核壳乳液聚合 PPT

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核壳乳液聚合课件ppt

核壳乳液聚合课件ppt

2021/3/10
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2、热处理性能
PEA/PS复合胶乳膜的热处理性能,处理之前膜又软 又弱;经热处理之后,变成刚性和脆性,并且膜的拉伸 强度也增加了。
对于50/50的PEA/PS复合胶乳膜,其粒子形态由相 分离的PS微粒分散在连续相PEA中.这些膜的力学行为 属于软的热塑性弹性体,经过高于Tg以上的温度的热 处理,其模量、断裂强度和断裂能量显著增加。
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2、互穿聚合物网络IPN机理
在核壳乳液聚合反应体系中加入交联剂,使 得核层、壳层中一者或两者发生交联,则生成 乳液互穿聚合物网络。
3、离子键合机理
若核层聚合物与壳层聚合物之间靠离子键结 合起来,这种形成核壳结构乳胶粒的机理称为 离子键合机理。为制得这种乳胶粒,在进行聚 合时需引入能产生离子键的共聚单体。
核/壳乳液聚合
2021/3/10
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一、定义及合成方法
(两步乳液聚合法)
定义:第一步先按设计的条件,制备具有一 定大小的聚合物粒子作为种子;第二步将预 聚合的单体和引发剂等加入到该种子乳胶体 系中,控制水相中不含或含极少量游离的乳 化剂,抑制新粒子的生成,使加入的单体在 种子上继续聚合并使粒子增长,达到增大粒 径和控制粒子分布的目的。
可能得到“翻转”型、半月型、夹心型或正常型
结构的乳胶粒。
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4、其他影响因素
除了以上的几个影响因素外,其他如:反应体 系的PH值、反应温度及聚合场所的粘度对乳胶 粒的结构形态均有影响。
1. PH值直接影响引发剂的分解。 2. 反应温度和粘度对聚合物分子链的运动有影响,
当粘度太大时,由于聚合物分子链运动困难, 有可能使位于壳层的疏水性聚合物不能扩散到 亲水性聚合物壳中,从而形成非 “翻转”的乳 胶粒。

种子乳液聚合PPT课件

种子乳液聚合PPT课件

聚合稳定性增加, 当超过一定量时,聚合反应稳定性有下降
趋势,且粒径增加。张静等用半连续种子乳液聚合法合成了
核壳型丙烯酸酯类反应性微凝胶乳液,研究了反应条件对乳
胶粒粒径及分布的影响,并用FTIR,TEM和流变仪测定了
乳液结构和性能,发现壳层单体中加入功能性单体甲基丙烯
酸 酸用,量乳的胶增粒加粒粒径径减分小布i 粒变径宽分,布甲初基期丙变烯窄酸用,量但以随3着%甲一基4丙烯%
a
4
4、生成机理
① 接枝机理 该机理认为在核与壳之间存在一过渡 层 , 它是由第二单体接枝到种子聚合物上形成的, 这个过渡层降低了核与壳聚合物间的界面能,从而 使 法复,合把粒D子M得AE以M稳A(定甲。基P丙e烯d酸r o二等甲用氨种基子乙乳酯液)成聚功合 地接枝到天然橡胶上 ,通过NMR证实了分枝的存 在。王郁翔等采用预乳化种子乳液聚合法,通过甲 基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯接枝共聚反应,制得抗 冲击改性剂乳液。叶志斌等通过正交实验,考察了 各个单体的用量及其它因素对丙烯酸酯接枝天然橡 胶胶乳的转化率和接枝率的影响,得到了转化率高 且稳定的乳液,可以用于压敏胶胶乳的制备
a
15
8、种子乳液聚合的应用
( 1 ) 辐射引发种子乳液聚合 ,利用高能辐射引发单体进行种子乳液聚合, 易控制,易工艺 自动化,但目前设备昂贵, 能量利用率低 ,实用性不 大, 有待更进一步地研究;
( 2 ) 反相种子乳液聚合和完全亲水性种子乳液聚合可以使乳胶粒的结构 和组成多元化,但此方面的研究报道很少,有待深入研究;
a
10
③乳化剂的影响
种子乳液聚合过程中,乳化剂用量过少 ,反应不稳定,易产生凝聚物 , 乳液光泽性差。随着乳化剂用量增加 ,反应体系稳定性提高,凝聚物大 量减少 ,粘度增大当乳化剂增加到一定程度时,虽然其对聚合反应速率 及单体转化率没有明显的影响,但是胶膜的吸水率增加,耐水性下降。 因此,乳化剂用量应根据反应的情况进行选取。单一乳化剂不能达到良 好的乳化效果, 一般将阴离子型和非离子型乳化剂复合使用,产生协同 效应,同时用量可以减少 。乳化剂的配比对反应也有重要的影响,当配 比恰当时,乳化剂的性能可以很好地互补,达到最好的效果。孟勇等引 采用种子乳液半连续法合成了具有高有机硅含量的复合乳液,研究了乳 化剂的种类 、复配 比例对乳液性能与乳胶粒径 、分布和结构的影 响。 结果表明,用阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS) 、十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠所合成的乳胶粒子粒径依次增 大,SDS与OP.1 0复 配使用时 随OP.1 0质量分数的增加,聚合速率和转化速率降低化剂的最佳配 比基S硫D酸S钠/和O壬P.基1聚0十为五5 :氧1乙。烯廖复水合姣乳等化n剂利制用备种了子固乳含液量聚高合达法65以.十4二%烷左 右的丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸共聚物乳液,并对其性 能进行了测试,结果表明乳液性能良好,固含量高于一般的乳液

《核壳乳液聚合》课件

《核壳乳液聚合》课件

核壳乳液聚合的微观结构演变
微观结构表征
采用显微镜、光谱分析等 技术手段对核壳乳液聚合 过程中的微观结构进行观 察和表征。
结构演化机理
研究微观结构演变的机理 ,包括聚合物链的伸展、 相分离、相转变等过程。
结构与性能关系
探讨微观结构与乳液和聚 合物性能之间的关系,为 优化核壳乳液聚合提供理 论指导。
核壳乳液聚合的成核与生长过程
核壳乳液聚合的机理研究
核壳乳液聚合的动力学模型
01
02
03
聚合动力学模型
描述了核壳乳液聚合过程 中聚合物的形成速率和聚 合度随时间的变化规律。

反应动力学方程
根据聚合反应机理建立的 反应动力学方程,用于预 测聚合过程的动力学行为 。
动力学参数确定
通过实验测定和数值模拟 方法确定动力学模型中的 参数,以更好地描述聚合 过程。
高分子材料制备
01 02
高分子材料
核壳乳液聚合技术在高分子材料制备方面具有广泛应用,如合成橡胶、 塑料、纤维等。通过控制聚合过程和乳液结构,可以制备出具有优异性 能和功能的高分子材料。
聚合物共混物
核壳乳液聚合技术可以将两种或多种聚合物通过共混制备成具有优异性 能的聚合物共混物,如提高耐热性、增强机械性能、改善加工性能等。
03
CATALOGUE
核壳乳液聚合的影响因素
单体浓度
总结词
单体浓度是影响核壳乳液聚合的重要因素之一。
详细描述
在一定范围内,随着单体浓度的增加,聚合反应速率加快,粒子数目增多,粒径增大。但当单体浓度过高时,会 导致聚合物分子量降低,粒径分布变宽。因此,选择合适的单体浓度对于获得理想的核壳乳液聚合效果至关重要 。
化学反应介质

乳液聚合方法PPT课件

乳液聚合方法PPT课件

亲憎平衡值,也称亲水亲油平衡值 ( HLB )
是衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对其性大,表明亲水性越大。 HLB值不同,用途也不同。乳液聚合在 8~18范围
.
7
3. 乳液聚合机理
对于“ 理想体系”,即单体、乳化剂难溶于水,引 发剂溶于水,聚合物溶于单体的情况
(2)聚合度
设:体系中总引发速率为ρ(生成的自由基 个数/ cm3 • s)
对一个乳胶粒,引发速率为 ri ,增长速率为 rp
则,初级自由基进入一个聚合物粒子的速率为
ri
N
每秒钟一个乳胶粒吸收的自由基数 即 自由基个数 / s
.
14
每个乳胶粒内只能容纳一个自由基,
每秒钟加到一个初级自由基上的单体 分子数,即聚合速率:
单体
单体和乳化
液滴
剂在聚合前
的三种状态
➢ 极少量单体和少量乳化剂以分子分散状态溶解在水中
➢ 大部分乳化剂形成胶束,约 4 ~5 n m,1017-18个/ cm3
➢ 大部分单体分散成液滴,约 1000 n m ,1010-12个/ cm3
.
8
聚合场所:
水相不是聚合的主要场所;
单体液滴也不是聚合场所;
一般自由基聚合,提高[ I ] 和T,可提高Rp, 但Xn下降
.
16
.
4
加入单体的情况
在形成胶束的水溶液中加入单体
极小部分单体 以分子分散状 态溶于水中
小部分单体 可进入胶束 的疏水层内
大部分单体 经搅拌形成 细小的液滴
体积增至 60 ~100Å
相似相容,等于增 加了单体在水中的 溶解度,将这种溶 有单体的胶束称为 增容胶束
.
体积约为 10000Å

乳液聚合法制备聚醋酸乙烯酯制备PPT课件

乳液聚合法制备聚醋酸乙烯酯制备PPT课件

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☆乳胶粒生成阶段(阶段Ⅰ)
胶束
单体珠滴
增溶胶束


单体珠滴
乳胶粒
I
水相
乳胶粒
胶束
第21页/共62页
21
☆乳胶粒长大阶段(阶段Ⅱ)
单体珠滴

乳胶粒

单体珠滴
水相
乳胶粒
I
第22页/共62页
22
☆聚合完成阶段(阶段Ⅲ)


水相
乳胶粒
乳胶粒
I
第23页/共62页
23

聚合场所:
水相不是聚合的主要场所;
机物,较高时应进行除氧和去离子处理。
第35页/共62页
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引发剂
☆常用过氧化物作引发剂,如过硫酸钾、过硫酸铵、过氧
化氢等,用量为单体重量的0.1-1%。工业上常使用过
硫酸铵(室温下水中溶解度20%以上,过硫酸钾则为
2%)。
第36页/共62页
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乳化剂
☆属表面活化剂。常用的乳化剂有OP-10(辛基苯酚聚

粘结剂、涂料:白胶、乳胶漆等

各种助剂(纺织、造纸、建筑)等
第2页/共62页
2
乳液聚合生产的主要特点是:
(1) 聚合速度快,分子量高;
(2) 以水为介质,成本低。反应体系粘度小,稳定性优
良,反应热易导出。可连续操作;
(3) 乳液制品可以直接作为涂料和粘合剂。粉料颗粒小,
适合于某些特殊使用场合;
(4) 由于使用乳化剂,聚合物不纯。后处理复杂,成本高。
第11页/共62页
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பைடு நூலகம்
非离子乳化剂
活性部分呈分子状态,如环氧乙烷聚合物,或与环

乳液聚合经典教程ppt课件

乳液聚合经典教程ppt课件

Williame 核壳理论
7
★ 乳液聚合特点
优 (1) 易散热
η ↓ (对本体、溶液)
dp↓ (悬浮50~200μ
(2) Rp Mw 可同步增加
分割体系 Mw~τ Rp~Nc
(3) 聚合产物粘度低,易操作
(4) 水基 安全 无公害
(5) 直接使用
缺 (1) 固体聚合物使用 分离困难
(2) 乳化剂等杂质
6
乳液聚合的基础研究
Gardon Harada Parts Sundberg Ⅰ阶段 重新考察计算
引伸发展经典理论
Stockmayer O'Toole
Ⅱ阶段 解析求S-E方程通解
Ugelsted 稳态假设
Ⅱ阶段 慢速终止 数值法求解
Gardon 非稳态假设
Katz
Ⅱ阶段 快速终止 统计法求解
Zimmit Benson Burkhart Criis Hui Ⅲ阶段 Trommsdoff效应
X% 胶束 单体液滴 Nc 胶粒体积 [M]
分散阶段
0 存在 存在
0
0
0
Ⅰ M/P生成阶段 0~10 存在 存在 增加 增长 恒定
Ⅱ M/P长大阶段 10~40 无 存在 恒定 增长 恒定
Ⅲ 聚合完成阶段 40~100 无 无 恒定 稍微收缩 下降
-

d[M]/dt


0 11 X
2.3 S-E动力学理论 ◆ 低聚物自由基 水相中 可能的反应和结果
5
60-80' (现状)
◆ 乳液聚合工业规模 ~1000万吨/年 1/10聚合物产量
◆ 乳液聚合产品的应用
橡胶 丁苯 丁腈 氯丁 etc 塑料 PTFE ABS PVC糊 etc 涂料 粘合剂 织物整理剂 纸张处理剂

核壳乳液聚合

核壳乳液聚合

1/when the amount of α-MAA was2. 离子键合机理——不同电荷的相互作用
Introduction
影响核壳乳液聚合的因素 核壳乳液聚合的核壳结构
使粒子长大
形成核壳结构
butyl acrylate (BA) as soft monomer, styrene (St) as hard monomer
emulsion began to layer. 当R0»R1,无规共聚物;
法也使乳胶粒表
Results and discussion
面单体浓度很高

Company name
影响核壳乳液聚合的因素
• 影响核壳结构的因素除了两中单体的加料次序外,还 与单体的亲水性有关。
• 一般乳液聚合都以水为分散介质,亲水性较大的聚合 物易和介质水接近,而疏水性倾向于排斥介质水,因 而形成不同结构形态的胶乳粒子。
Company name
核壳乳液聚合的核壳结构
单体液滴
单体液滴
种子胶乳
单体、乳化剂分别处在水溶液、 胶束、液滴三相中的示意图
Company name
影响核壳乳液聚合的因素
• 根据核和壳单体的不同,正常的核壳聚合物基本上 有两种类型:
• 硬核软壳型:这类聚合物主要用作涂料。 • 软核硬壳型:调节玻璃化温度或最低成膜温度。以
➢ the functional monomer dosage was 7.5 g.
Abstract
❖used as wet strength agent
➢ single use of APSBM(苯乙烯-丙烯酸丁酯-α-甲基丙烯酸) was not good
➢ simultaneous use of 0.3% APSBM and 0.7% PAE showed great improvement of wet strength to 38%

乳液聚合生产工艺课件PPT(共 72张)

乳液聚合生产工艺课件PPT(共 72张)

表面活性剂乳化剂
按照乳化剂作用形 成稳定胶束的机理
低分子乳化剂
高分散性固体粉末乳化剂
阴离子型乳化剂 (使用条件:pH>7) 常用的阴离子型乳化剂有:硬脂酸盐、松香酸盐、
烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐等。
阳离子型乳化剂 (使用条件:pH<7)
按照亲水基 团的性质
主要类型是胺类化合物的盐如脂肪胺盐和季胺盐。
(3)空间位阻的保护作用
乳化剂使液滴或乳胶粒周 围形成有一定厚度和强度的水
乳胶粒
合层,起空间位阻的保护作用 。 这种空间位阻的保护作用阻碍 了液滴或乳胶粒之间的聚集而 具有空间位阻作用的水合层示意图 使乳状液稳定
影响乳状液稳定的因素
(1)电解质的加入 当乳状液中加入一定量的电解质后,液相中离子浓度增 加,在吸附层中异性离子增多,电中和的结果是使动电位下 降,双电层被压缩。当电解质浓度达到足够浓度时,乳胶粒 的动电位降至临界点以下,乳胶粒之间的吸引力由于排斥力 的消失而体现出来,使体系出现破乳和凝聚现象。
离子型乳化剂形成的乳状液其电解质稳定性差。
(2)机械作用 当机械作用能量超过聚集活化能时,乳胶粒就彼此产 生凝聚。非离子型乳化剂形成的乳状液其机械稳定性差;
(3)冰冻 由于冰晶的继续增长而被覆盖在下面的乳状液一方 面受到机械压力,一方面水的析出时乳状液体系内电解 质浓度升高,直至最后造成破乳。
(4)长期存放
乳液聚合过程和机理
乳液聚合过程体系的相转变:
液-液体系→液-固体系 根据间歇法乳液聚合的动力学特征,可以把整个乳液聚合 过程分为四个阶段:
• 分散阶段(聚合前段)
• 乳胶粒长大阶段(聚合II段)
• 乳胶粒生成阶段(聚合I段) • 聚合完成阶段(聚合III段)
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➢ SEM photographs showed that the appearance of paper treated with 0.7% PAE and 0.3% APSBM had a close crosslinking(交联)
丙烯酸丁酯、苯乙烯、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚
❖the optimal conditions
➢ the ratio of SDS to OP-10 was 1:2, total dosage was 8%;
➢ the dosage of initiator was 0.25 g, including 0.15g in seeded polymerization process and 0.1g in shell polymerization process;
核壳乳液聚合
核壳乳液聚合
1
什么是核壳乳液聚合
2
核壳乳液聚合的核壳结构
3
影响核壳乳液聚合的因素
4
核壳乳液聚合运用举例
什么是核壳乳液聚合
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单体,则形成核 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结力,提高力学性能。 在总配比完全相同的情况下,因为组分性质的差 异,采用种子乳液聚合的方法,控制不同的加料 顺序和条件,可以得到结构形态不同的核壳乳胶 粒子。 与普通乳液乳液聚合相比,它有显著的优越性, 如在流变性、最低成膜温度、玻璃转化温度、抗 张强度、粘接性能、加工性等方面有显著的特点。
影响核壳乳液聚合的因素
壳层物质的加料方法不同, 形成的核壳结构和核壳间结合方式也差别很大。
间歇法:壳单体 一次性加入,在 引发剂存在下引 发ห้องสมุดไป่ตู้合,这种方 法也使乳胶粒表 面单体浓度很高。
影响核壳乳液聚合的因素
影响核壳结构的因素除了两中单体的加料次序外,还 与单体的亲水性有关。 一般乳液聚合都以水为分散介质,亲水性较大的聚合 物易和介质水接近,而疏水性倾向于排斥介质水,因 而形成不同结构形态的胶乳粒子。 正常结构和非正常的结构形态(如翻转形等)乳胶粒。
什么是核壳乳液聚合
少量单体先形成种子胶乳 后继的正式聚合采用同一种单体
使粒子长大
少量单体先形成核结构部分 后继聚合采用不同单体 形成核壳结构
种子乳液聚合
核壳乳液聚合
核壳乳液聚合的核壳结构
乳胶粒的核壳结构: 在乳胶粒的中心附近是一 个富聚合物的核,其中聚 合物含量大而单体含量少。 在核的外围是一层富单体 的壳;在壳表面上吸附乳化 剂分子而成一单分子层, 以使该乳胶粒稳定的悬浮 在水相中。 在核与壳的界面上,分布 有正在增长的或失去活性 的聚合物末端,聚合反应 就是发生在这个界面上。
Forestry University
❖ From
4th International Conference on Pulping, Papermaking and Biotechnology
Contents
1. Abstract 2. Introduction 3. Experienment 4. Results and discussion 5. Conclusion
➢ the functional monomer dosage was 7.5 g.
Abstract
❖used as wet strength agent
➢ single use of APSBM(苯乙烯-丙烯酸丁酯-α-甲基丙烯酸) was not good
➢ simultaneous use of 0.3% APSBM and 0.7% PAE showed great improvement of wet strength to 38%
核壳乳液聚合的核壳结构
单体液滴
单体液滴
种子胶乳
单体、乳化剂分别处在水溶液、 胶束、液滴三相中的示意图
影响核壳乳液聚合的因素
根据核和壳单体的不同,正常的核壳聚合物基本上 有两种类型: 硬核软壳型:这类聚合物主要用作涂料。 软核硬壳型:调节玻璃化温度或最低成膜温度。以 丁二烯﹑丙烯酸丁酯等软单体,经乳液聚合后为种 子,甲基丙烯酸甲酯﹑苯乙烯﹑丙烯睛等为硬单体, 后来加入继续聚合,就成为硬壳层。以B(聚丁二烯) 为核,S(苯乙烯)和A(丙烯氰)共聚物为壳,就 成了著名的ABS工程塑料。
Related imformation
❖ Title
synthesis and application of anionic acrylic emulsion(阴离 子丙烯酸) used as paper wet-strength additive
❖ Authors
Xin Liu, Chunhua Tian, Yuying Wu, Xueming Zhang College of Materials Science and Technology, Beijing
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交流
影响核壳乳液聚合的因素
核壳乳液粒子构成机理 接枝机理 一种单体在另一种聚合物存在下进行聚合时,在适当的 条件下,会多去聚合物上的活泼氢原子而发生接枝共 聚。如St-BA核壳乳液聚合 互穿聚合物网络机理
两种聚合物分子链相互贯穿并以化学键的方式各自交联 而成的网络结构 离子键合机理——不同电荷的相互作用
Abstract
❖ polymerization
butyl acrylate (BA) as soft monomer, styrene (St) as hard monomer
sodium dodecyl sulfate (SDS) and dodecyl polyoxy ethylene (OP-10) as emulsifiers under nitrogen
核壳乳液聚合的应用举例(1)
多层特种结构聚合物乳胶粒子
递变进料、单体A单体B、洋葱 当R0:R1=1:2,内部富含B外部富含A的核壳聚合物; 当R0»R1,无规共聚物;当R0«R1,典型的B核A壳聚合 物
核壳乳液聚合的应用举例(2)
synthesis and application of anionic acrylic(阴离子 丙烯酸) emulsion used as paper wet-strength additive
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