乳液聚合方法在材料制备上的应用

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丙烯酰胺反相乳液聚合

丙烯酰胺反相乳液聚合

丙烯酰胺反相乳液聚合丙烯酰胺反相乳液聚合乳液聚合是一种重要的聚合方法,可以得到高分子量、高交联度的聚合物。

而丙烯酰胺反相乳液聚合作为一种常用的聚合方法,在科研和工业生产中得到了广泛应用。

本文将介绍丙烯酰胺反相乳液聚合的原理、优点以及应用领域。

丙烯酰胺反相乳液聚合是一种在两相界面上同时进行的聚合过程。

在这个过程中,丙烯酰胺单体以乳液的形式分散在水相中,通过引入乳化剂和交联剂,使丙烯酰胺分子在油相中自由聚合。

这种乳液聚合的方法具有许多优点。

首先,丙烯酰胺反相乳液聚合可以得到高分子量的聚合物。

由于单体分散在水相中,聚合反应发生在油相中,品位较高的乳化剂和交联剂可以有效地控制聚合反应的速率和高分子量的形成。

因此,得到的聚丙烯酰胺聚合物可以具有较高的分子量。

其次,丙烯酰胺反相乳液聚合可以获得较高的交联度。

在聚合反应过程中加入交联剂,可以引发交联反应,使聚合物的结构更加紧密。

这种交联结构可以赋予聚合物更好的稳定性和机械性能,从而在许多应用领域中发挥重要作用。

丙烯酰胺反相乳液聚合的方法也被广泛应用于生物医学领域。

在医学工程中,聚丙烯酰胺作为一种生物材料,具有良好的生物相容性和可降解性,可以用于制备人工软骨、骨水泥等材料。

通过控制聚合条件和乳化剂的选择,可以得到具有不同交联度和结构的聚丙烯酰胺,满足不同应用的需求。

此外,丙烯酰胺反相乳液聚合还被应用于纺织品工业。

聚丙烯酰胺聚合物可以用于纺织品整理剂的制备,提高纺织品的柔软度和耐洗涤性能。

同时,聚丙烯酰胺还可以用于纺织品的修饰,增加纺织物的透气性和吸湿性,提高穿着舒适度。

总之,丙烯酰胺反相乳液聚合作为一种重要的聚合方法,在科研和工业生产中得到了广泛应用。

它能够得到高分子量、高交联度的聚合物,并在生物医学和纺织品工业中发挥重要作用。

通过进一步研究和改进,相信丙烯酰胺反相乳液聚合的应用前景将会更加广阔。

乳液聚合和沉淀聚合

乳液聚合和沉淀聚合

乳液聚合和沉淀聚合
乳液聚合和沉淀聚合是两种常见的聚合方法。

乳液聚合是一种在水相中进行的聚合反应,其中单体被分散在水中作为小颗粒,并加入表面活性剂以防止聚合物颗粒的聚集。

该方法适用于制备高分子颗粒,例如乳胶漆、丙烯酸乳液和丙烯酸酯乳液。

沉淀聚合是一种在非水相中进行的聚合方法,其中单体被溶解在有机溶剂中,并通过添加诱导剂或溶剂的蒸发来促进聚合反应。

沉淀聚合适用于制备高分子膜、纤维和颗粒,例如聚乙烯、聚酰胺和聚苯乙烯。

两种聚合方法各有优缺点,选用哪种方法取决于聚合物的应用和所需的性质。

乳液聚合通常需要较长的反应时间和更复杂的工艺,但它可以制备高粒度的聚合物颗粒,具有良好的分散性和稳定性。

沉淀聚合反应速度更快,制备过程更简单,但产物的粒径大小和分散性较难控制。

总之,乳液聚合和沉淀聚合都是重要的聚合方法,可以用于制备各种类型的高分子材料。

选择哪种方法需要充分考虑反应条件、聚合物性质和应用需求。

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端羧基聚丁二烯液体橡胶的制备及应用

端羧基聚丁二烯液体橡胶的制备及应用

端羧基聚丁二烯液体橡胶是一种重要的合成橡胶材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。

本文将从制备端羧基聚丁二烯液体橡胶的方法、性能特点和应用领域三个方面进行分析和讨论。

一、制备端羧基聚丁二烯液体橡胶的方法端羧基聚丁二烯液体橡胶的制备方法多种多样,包括乳液聚合法、溶液聚合法等。

其中,乳液聚合法是目前应用最为广泛的制备方法之一。

通过在反应体系中引入端羧基官能团,可以在不同程度上调控聚合物的结构和性能,从而制备出具有特定性能的端羧基聚丁二烯液体橡胶。

二、端羧基聚丁二烯液体橡胶的性能特点1. 分子结构稳定端羧基聚丁二烯液体橡胶分子结构稳定,具有较高的稳定性和持久性,可适应复杂的使用条件和环境变化。

2. 耐热性能优异端羧基聚丁二烯液体橡胶具有出色的耐热性能,能够在高温环境下长时间保持稳定的物理和化学性能。

3. 耐化学腐蚀性能优秀端羧基聚丁二烯液体橡胶在酸碱等化学腐蚀性环境下具有良好的稳定性和耐腐蚀性能。

三、端羧基聚丁二烯液体橡胶的应用领域1. 汽车制造业端羧基聚丁二烯液体橡胶在汽车制造业中广泛用于制作汽车轮胎、密封件、悬挂系统等部件,其优异的耐磨损性能和耐候性能能够有效提升汽车产品的品质和使用寿命。

2. 电气电子行业端羧基聚丁二烯液体橡胶在电气电子行业中被广泛应用于制作电线电缆、绝缘套管等产品,其优异的电气绝缘性能和耐高温性能能够有效保障电气设备的安全可靠运行。

3. 医疗卫生领域端羧基聚丁二烯液体橡胶在医疗卫生领域中可用于制作医疗器械、医用胶带等产品,其无毒、无味、抗菌防霉等特点能够有效保障医疗器械和用品的安全性和卫生性。

总结而言,端羧基聚丁二烯液体橡胶作为一种重要的合成橡胶材料,具有稳定的分子结构和优异的性能特点,广泛应用于汽车制造业、电气电子行业、医疗卫生领域等多个领域。

随着科技的发展和市场需求的不断增长,端羧基聚丁二烯液体橡胶的研究和应用前景将更加广阔。

端羧基聚丁二烯液体橡胶是一种具有重要意义的合成橡胶材料,其优异性能和广泛应用使得其在工业生产和科研领域备受关注。

热致变色微胶囊的制备及其应用

热致变色微胶囊的制备及其应用

热致变色微胶囊的制备及其应用热致变色材料是一种能够通过温度变化而改变颜色的材料,具有广泛的应用前景。

其中,热致变色微胶囊是一种新型的热致变色材料,具有较小的尺寸和较高的稳定性,逐渐成为研究热致变色材料的热点之一。

热致变色微胶囊的制备方法多种多样,其中一种常用的方法是通过油包水的乳液聚合法。

首先,在水相中加入表面活性剂,形成乳液。

然后,在油相中加入单体和交联剂,并加入起始剂,形成反应体系。

接下来,将水相和油相混合,进行乳液聚合反应。

在反应过程中,单体会聚合成为聚合物,并形成微胶囊结构。

最后,通过分离和洗涤,得到热致变色微胶囊。

热致变色微胶囊具有许多应用领域。

首先,它在智能材料领域有着广泛的应用。

热致变色微胶囊可以根据温度的变化而改变颜色,可以用于温度感应器、温度控制器等智能设备中,实现温度的监测和控制。

其次,热致变色微胶囊在生物医学领域也有着重要的应用。

热致变色微胶囊可以作为药物的载体,通过温度变化释放药物,实现对疾病的治疗。

此外,热致变色微胶囊还可以应用于纺织品、涂料等领域,实现颜色的变化和功能的增强。

虽然热致变色微胶囊在许多领域有着广泛的应用前景,但是目前仍存在一些挑战和问题。

首先,热致变色微胶囊的制备方法较为复杂,需要控制反应条件和材料比例,提高制备效率和产率。

其次,热致变色微胶囊的稳定性需要进一步提高,以满足长期应用的需求。

此外,热致变色微胶囊的应用范围还有待拓展,需要进一步研究和开发新的应用领域。

总之,热致变色微胶囊是一种具有广泛应用前景的新型材料。

通过油包水的乳液聚合法可以制备热致变色微胶囊,其应用领域包括智能材料、生物医学等领域。

然而,热致变色微胶囊的制备方法仍需改进,稳定性需要提高,应用范围还有待拓展。

未来,随着研究的不断深入,相信热致变色微胶囊的应用前景会更加广阔。

四种聚合方法生产的聚苯乙烯的用途

四种聚合方法生产的聚苯乙烯的用途

四种聚合方法生产的聚苯乙烯的用途聚苯乙烯(简称PS)作为一种重要的合成树脂,被广泛应用于不同领域,如包装材料、建筑材料、电子产品等。

生产聚苯乙烯的四种主要聚合方法包括乳液聚合、苯乙烯乳液聚合、发泡聚合和离子聚合。

这些方法生产出的聚苯乙烯各自具有不同的特性,从而适用于各种不同的用途。

首先,乳液聚合是一种常见的聚苯乙烯生产方法,通过在水中乳化聚苯乙烯单体来实现。

乳液聚合生产的聚苯乙烯具有良好的透明度和光泽,可用于制备透明包装膜、塑料瓶等包装材料。

其优点在于成本较低、生产过程相对简单,适用于大规模生产。

其次,苯乙烯乳液聚合是在水相中将苯乙烯单体进行聚合反应,得到的聚苯乙烯具有较高的热稳定性和尺寸稳定性,适用于制备电子产品外壳、汽车零部件等需要抗热性能的材料。

这种类型的聚苯乙烯在工业生产中具有较好的应用前景。

第三,发泡聚合方法生产的聚苯乙烯常被应用于制备泡沫塑料制品,如泡沫箱、泡沫板等。

由于发泡聚苯乙烯具有轻质、隔热、吸震等特点,被广泛用于包装材料、建筑材料等领域。

其结构疏松,具有优秀的吸震性能,可以有效减少产品在运输过程中的损坏。

最后,离子聚合是一种通过阳离子或阴离子引发剂促进苯乙烯单体的聚合反应而得到的聚苯乙烯。

这种方法生产的聚苯乙烯具有分子链结构较为均匀,机械性能较好,可用于制备高强度的塑料制品,如工程塑料、汽车零部件等。

离子聚合方法生产的聚苯乙烯在高强度要求的领域具有广泛的应用空间。

综上所述,四种不同的聚合方法生产的聚苯乙烯各自具有独特的特性和优势,适用于不同领域的用途。

随着技术的不断进步和创新,聚苯乙烯的生产方法和应用领域将会不断拓展和完善,为各行各业提供更多更好的材料选择。

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高分子材料之合成橡胶

高分子材料之合成橡胶

高分子材料之合成橡胶引言合成橡胶是一种重要的高分子材料,在各个领域都得到广泛应用。

它的独特性能使其在橡胶制品、塑料、汽车工业、建筑工程等方面发挥着重要作用。

本文将介绍合成橡胶的合成方法、常见的合成橡胶种类以及其应用领域。

合成方法合成橡胶的主要方法是聚合反应。

通常使用乙烯、丙烯、苯乙烯等有机物作为原料,经过聚合反应生成高聚物。

下面介绍两种常见的合成橡胶方法:1.乳液聚合法:该方法是将乳化剂和水溶性单体混合,通过乳液聚合反应生成橡胶。

乳液聚合法主要用于合成丁苯橡胶等弹性较好的橡胶材料。

2.悬浮聚合法:该方法是将溶剂、乳化剂和不溶性单体混合,通过悬浮聚合反应生成橡胶。

悬浮聚合法适用于制备乙烯丙烯橡胶等耐热性较好的橡胶材料。

合成橡胶的种类合成橡胶种类繁多,常见的种类包括丁苯橡胶、乙烯丙烯橡胶、丁基橡胶等。

下面介绍两种常见的合成橡胶:1.丁苯橡胶:丁苯橡胶是一种常见的合成橡胶,具有优异的物理性能和化学稳定性。

它主要由丁二烯和苯乙烯共聚而成,适用于制备轮胎、密封件、输送带等橡胶制品。

2.乙烯丙烯橡胶:乙烯丙烯橡胶是一种合成橡胶,具有良好的耐热性和耐候性。

它由乙烯和丙烯共聚而成,适用于制备汽车密封件、橡胶管道等耐高温环境下使用的橡胶制品。

应用领域合成橡胶在各个领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:1.汽车工业:合成橡胶广泛应用于汽车轮胎、密封件、橡胶管道等方面,提供优良的耐磨、耐热和耐候性能。

2.建筑工程:合成橡胶在建筑工程中用于制备防水材料、密封材料等,提高建筑结构的防水性能。

3.医疗领域:合成橡胶在医疗领域中被广泛应用于制备手套、输液管等医用橡胶制品,确保医疗过程的安全性。

4.电子产品:合成橡胶用于电子产品中的密封件、防震垫等,提供良好的绝缘性能和抗震性能。

合成橡胶作为一种重要的高分子材料,在各个领域都有着广泛的应用。

通过乳液聚合法和悬浮聚合法等方法,可以合成出丁苯橡胶、乙烯丙烯橡胶等种类的合成橡胶。

反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用

反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用

反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用引言聚丙烯酰胺(polyacrylamide, PAM)是一种重要的高分子合成材料,广泛用于水处理、石油开采、纺织、生物医药等领域。

油包水型聚丙烯酰胺是一种将水溶性聚丙烯酰胺包裹在油相中形成乳液的新型形态,具有更高的稳定性和可溶性,因此在一些特殊应用中表现出了卓越的性能。

本文将介绍反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究进展及其在各个领域中的应用。

一、反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的原理传统聚合物乳液一般是将水溶性聚合物以乳化剂乳化后悬浮在水相中形成乳液。

而油包水型聚丙烯酰胺的制备是利用乙烯基阳离子聚合物乳液作为水相,将聚丙烯酰胺单体在水相中聚合生成水溶性聚丙烯酰胺,然后通过添加乳化剂和溶剂使其包裹在油相中,形成油包水型聚丙烯酰胺乳液。

二、反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究进展1. 反相乳液聚合的优点相比传统乳液聚合,反相乳液聚合的油包水型聚丙烯酰胺具有更高的稳定性和可溶性,具备了更广泛的应用场景。

此外,反相乳液聚合还可以通过调整乙烯基阳离子聚合物乳液的性质和添加不同的乳化剂来控制聚合反应过程和产物性质,实现聚丙烯酰胺的分子量、形态和功能化调控。

2. 反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的改性研究随着对油包水型聚丙烯酰胺性能需求的不断提高,研究人员开始将其进行改性以满足不同的应用需求。

例如,通过交联改性可以提高产物的稳定性和吸附能力;通过共聚改性可以调节产物的水溶性和油包液性能;通过功能化改性可以使产物具备药物缓释、生物相容性等特殊功能。

三、油包水型聚丙烯酰胺在各个领域中的应用1. 水处理领域油包水型聚丙烯酰胺在水处理领域中具有广泛的应用。

由于其具有更高的稳定性和可溶性,可以有效地在废水处理中起到沉淀、絮凝和脱色的效果,提高水处理效率和效果。

2. 石油开采领域在油田勘探和油井注水中,油包水型聚丙烯酰胺的应用也逐渐得到了重视。

丙烯酰胺的乳液聚合

丙烯酰胺的乳液聚合

丙烯酰胺的乳液聚合丙烯酰胺乳液聚合是一种重要的聚合反应,广泛应用于涂料、纺织品、胶粘剂等领域。

本文将从丙烯酰胺的性质、乳液聚合的原理、应用领域等方面进行介绍。

我们来了解一下丙烯酰胺的性质。

丙烯酰胺是一种无色、无味、无毒的液体,具有良好的溶解性和活性。

它具有高度的反应活性,能与许多物质发生聚合反应。

丙烯酰胺的聚合反应是由于其分子中的亲电基团与亲核基团之间的反应而发生的。

乳液聚合是一种以水为溶剂,通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中进行聚合的方法。

乳液聚合的原理是通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中形成乳液,然后加入引发剂,在适当的条件下触发聚合反应。

乳液聚合的过程中,乳化剂起到了稳定乳液的作用,使丙烯酰胺能够均匀分散在水中,避免了团聚和沉淀。

乳液聚合具有许多优点。

首先,乳液聚合过程中无需使用有机溶剂,减少了对环境的污染和操作的危险性。

其次,乳液聚合可以得到高分子量的聚合物,具有良好的物理性能和化学稳定性。

另外,乳液聚合可以控制聚合反应的速率和程度,得到所需的聚合物结构和性能。

丙烯酰胺乳液聚合在许多领域都有广泛的应用。

在涂料领域,丙烯酰胺乳液聚合可以用于制备高性能的水性涂料,具有优异的耐候性和附着力。

在纺织品领域,丙烯酰胺乳液聚合可以用于改善纺织品的柔软性、耐磨性和抗皱性。

在胶粘剂领域,丙烯酰胺乳液聚合可以用于制备具有高粘接强度和耐化学性的胶粘剂。

丙烯酰胺乳液聚合是一种重要的聚合反应,具有许多优点和广泛的应用。

通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中,可以得到高分子量的聚合物,具有良好的物理性能和化学稳定性。

丙烯酰胺乳液聚合在涂料、纺织品、胶粘剂等领域有着广泛的应用前景。

未来,随着科技的发展和人们对环境友好型产品的需求增加,丙烯酰胺乳液聚合技术将会得到更加广泛的应用和发展。

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聚合方法在材料制备上的应用及发展材料的合成与制备首先是单体通过聚合反应合成聚合物,然后通过相应的加工工艺制备成所需的材料或产品。

聚合反应常需要通过一定的聚合方法来实施,根据聚合物的性能指标以及应用环境条件等要求,常用的聚合方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及固相聚合、熔融聚合、界面聚合等等,不同的聚合反方法有不同的工艺及设备要求,所得的聚合物产物在纯度、分子量、物态及性能等方面也各有差异。

如本体聚合体系中仅有单体和引发剂组成,产物纯净后处理简单,可直接用模板模具成型,如有机玻璃的制备;溶液聚合是将单体和引发剂均溶于适当的溶剂中的聚合方法,体系得粘度较低,具有传热散热快、反应条件容易控制,可避免局部过热,减少凝胶效应等特点适应于聚合物溶液直接使用的场合,如涂料、胶粘剂等;悬浮聚合是单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合方法,,其特点是以水作为反应介质,为了让非水溶性的单体能在水中很好地分散需要使用分散剂,所以悬浮聚合体系一般由单体、油溶性引发剂、分散剂以及水组成,悬浮聚合的产物一般以直径为0.05~2mm的颗粒沉淀出来,后处理简单方便生产成本低,但产物中常带有少量分散剂残留物;乳液聚合是在乳化剂的作用下,单体分散在水中形成乳液状态的聚合方法,体系由单体、水溶性引发剂、乳化剂和水组成,由于是以水为介质,具有环保安全、乳胶粘度低、便于传热、管道输送和连续生产等特点,同时聚合速度快,可在较低的温度下进行聚合,且产物分子量高,所得乳胶可直接用于涂料,粘结剂,以及纸张、织物、皮革的处理剂等众多领域,乳液聚合因其生产过程中安全、环保等特点深受人们的广泛重视,下面主要以乳液聚合为例就聚合方法在材料制备上的应用及进展进行概述。

一、乳液聚合法的特点:1、乳液聚合的优点:以水为分散介质价廉安全。

乳液的粘度低,且与聚合物的分子量及聚合物的含量无关,这有利于搅拌、传热及输送,便于连续生产;也特别适宜于制备粘性较大的聚合物,如合成橡胶等。

聚合速率快,产物分子量高,在较低温度下聚合;适用于直接使用乳液的场合,如水乳漆、粘合剂、纸张、皮革及织物处理剂等。

2、乳液聚合的缺点:当需要固体聚合物时,乳液需经破乳(凝聚)、洗涤、脱水、干燥等工序,生产成本较高;产品中乳化剂等杂质不易除尽,影响电性能。

二、乳液聚合法的最新研究进展:进几十年来,乳液聚合技术研究继续向纵深方向发展。

在机理上,有胶束成核、均相成核和液滴成核,以及相应的聚合动力学。

在实施方法上,有间歇法、半连续法和连续法。

影响因素涉及单体、引发剂和乳化剂、其它助剂的种类和用量等配置问题;以及温度、搅拌强度、加料方式、停留时间分布(连续法)等操作条件。

控制目标有聚合速率、微结构、分子量及其分布、共聚物组成及序列分布、支化度和交联度、微量组分和基团等分子特征;以及乳胶粒度和粒度分布、颗粒结构和形貌、孔隙度、表面积、堆砌密度等颗粒等性。

胶乳性质则有流变行为,剪切、电解质和冷冻稳定性,电泳现象等。

胶粒的化学特性和颗粒特性还行一步影响到物理性能,如玻璃化温度、熔点、溶解度、透明度、强度和应力应变行为、断裂和动态力学行为等。

在机理和动力学的实验基础上,还应该进一步开展过程模式化、仿真、检测和控制方面的研究,速率、分子量、共聚物组成、粒度等都是建模的目标。

建模时往往还需要许多热力学参数,如单体的溶解度和在两相中的分配、溶胀能力、相分离、表面张力、扩散系数等。

另一方面还要考虑聚合反应器的操作特性和放大技术。

1、种子乳液聚合:常规乳液聚合产物的粒度较细,一般在100~150nm之间,如果需要交大的粒径,则可通过种子聚合和溶胀技术来制备。

所谓种子乳液聚合,是将少量单体在有限的乳化剂条件下先乳液聚合成种子胶乳,然后将少量种子胶乳加入正式乳液聚合的配方中,种子胶粒被单体所膨胀,继续聚合,使粒径增大。

经过多级溶胀聚合,粒径可达1~2μm或者更大。

种子乳液聚合成功的关键是防止乳化剂过量,以免形成新胶束,胶束仅供胶粒保护之需即可。

种子乳液聚合的粒径分布接近单分散。

如果在聚合体系中同时加入粒径不同的第一代和第二代种子胶乳,则可形成双峰分布的胶粒。

这种聚氯乙烯树脂制成的糊,小粒子可充填在大粒子间的空隙,可提高树脂浓度,降低糊粘度,便于施工,提供生产力。

2、核壳乳液聚合: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,则形成核壳结构的胶粒,在核和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。

核壳乳液聚合和关键也要限量乳化剂。

核和壳单体的选择视聚合物的性能要求而定。

正常的核壳聚合物基本上有两种类型:软核硬壳和硬壳软核。

影响核壳结构的因素中,除了两种单体的加料次序外,还与单体亲水性有关。

一般先聚合的为核,后聚合的为壳。

但先将亲水性的单体聚合成核,在后续疏水性单体聚合时,亲水性核将向外迁移,趋向水相,将使内核和外壳逆转;逆转不完全,有可能形成草莓形、雪人形等异形结构。

其它如引发剂的水溶性、温度、PH、聚合物粘度都有影响。

3、无皂乳液聚合:一般乳胶粒表面吸附有乳化剂,难以用水洗净,在生化医药制品的载体应用上受到了限制,因此考虑无皂乳液聚合。

所谓“无皂“聚合,只是利用引发剂或极性共单体,讲极性或可电离的基团化学键接在聚合物上,使聚合产物本身就成为表面活性剂。

无皂聚合可用来制备粒度单分散性好、表面洁净、带有功能基团的聚合物微球,可在粒径和孔径测定、生物医药载体等特殊场合获得应用。

4、微乳液聚合:传统乳液聚合最终乳液胶粒径为100~150nm,乳液不透明,呈乳白色,属于热力学不稳定体系。

而微乳液粒径为8~80nm,属于纳米级微粒,经特殊表面活性剂体系保护,可成为热力学稳定体系,各向同性,清凉透明。

微乳液聚合配方的特点是:单体用量很少,并加有大量戊醇做乳化剂,乳化剂和戊醇能形成复合胶束和保护膜,还可使水的表面张力降的很低,因为使单体分散成10~80nm的微液滴,乳液稳定性良好。

在微乳液聚合过程中,除胶束成核外,微液滴可以与增溶胶束竞争,吸取水相中的自由基而进行液滴成核。

聚合成胶粒后,未成核的微液滴中单体通过水相扩散,供应胶粒继续聚合,微液滴很快消失。

微液滴小时候,这增溶胶束仍继续胶束成核。

未成核的胶束就为胶粒提供保护所需的乳化剂,最终形成热力学稳定的胶乳。

微乳液聚合的最终乳胶粒径小,表面张力低,渗透、润湿、流平等性能好,可得透明涂膜,如与常规聚合物乳液混用,更能优势互补。

5、反相乳液聚合:如将丙烯酰胺水溶液、有机溶剂、油性引发剂、油性乳化剂分散成油包水型乳液,而后聚合,就成为反相乳液聚合。

反相乳液聚合中研究的最多的单体是丙烯酰胺,丙烯酸及其钠盐、对乙烯基苯磺酸钠、丙烯腈、N-乙烯基吡咯烷酮等研究。

甲苯、二甲苯等芳烃是常用的分散介质,环己烷、庚烷、异辛烷等也常选用。

HLB值在5以下的非离子型油溶性表面活性剂,常选作乳化剂。

乳化剂可以处于液滴的保护层,也可能在有机相内形成胶束,单体扩散入内,形成增溶胶束。

水溶性和油溶性引发剂均有选用,成粒机理均以液滴成核为主。

反相乳液聚合的最终粒子都很小。

反相乳液聚合法聚丙烯酰胺分子量可达千万以上,常用作采油助剂、絮凝剂等。

三、反相微乳液聚合法在制备聚丙烯酰胺方面的应用:1、聚丙烯酰胺的工艺流程图:2、聚丙烯酰胺的合成装置图:3、丙烯酰胺微乳液合成实验部分:该实验包括微乳液的制备、丙烯酰胺反相微乳液聚合两大部分。

通过实验研究丙烯酰胺微乳液聚合影响因素及其主次顺序。

①微乳液的制备:此试验的微乳液制备采用Schulman法。

通常若不加其它试剂,油与水是互不相溶的,即油水分层。

将环己烷、丙烯酰胺单体溶液、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)按一定比例加入到烧瓶中,不搅拌,则油水分层,见图3.1.1,两者之间有明显的分界面;启动搅拌,乳化剂祈祷乳化作用,使水溶于油相中,形成混浊、不透明、乳白色的乳液状,如图3.1.2;然后向乳白色的乳液中滴加助乳化剂,同时轻微搅拌,不同剧烈搅拌,在某一时刻体系会由混浊状态突然变得清澈,透明,无色的均一体系。

制备的微乳液如图3.1.3,3.1.4。

②反相微乳液聚合实验:将250ml四口烧瓶置于数字控制恒温水浴箱中,在其四口上分别安装四氯乙烯搅拌器、会留冷凝管、温度计、氮气导管,在烧瓶中按上述的方法配成微乳液后,通高纯度氮气20min以驱除氧气,是整个反应体系处于氮气氛围中;同时将恒温水浴箱控制到指定温度,继续通氮气并搅拌20min,再加入一定量的氧化剂过硫酸钾和还原剂亚硫酸氢纳作引发剂引发丙烯酰胺聚合,体系温度将出现明显升高,表明体系已开始反应。

反应到一定时间,停止搅拌,结束反应。

将产物用无水乙醇洗涤,得到聚合物沉淀,置于真空干燥想中60℃下烘干,再粉碎,最后得到粉状PAM产品。

4、聚丙烯酰胺性能的影响因素:自由基聚合的聚合物分子量受一系列因素的影响:在用乌氏粘度计测量试样分子量时,因一些主观或客观因素影响实验数据;在聚合过程中,反应条件的改变对产物相对分子量有着十分重要的影响。

故把各因素对反应产物性能的影响作了重点研究。

①测量操作过程中的因素:聚丙烯酰胺的相对分子量是用其特性粘数表征的。

在测定的过程中,影响试样特性粘数的大小有以下几种因素:(1)乌氏粘度计的毛细管未洗干净。

一些杂质粘附在毛细管上影响了聚合物溶液在其中的流动。

(2)测量时水浴温度波动,不稳定。

(3)实验操作过程中的读数误差。

②引发剂浓度:引发剂是产生自由基聚合反应的活性中心,用量越多,活性中心越多,相应的聚合物分子量就低,因此引发剂浓度[I]对聚合生成的PAM分子量有直接影响。

丙烯酰胺水溶液聚合反应速率与引发剂浓度的平方根成正比,而聚合物的分子量与引发剂的浓度平方根成反比,引发剂用量大,产物分子量较低,因此为提高分子量,一般要适当降低引发剂的浓度,但是用量太少,又常常导致单体不聚或低聚。

下表是在其它条件不变的情况下,改变引发剂浓度,考察引发剂浓度对聚合物分子量的影响。

引发剂浓度过低时,聚合反应难以引发或反应时间长。

引发剂浓度太大,聚合反应速率过快,特性粘数及分子量下降。

由图可以看出:当引发剂浓度大于0.16%时,随着引发剂浓度的增加,PAM的分子量显著减小。

结果表明引发剂浓度在0.16%处能得到较满意的结果。

③单体浓度:单体浓度的影响与一般自由基聚合规律相同,即单体浓度越高,聚合反应速率越快,产物分子量越高,而且设备利用率较高。

但是单体浓度过高,聚合时放热量大,给操作带来困难且往往带来聚合失败。

如图3.2是在其它条件不变的情况下,改变单体浓度,讨论单体浓度对聚合物分子量的影响。

由图中关系曲线可知,当单体浓度处于15-25%之间时,聚合物分子量随单体浓度的增加而增大。

这符合自由基聚合规律。

但当单体浓度高于25%以后,分子量随单体浓度的增加呈下降趋势,这可能由于单体浓度过高使得聚合反应速度很大,体系粘度迅速增加,聚合反应产生的热量不能及时散发,产生局部反应温度过高加速了反应的终止,从面使聚合产物分子量减小。

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