苯乙烯-丙烯酸丁酯复合乳液聚合
实验一 苯乙烯-丙烯酸酯乳液聚合及性能测定

实验一苯乙烯-丙烯酸酯乳液聚合及性能测定一.实验目的1.了解乳液聚合的工艺特点和配方。
2.掌握乳液聚合的操作方法。
3.掌握乳液性能测定的方法。
二.实验原理乳液聚合是连锁聚合反应的一种实施方法,具有十分重要的工业价值。
乳液聚合是指单体在水介质,由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合。
乳液聚合最简单的配方是由单体、水、水溶性引发剂和乳化剂四部分所组成的。
工业上的实际配方可能要复杂得多。
乳液聚合在工业上有十分广泛的应用,合成橡胶中产量最大的丁苯橡胶和丁腈橡胶就是采用乳液聚合法生产的,聚氯乙烯糊状树脂、丙烯酸酯乳液等也都是乳液聚合的产品。
乳液聚合有许多优点,如聚合热容易排除;聚合速度快,同时可获得较高的分于量;在直接使用乳液的场合,可避免重新溶解、配料等工艺操作等等;乳液聚合的缺点是产品纯度较低;在需要获得固体产品时,存在凝聚、洗涤、干燥等复杂的后处理问题等。
乳液聚合产物的颗粒粒径约为0.05-1µm,比悬浮聚合产物的粒径〔50—200µm)要小得多。
在丙烯酸酯乳液中,苯丙乳液是较重要的品种之一。
苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯(通常为丙烯酸丁酯)通过乳液聚合法共聚而成,具有成膜性能好、耐老化、耐酸碱、耐水、价格低廉等特点,是建筑涂料、粘合剂、造纸助剂、皮革助剂、织物处理剂等产品的重要原料。
苯丙乳液的主要用途是制备建筑乳胶漆,这类乳液通常由苯乙烯和丙烯酸丁酯共聚而成。
丙烯酸丁酯的聚合物具有良好的成膜性和耐老化性,但其玻璃化转化温度仅-58℃,不能单独用作涂料的基料。
将丙烯酸丁酯与苯乙烯共聚后,涂层表面硬度大大增加,生产成本也有所下降。
为了提高乳液的稳定性,共聚单体中通常还加人少量丙烯酸,丙烯酸是一种水溶性单体,参加共聚后主要存在于乳胶颗粒表面,羧基指向水相,因此颗粒表面呈负电性,使得颗粒不容易凝聚结块,同时适当比例的丙烯酸有利于提高涂料的附着力。
用于建筑乳胶漆的苯丙乳液的固体含量为48±2%,最低成膜温度为16℃,成膜后,涂层无色透明。
苯丙乳液——高化实验报告

[ M ]
的乳胶粒数目为 N,则发生聚合的乳胶粒浓度
N 2N A
R p k p [ M ][ M ]
所以总聚合速率为
k p N[M ] 2N A
因此, 乳液聚合速率与乳胶粒数目息息相关, 因为在乳液中, 胶束、 增溶胶束的浓度可 达 1020 个/L, 即匀速期时, 自由基浓度约为 10-4mol/L, 比典型自由基聚合高一个数量级。 同时, 聚合物和单体达到溶胀平衡时, 乳胶粒内单体浓度约为 5mol/L, 因此, 乳液聚合速率 很高。 2. 在乳液聚合中若乳化剂浓度低于 CMC 值时,将有什么结果? 答: 如果乳化剂浓度低于 CMC 值, 那么体系中不会形成胶束, 因此乳液聚合的场所就 不再是胶束了, 则引发剂溶在水中、 单体以液滴形式存在、 乳化剂附着在单体液滴上或溶于 水, 因此引发剂在水中产生自由基后, 只能向单体液滴进攻, 然后单体液滴进行本体聚合。 这称为细乳液聚合, 类似于悬浮聚合, 但比悬浮聚合的效率要低的多, 因为引发剂和单体分 相, 初级自由基的产生速率大大降低, 而且还必须大力搅拌, 还应加入水不溶性共稳定剂 (如 正己烷) ,否则单体液滴会聚并。 3. 若在本实验体系中采用油溶性引发剂,实验结果将会如何? 答: 如果采用油溶性引发剂, 则引发场所就在单体液滴和增溶胶束中, 而且两个场所的 引发几率是大致一样的, 然而在单体液滴中的单体总量 (不是液滴数量) 远远大于增溶胶束, 因此聚合主场所为单体液滴, 最后得到的颗粒应该有大有小, 而且大颗粒的总量似乎应大于 小颗粒、乳胶粒的总量。 4. 如果共聚乳液的制备采用批量法结果将如何?
在已准确称重的小铝箔皿中 滴入约 1g 的产品,滴加 1 滴 TBC,准确称重后,放入 烘箱内,几天后取出冷却, 称重,计算固含量。 将乳液在洁净的玻璃板上, 置于常温下成膜,观察膜的 完整性和透明性。
苯乙烯-丙烯酸丁酯复合乳液聚合

苯乙烯、丙烯酸正丁酯复合乳液聚合一、实验目的1、通过苯乙烯、丙烯酸正丁酯复合乳液聚合,了解复合乳液聚合的特点,比较一般乳液聚合、种子乳液聚合和复合乳液聚合的优缺点。
2、掌握制备核/壳结构复合聚合物乳液的方法和对聚合物进行改进的方法和途经。
二、实验目的合成复合聚合物乳液的方法实际上是种子乳液聚合(或多阶段乳液聚合),即首先通过一般乳液聚合制备第一单体的聚合物乳液作为种子乳液(核聚合),然后在种子乳液存在下,加入第二单体继续聚合(壳聚合),这样就形成了以第一单体的聚合物为核,第二单体的聚合物为壳的核/壳结果的复合聚合乳液——乳胶型互为贯穿聚合物的网络,复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种的单体,后者采用同种单体。
如果以苯乙烯(St)为主单体,同时加入少量的丙烯酸(AA)单体进行核聚合,而以丙烯酸正丁酯(n-BA)为单体,同时加入少量的丙烯酸(AA)单体进行壳聚合,即得到以聚苯乙烯为核、聚丙烯酸正丁酯为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液。
在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯乳胶粒作为种子,再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合时,此时的聚合机理按接枝涂层理论机理进行。
即单体n-BA富集在种子乳胶粒PS的周围,PS乳胶粒成为n-BA单体的聚合主要场所,所生成的聚合物Pn-BA富集在PS 的周围形成以PS为核Pn-BA为壳的核/壳结构聚合物,且核壳之间存在着PS-Pn-BA接枝共聚物,理想情况下不生成新的乳胶粒。
由于在聚合过程中形成了少量的PS-Pn-BA接枝共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一个均聚物PS或Pn-BA和PS-Pn-BA无规共聚物的性能。
如耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。
特别是用于外墙涂料的基料,其最低成膜温度(FMT)、玻璃化温度(Tg)低、附着力好、耐水性能好、光泽度高、大大改进了夏季回粘性,从而提高了涂料的性能并延长了施工期。
课程设计---丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产工艺设计

河南理工大学课程设计论文题目:丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产工艺设计学院:专业:学号:姓名:目录一、概述………………………………………………………….- 1 -1.1 原料介绍 (1)二、生产方法的选择和流程设计 (2)2.1 工艺流程说明及操作步骤……………………….………..- 2 -2.2 丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产流程框图………....- 2 -三、设备计算和选型…………………………………………….……- 3 -3.1 反应釜的结构和材质………………………………..……- 3-3.2 反应釜中物质的平均密度ρm的计算…………..…...….- 3 -3.3 反应釜的计算和选型…………………………………….….- 4 -四、环境保护与安全措施……………………………………..….…- 5 -4.1 环境保护 (5)4.2 安全措施 (5)五、心得体会 (6)六、参考文献: (7)一、概述苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液也称苯-丙乳液。
它由苯乙烯和丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂等通过乳液聚合反应制得的共聚物乳液。
用它作建筑涂料的基料,配以各种助剂、颜料和填料就可制成各种色调鲜艳的乳胶涂料。
这类涂料具有突出的耐水、耐候、保光、保色性能,对墙面附着力强,干燥速度快,施工方法多样,可喷、可刷,也可辊涂,施工效率高,既可外用,也可内用;既可制成平光涂料,也可制成半光和有光涂料;既可制成高档涂料在现代化高层建筑中使用,又可制成低档品种在一般建筑中使用。
是当今国外发展最快的水性涂料,也是我国外墙涂料的主要品种。
建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。
不断提高水性涂料的质量,开发新的品种,是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。
苯丙乳液是胶体分散体系,具有明显的胶体化学性质,当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后,苯丙乳粒子向浆体内分散,被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。
苯丙乳液聚合工艺流程

苯丙乳液聚合工艺流程
《苯丙乳液聚合工艺流程》
苯丙乳液聚合是一种重要的合成工艺,可用于制备丙烯腈-苯
乙烯共聚物,是一种重要的工程塑料,常用于制备水杯、管道、汽车零部件等。
下面我们来介绍一下苯丙乳液聚合的工艺流程。
首先,将苯乙烯和丙烯腈分别溶解在水中,加入一定量的乳化剂和稳定剂,通过机械搅拌和高压均质器将其均匀分散在水中,形成乳液。
其次,将乳液加入到聚合反应釜中,加入过氧化物作为引发剂,控制温度、压力和搅拌速度,开始进行聚合反应。
在反应过程中,乳液中的单体分子经过引发剂的作用,发生自由基聚合反应,不断地将单体分子连接成链,生成高分子量的聚合物。
在聚合反应结束后,将产生的聚合物溶液进行脱气处理,以去除残留的气泡和挥发物。
然后,通过离心或过滤等方法将固体聚合物分离出来,用水或有机溶剂进行洗涤和干燥,最终得到成品的苯丙乳液聚合物。
苯丙乳液聚合工艺流程相对简单且易于控制,由于是在水相中进行反应,避免了有机溶剂的使用,具有环保和材料成本低的优势。
这种工艺流程被广泛应用于工程塑料的生产中。
通过上面的介绍,相信大家对苯丙乳液聚合工艺流程有了一定的了解,同时也对这种工艺的重要性有了更深的认识。
希望我
国在这方面能够加大研发力度,提高生产水平,为工程塑料行业的发展做出更大的贡献。
以丙烯酸为功能性单体的苯丙乳液聚合及其性能研究

以丙烯酸为功能性单体的苯丙乳液聚合及其性能研究徐丽丽;刘增伟;马凤国【摘要】以苯乙烯与丙烯酸丁酯为共聚单体,丙烯酸为功能性单体,通过半连续种子乳液聚合制备稳定的苯丙乳液.研究表明:当NaHCO3质量配比在0.19%~0.3%时,乳液稳定性好;当丙烯酸质量配比小于2.0时,乳液粒径分布窄,平均粒径为0.18 μm,乳液流动性较好,高于2.5时,乳液粒径变大且分布变宽,乳液呈膏状、流动性差;当丙烯酸质量配比增大时,乳液黏度呈逐渐上升趋势;随着氨水质量配比的增加,乳液黏度逐渐增大,但达到一定量后保持不变;随剪切速率增大,乳液呈明显的剪切变稀趋势,说明乳液为假塑性流体.【期刊名称】《丝绸》【年(卷),期】2015(052)005【总页数】5页(P11-15)【关键词】苯丙乳液;剪切速率;黏度;粒径【作者】徐丽丽;刘增伟;马凤国【作者单位】青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042;青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TS959.9;TQ317.4因社会环境安全需求,具有无毒、无味、污染少等优点的水溶性乳液逐渐占领市场[1-4],而苯丙乳液有较好的耐水性、耐候性、耐碱性等优点,且价格低廉,相对于其他水溶性乳液有着更高的性价比而倍受青睐[5-7],在涂料、纺织、黏合剂等领域有广泛应用[8-11]。
近年来关于苯丙乳液合成方法及其性能的研究越来越多,稳定性是评判乳液质量的首要条件,而通过测量粒径大小及粒径分布对表征乳液稳定性好差直接而有效,并且乳液黏度高低能直接影响其储存稳定性及施工性,所以研究乳液的粒径及其分布和表观黏度具有重要意义[12]。
本文拟合成适于织物后整理的苯丙胶乳液,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,利用半连续种子乳液聚合方法制得苯丙乳液,主要讨论了影响乳液稳定及黏度的相关因素,具体分析了pH缓冲剂NaHCO3、氨水、丙烯酸、剪切速率等对乳液稳定性及其黏度影响。
苯乙烯_丙烯酸丁酯乳液性能的研究_闫绍峰

2 结果及讨论
2.1 单体及配比对乳液性能的影响 单体是形成聚合物的基础,不同的单体具有不
同的性能,一种单体均聚物一般不具备全面的性能
(表3),需选用多种单体进行共聚合成。本实验中 以丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)为主要反应单体,
丙烯酸丁酯玻璃化温度较低,是一种软单体。如其
含量较高,则成膜性好,但产品强度低,形成的涂
Key words: styrene acrylic emulsion; styrene; butyl acrylate; initiator; emulsor Abstract: Using styrene, butyl acrylate and acrylic acid as the reaction monomers, ammonium persulfate as an initiator, the synthetic technique of the styrene acrylate emulsion was introduced. Material ratio of new product and main technical performances were obtained from experiment. At the same time, effects on the emulsion performances of monomer, initiator, emulsion and temperature were also discussed. The result expatiated that styrene acrylic emulsion which was made from styrene, butyl acrylate and acrylic acid had the bettr chemical stability.
不同引发剂引发苯乙烯_丙烯酸丁酯微乳液共聚合竞聚率的研究_安静

第28卷第3期河北科技大学学报V ol.28,No.3 2007年9月Journal o f Hebei Univ ersity of Science and T echnolog y Sept.2007 文章编号:1008-1542(2007)03-0198-04不同引发剂引发苯乙烯/丙烯酸丁酯微乳液共聚合竞聚率的研究安 静,李雪艳,王德松(河北科技大学理学院,河北石家庄 050018)摘 要:以十二烷基硫酸钠/十二烷基苯磺酸钠(SDS/SDBS)为复合乳化剂,分别以水溶性引发剂过硫酸钾(KPS)、油溶性引发剂过氧化苯甲酰(BPO)和氧化-还原引发体系K2S2O8/N a2SO3(OR)引发苯乙烯/丙烯酸丁酯(St/BA)微乳液聚合反应,研究了St/BA微乳液共聚合行为,用红外光谱法定量测定了3种引发剂下的共聚物化学组成,绘制了共聚物组成曲线,计算出了竞聚率。
关键词:苯乙烯;丙烯酸丁酯;微乳液聚合;竞聚率中图分类号:O635 文献标识码:AStudy on reactivity ratio of styrene/buty l acrylatemicroemulsion poly merizationAN Jing,LI Xue-y an,WANG De-song(Colleg e of Sciences,Hebei U niver sity o f Science and T echno lo gy,Shijiazhuang H ebei050018,China)A bstract:With multiple emulsifie r(SDS/SD BS)as initiato rs,St/BA micr oemulsio n polyme rizatio n w as initiated by the water-so luble potassium per sulfate(K PS),oil-soluble benzo yl pero xide(BPO)and po tassium pe rsulfate/sodium sulfite(O R),and the behavior s o f microemulsion po ly merizatio n w ere inv estiga ted.S t/BA co po lyme r chemical co mpo sitio n a nd copolymer composi-tion curves we re obtained fr om Fo urier infrar ed spectr ums,a nd reactivity r atio o f S t/BA micro emulsion poly merization initiated by three kinds of initiato rs we re ca lculated.Key words:sty rene;butyl acrylate;microemulsio n po ly me rizatio n;reactivity ratio 共聚合是高分子材料改性和增加品种的重要手段之一[1,2]。
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苯乙烯、丙烯酸正丁酯复合乳液聚合一、实验目的1、通过苯乙烯、丙烯酸正丁酯复合乳液聚合,了解复合乳液聚合的特点,比较一般乳液聚合、种子乳液聚合和复合乳液聚合的优缺点。
2、掌握制备核/壳结构复合聚合物乳液的方法和对聚合物进行改进的方法和途经。
二、实验目的合成复合聚合物乳液的方法实际上是种子乳液聚合(或多阶段乳液聚合),即首先通过一般乳液聚合制备第一单体的聚合物乳液作为种子乳液(核聚合),然后在种子乳液存在下,加入第二单体继续聚合(壳聚合),这样就形成了以第一单体的聚合物为核,第二单体的聚合物为壳的核/壳结果的复合聚合乳液——乳胶型互为贯穿聚合物的网络,复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种的单体,后者采用同种单体。
如果以苯乙烯(St)为主单体,同时加入少量的丙烯酸(AA)单体进行核聚合,而以丙烯酸正丁酯(n-BA)为单体,同时加入少量的丙烯酸(AA)单体进行壳聚合,即得到以聚苯乙烯为核、聚丙烯酸正丁酯为壳的核/壳结构的复合聚合物乳液。
在第一阶段聚合中合成的聚苯乙烯乳胶粒作为种子,再加入第二单体丙烯酸正丁酯、引发剂过硫酸钾和少量乳化剂进行第二阶段乳液聚合时,此时的聚合机理按接枝涂层理论机理进行。
即单体n-BA富集在种子乳胶粒PS的周围,PS乳胶粒成为n-BA单体的聚合主要场所,所生成的聚合物Pn-BA富集在PS 的周围形成以PS为核Pn-BA为壳的核/壳结构聚合物,且核壳之间存在着PS-Pn-BA接枝共聚物,理想情况下不生成新的乳胶粒。
由于在聚合过程中形成了少量的PS-Pn-BA接枝共聚物使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一个均聚物PS或Pn-BA和PS-Pn-BA无规共聚物的性能。
如耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。
特别是用于外墙涂料的基料,其最低成膜温度(FMT)、玻璃化温度(Tg)低、附着力好、耐水性能好、光泽度高、大大改进了夏季回粘性,从而提高了涂料的性能并延长了施工期。
由此可见,制备复合聚合物是对聚合物改性的一种方法。
三、实验仪器及药品仪器:三口瓶、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计、电动搅拌器、移液管、恒温水浴、量筒、烧杯药品:苯乙烯(核单体)、丙烯酸正丁酯(壳单体)、邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)、丙烯酸、十二烷基硫酸钠(SDS)壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)过硫酸钾四、实验步骤、现象及原因五、实验注意事项:1、在本次实验中,要控制搅拌速度的稳定(搅拌速度:250~300转/min);2、滴加单体前,乳化剂必须完全溶解;3、在种子聚合和复合聚合时,要先加引发剂,后加核单体或壳单体;4、在种子聚合和复合聚合时,滴加核单体或壳单体时一定采用半连续状态滴加。
六、实验讨论:在本次实验影响实验的因素主要有以下几个方面:①反应实验的温度:实验开始时并未使用较高温度(50~60℃)一方面,温度较高时苯乙烯挥发较快,对核单体的形成产生影响;另一方面,温度较高时壳单体中的n-BA可能发生水解。
在反应阶段,温度控制在80~90℃,而此温度范围为引发剂的半衰期温度,从而使聚合速率加快。
且温度是影响聚合反应时聚合物的分子量和聚合速率的重要因素,温度升高时,聚合速率加快,聚合物的分子量变小。
②乳化剂的作用。
实验中采用的是SDS和OP-10的混合乳化剂,其中SDS附在乳胶粒的表面,乳胶粒因其电离生成的负离子产生静电斥力而避免乳胶粒之间的聚并,非离子乳化剂OP-10通过吸附在乳胶粒表面形成水化层,使乳胶粒产生空间位阻效应起到稳定作用,在实验时两者使用适当的比例配合,可使乳胶粒不仅具有静电且稳定。
乳化剂的量在核单体和壳单体聚合中控制两种胶粒的粒径,且在核单体或壳单体形成胶粒时,乳化剂的量较多时,核单体和壳单体形成的胶粒粒径变小,聚合速率加快,但在复合聚合时壳单体要包裹核单体,若形成的壳单体的胶粒乳化剂量较多,形成壳单体胶粒粒径较厚,在融合时不能使壳单体很好的包裹核单体。
③引发剂的作用:实验中引发剂为过硫酸钾,亲水性引发剂,在等离子水中引发剂产生的初级引发剂为小分子,在水中很容易扩散,在进入到胶粒内时反生,在胶粒内部的活动不受胶粒体系内聚合物的粘度影响,而使用该引发剂因为过氧化物,其在引发聚合反应时,现象比较明显(引发反应开始时有荧光产生),容易控制反应时间。
在进行复合聚合时,引发剂的量较多时,引发剂不仅进入产生的核/壳结构的胶粒中进行反应,也会进入到未及时形成核/壳结构的胶粒的壳单体胶粒中引发聚合,从而使实验最后产率降低。
④滴加顺序的影响:一般先聚合的为核,后聚合的为壳,若在实验时,核壳聚合的顺序搞反,即先将亲水性的单体(n-BA)聚合成核,在后续的疏水性单体(St)聚合时,亲水性核将向外迁移,趋向水相,将使内核和外核逆转,若逆转的不完全,得到的核壳结构就会形成一些其他的形状。
分析:在复合聚合时,壳单体形成的胶粒去向:⑴大部分壳单体形成的胶粒包裹核单体形成的胶粒⑵水相中的引发剂进入到少部分未包裹核单体的壳单体的胶粒内形成一稳定胶粒体系。
减小上述情况(2):减小核单体的乳胶粒的粒径尺寸,确保壳单体产生的胶粒包裹核单体胶粒,在滴加壳单体胶粒时采用间断滴加方式,使核单体胶粒始终处于竞争壳单体胶粒的状态,这样也避免加入到核单体中的壳单体出现集聚现象。
滴加的引发剂时,要先滴加引发剂,后滴加壳单体胶粒。
若不使用丙烯酸在实验中的识别作用时,我们也可在实验时使核单体和壳单体的胶粒上带相反的电荷。
即在壳单体聚合时采用油溶性引发剂,且是低效引发剂,这样采用负离子引发核单体胶粒聚合,而采用相反电荷的引发剂引发壳单体胶粒聚合。
七、思考题:1、简述种子乳液聚合和复合乳液聚合的区别和关系。
解:种子乳液聚合,是将少量单体在有限的乳化剂条件下先乳液聚合成种子乳胶,然后将少量种子乳胶加入正式乳液聚合的配方中,种子胶粒被单体所溶胀,继续聚合,使粒径增大。
经过多级溶胀聚合,粒径可达1~2um或更大。
其成功关键是防止乳化剂过量,以免形成新的胶束。
而核/壳乳液聚合是种子乳液聚合的发展,若种子聚合和后继聚合采用不同的单体,形成核壳结构的胶粒,在核与壳的界面上形成接枝层,增加两者的相容性和粘接力,提高力学性能。
复合乳液聚合与种子乳液聚合的差别在于前者是采用不同种的单体,后者采用同种单体。
2、复合乳液聚合得到的复合聚合物在性能上有什么特点,为什么?解:在性能上的特点表现在耐水性能、耐溶剂性能、软化点、弹性和机械强度等均有大幅度提高。
因为乳液聚合过程是在种子聚合后,后继聚合采用的不同的单体,在形成的核壳结构的胶粒中,在核与壳的界面上形成接枝层,即单体n-BA富集在种子乳胶粒PS的周围,PS乳胶粒成为n-BA单体的聚合主要场所,所生成的聚合物Pn-BA富集在PS的周围形成以PS为核Pn-BA为壳的核/壳结构聚合物,且核壳之间存在着PS-Pn-BA接枝共聚物,少量的PS-Pn-BA接枝共聚物增加两者的相容性和粘接力,提高力学性能,使得核/壳结构的复合聚合物的性能优于任何一个均聚物PS或Pn-BA和PS-Pn-BA无规共聚物的性能。
3、复合乳液得到的产品用于外墙的基料有什么优点?解:复合乳液聚合得到的产品,在形成的核壳结构的胶粒中,在核与壳的界面上形成接枝层,增加了核壳聚合物两者之间的相容性和粘接力,提高了力学性能,耐热性能好,从而最低成膜温度低、玻璃化温度低、附着力好、耐水性好,光泽度高等,从而大大改善了夏季回粘性,提高了涂料的性能并延长了施工期。
4、在试验中丙烯酸的作用是什么,不加有什么影响?解:实验中,因采用的乳化剂为SDS和OP-10的混合物,使产生的核单体和壳单体均稳定,而加入的丙烯酸,其上亲水基游离在水中,而亲油基包裹在形成核单体和壳单体乳胶粒的乳化剂中,当将壳单体加入到核单体中时,丙烯酸的亲水基作为一个识别基团,使核壳单体进行融合,然后趋近稳定。
若在实验中未滴加丙烯酸,这在复合乳液聚合时,核壳单体的胶粒不会发生融合,而是在引发剂的作用下各自的进行单体的乳液聚合,从而使复合乳液聚合实验失败。
5、为什么在种子乳液聚合和复合乳液聚合时,都是先加引发剂,若在复合聚合时后滴加引发剂有何影响?解:在种子乳液的聚合时,先加入引发剂时,会使核单体产生的胶粒粒径变小,因在滴加核单体时采用的为半连续滴加,滴加的核单体进入三颈瓶中,此时的引发剂的浓度相对较高,进入核单体胶粒中的引发剂的量相对较多,从而使核单体的聚合速率变快,而其聚合物的分子链就会变短,分子量变小,使核单体的胶粒相对减小,这样可能会使引发剂的效率降低。
在滴加壳单体前,加入引发剂,引发剂同样会先进入到核胶粒中,此时壳单体在搅拌作用下,滴加的壳单体在丙烯酸的作用下已将核胶粒包裹起来,因核胶粒中的单体已基本聚合完成,从而引发剂在搅拌作用下,从核胶粒中出来进入到包裹核胶粒的壳单体胶粒中,引发壳单体中单体聚合。
若反过来滴加,滴加的引发剂不仅进入已包裹的核壳胶粒中引发反应,也同样进入到一部分未包裹核胶粒的壳单体胶粒引发反应,这样使未包裹核胶粒的壳单体单独发生乳液聚合,形成稳定的壳聚合物胶粒,再也不会包裹核胶粒,从而影响最终复合乳液聚合产物的产率。
6、在形成的核/壳胶粒稳定时核内St单体能否进入壳胶粒中,反之,壳胶粒中的n-BA单体能进入到核胶粒中吗?解:双方单体都不能相互进入,当核壳结构的体系稳定时,核胶粒内部的单体大部分已参加反应,St单体的含量较低,而产生的聚合物分子量大,分子链长,体系的粘度变大,St单体在核胶粒中的扩散速率降低,从而不能进入壳胶粒中;同样,壳胶粒中的聚合物也在引发剂的引发下,产生大分子链的聚合物,使壳胶粒中的粘度变大,而n-BA单体的含量同样较低,使其向核胶粒扩散速率降低,从而不能能进入到核胶粒中。
7、实验中核壳结构的粒径如何控制,核粒径如何控制,壳厚度如何控制?解:在实验中核粒径的控制主要是通过控制乳化剂的量,若在进行种子乳液形成时,核单体为苯乙烯,疏水性单体,其在核胶粒形成时,因不与水发生作用,在搅拌器的作用下,分散在离子水中而被溶在水中的乳化剂包裹,若乳化剂的量较多时,形成的核胶粒成棒状,不利于复合乳液聚合时壳胶粒的包裹,因此在核胶粒形成时,控制乳化剂与单体之间的适当比例;同样,在进行壳胶粒的形成时,乳化剂的量同样不能过多,一方面防止乳化剂量较多时,壳胶粒为棒状不利于包裹核胶粒,另一方面避免形成的壳胶粒的壁较厚,在复合乳液聚合时,壳胶粒不能包裹核胶粒而只能与核胶粒发生粘结,形成一个哑铃装结构;因此在形成的核壳结构的粒径进行控制时,乳化剂与核胶粒和壳胶粒的比例要适当,且核胶粒与壳胶粒之间的比例适当,这是控制核壳结构的粒径的主要方法。
在形成的核壳结构的壳较薄时,可先补加引发剂,再加一定量的壳单体,重复操作几次即可。