
第五章
1、EHA降低了BA/ST乳液聚合体系的反应速度，且添加的EHA越多阻
碍效果越明显。
2、水溶性聚合物的添加同样对反应的进行有着减速的效果，且量越多
效果越严重，但是反应后所得乳液没有凝胶，较为稳定，经过一段时间
静置后，水溶性聚合物占5%-20%时的乳液不稳定，占30%-60%时的乳液
依旧稳定，且随着水溶性聚合物含量的增加粒径有增大趋势。
3、EHA对加入PC的BA/ST体系有阻碍作用
4、乳化剂含量越低反应越快但效果并不是很突出，且SDS含量越高时粒径越大，SDS取3%时候粒径分布最窄。
5、KPS在适当范围内增多乳液的粒径越小，当KPS占单体的0.8%时候粒径分布最窄。