反应型乳化剂聚合水性丙烯酸乳液体系及研究
低VOC含量丙烯酸酯乳液聚合物合成方法研究
氨水(25 %) 交联剂 S 乳化剂组合物 A
西陇化工股份公司 自制 自制
工业级
乳化剂组合物 B 乳化剂组合物 C 乳化剂组合物 D
自制 自制 自制
去离子水
自制
注：乳化剂组合物 A-D 分别在实验室配置，是一定比例的阴离子和非离子 乳化剂的混合物。
2.2 树脂的合成
高温引发体系：反应温度 75~80 ℃； 氧化还原引发体系：反应温度 42~60 ℃。 如图 3 所示。
2 实验部分
2.1 实验原料
表 1 聚合用原材料
Tab.1 List of polymer raw materials
原材料名称
生产厂家
等级
丙烯酸丁酯(BA) 甲基丙烯酸甲酯(MMA)
德国巴斯夫 日本三菱
工业级 工业级
甲基丙烯酸(MAA) 双丙酮丙烯酰胺(DAAM)
己二酰肼(ADH)
日本触媒 日本协和发酵 日本协和发酵
[中图分类号]TQ32
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2009)08-0051-02
丙烯酸乳液聚合工艺
丙烯酸乳液聚合工艺
丙烯酸乳液聚合工艺是一种常见的聚合工艺，用于生产丙烯酸乳液树脂。
该工艺可以广泛应用于油漆、胶黏剂、纺织等行业。
首先，在丙烯酸乳液聚合工艺中，需要准备好丙烯酸、稀释剂和催化剂等原料，以及反应釜和搅拌设备。
在工艺开始前，需要确保所有设备和材料的清洁。
接下来，将反应釜中加入适量的稀释剂，并加热至一定温度，一般在60-80℃之间。
当达到设定温度后，开始搅拌设备，将
丙烯酸逐渐加入反应釜中。
搅拌的目的是将丙烯酸均匀分散在稀释剂中，以便后续的聚合反应。
当丙烯酸完全加入反应釜后，继续保持反应体系的温度和搅拌速度。
同时，将催化剂加入反应釜中，并适当延长反应时间，以促进聚合反应的进行。
在聚合反应进行的过程中，需要注意调节反应体系的温度、搅拌速度和催化剂的用量，以控制聚合反应的速率和产物的质量。
此外，还需要不断监测反应体系中丙烯酸的消耗情况，根据需要适时加入新的丙烯酸。
当聚合反应完成后，停止加热和搅拌设备，将反应釜中的丙烯酸乳液树脂转入容器中进行冷却和贮存。
冷却过程中，可以适当加入稳定剂和其他助剂，以提高产品的稳定性和应用性能。
最后，对生产过程进行清理和消毒，确保设备和工作环境的卫
生和安全。
同时，对产生的废水和废料进行处理，以减少对环境的污染。
总的来说，丙烯酸乳液聚合工艺是一种相对简单和有效的工艺，能够生产高质量的丙烯酸乳液树脂。
然而，在实际生产过程中还需要充分考虑原料的质量和保存条件，以及严格控制工艺参数，以确保产品的品质和稳定性。
同时，借助先进的设备和技术，可以进一步提高生产效率和产品的竞争力。
ADEKA反应型乳化剂SR ER系列在乳液聚合中的应用
ADEKA CORPORATION
11
Q, e值
Monomer St Q 1.0 0.60 0.74 0.42 1.15 0.026 0.005 0.026 e -0.8 1.20 0.40 0.60 0.77 -0.22 -1.48 -0.60
共轭类
Conjugative
AN MMA MA AAｃ
2
1. 烯丙基的聚合特性
SE-10N的均聚性 Homopolymerization of SE-10N
Concentration for SE-10N (M) 1.7×10-1（over CMC) Solvent Water Initiator (M) KPS Yield (%) 6.2
1.0×10-5（under CMC)
ADEKA CORPORATION
9
反应性乳化剂聚合基的位置 Classification of reactive surfactants
Reactive Hydrophilic
Hydrophobic
1. Head BIMAX, DOW, R&H
2. Tail Clariant, PPG
3. Middle ADEKA (SE, SR)
粒子径（nm）
SR共聚率 (%) 耐水性 （hr）
动态光散乱法，测定温度25℃
由HPLC法所测出的测量线算出SR的反应率 往乳液中添加3%的TEXANOL成膜助剂，后用涂布器在玻璃板上制作2密 耳厚的涂膜，干燥3天后，浸入50℃的温水中，测定直至8号文字所不 能辨认为止时所花的时间
ADEKA CORPORATION
乳化剂
1
引发剂
乳化剂=对单体0.75-2.5wt%
丙烯酸酯类乳液的合成工艺
丙烯酸酯类乳液的合成工艺丙烯酸酯类乳液是一种常用的水性胶粘剂，广泛应用于涂料、胶黏剂、印刷油墨等领域。
下面将介绍丙烯酸酯类乳液的合成工艺，希望对相关领域的从业人员有所指导和帮助。
首先，丙烯酸酯类乳液的合成工艺通常包括以下几个步骤：单体预聚合、乳化、稀释及调节pH值、包装。
一、单体预聚合单体预聚合是丙烯酸酯类乳液合成的第一步。
通常使用甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸乙酯（EA）等单体进行预聚合反应。
该步骤中，单体需与引发剂进行反应，生成一定程度的高分子聚合物。
二、乳化乳化是将预聚合物与乳化剂进行混合，并加入适量的去离子水，通过机械或物理的方法使其均匀分散在水相中，形成胶体溶液。
乳化剂能够使预聚合物分散稳定，并提高乳液的粘度和黏附性能。
三、稀释及调节pH值在乳化过程中，乳液常常需要稀释以达到所需的固含量。
稀释过程中可以根据需要加入适量的助剂，如泡沫抑制剂、增稠剂、抗菌剂等。
此外，还需要根据具体要求调节乳液的pH值，一般范围在5-9之间。
四、包装在完成稀释及调节pH值后，乳液需要进行包装，常见的包装方式有塑料桶、配料罐等。
在包装的过程中需要注意保持环境的卫生和干燥，避免杂质进入乳液。
以上是丙烯酸酯类乳液的合成工艺。
在实际生产过程中，还需要根据具体要求进行工艺参数的调整和优化，以获得所需的产品性能。
此外，丙烯酸酯类乳液的合成工艺存在一定的变化和改进空间，需要根据具体情况灵活应用。
综上所述，丙烯酸酯类乳液的合成工艺涉及单体预聚合、乳化、稀释及调节pH值、包装等步骤。
准确掌握合成工艺对于生产高质量的丙烯酸酯类乳液至关重要。
希望本文能够为相关从业人员提供有益的指导和参考。
丙烯酸乳液生产配方
丙烯酸乳液生产配方丙烯酸乳液是一种重要的涂料，也是最常用的水性涂料之一。
它具有优异的附着力、耐磨抗老化性能、透明性以及良好的抗渗性能。
由于其卓越的性能，丙烯酸乳液已经被广泛应用于建筑装饰、汽车制造、家用电器、家具等众多领域。
因此，制备高品质的丙烯酸乳液，对涂料企业来说，具有重要的意义。
一、丙烯酸乳液生产配方1.原料组成：甲苯、正丙醇、氢氧化钠、甲醇、丙烯酸乳液的抗候氧化剂；2. 丙烯酸乳液配方：（1）丙烯酸酯溶剂：甲苯占总溶剂质量的67％，正丙醇占总溶剂质量的33％；（2）乳化剂：氢氧化钠占2％；（3）其他原料：甲醇占总液体质量的1％，抗候氧化剂占1％，丙烯酸占总液体质量的28％。
二、丙烯酸乳液生产工艺1.配料步骤：使用称量法将原料按配方放到容器中，用水按配方比例稀释，搅拌均匀；2.乳化步骤：将混合液置于乳化机中进行乳化混合，乳化时间一般为15-30分钟；3.凝固步骤：将乳液放入搅拌机中搅拌，搅拌速度为500-1000转/分钟，混合物由热量形成凝胶状态，冷却后分装；4.调配步骤：将冷却后的凝胶存放在温度控制的罐中，定时加入抗候氧化剂调配；5.封装步骤：将调配后的丙烯酸乳液以合格质量封装。
总之，丙烯酸乳液的生产过程非常复杂，配料、乳化、凝固、调配、封装等环节的控制都非常重要，以保证最终产品的质量及使用性能。
三、丙烯酸乳液使用要点1.使用丙烯酸乳液前，应先测试样品室温粘度，以确定乳液是否符合使用要求；2.由于丙烯酸乳液的涂料厚度及一次涂覆的湿膜厚度小，使用前应按配方比例搅拌；3.涂装时，应用滚涂、刮涂、喷涂等方法，以保证涂料表面均匀；4.涂装后，应对产品进行水稳定性试验，以检验涂料的耐水性；5.丙烯酸乳液涂料涂装完成后，应封存涂料剩余产品，并及时处理，以免造成材料浪费；6.涂装完工后，应对产品外观、色泽等方面进行检查，以确保产品质量及使用效果。
四、丙烯酸乳液的优点1. 丙烯酸乳液具有优良的附着力，可以将涂料牢固地粘在各种基材表面，涂料具有良好的耐腐蚀性；2.丙烯酸乳液具有良好的耐磨抗老化性能，即使长时间暴露在空气中也不易老化；3.丙烯酸乳液具有透明性，可以保持基材的色泽，涂料表面光滑，且不易粘沾灰尘；4.丙烯酸乳液具有良好的抗渗性能，可以有效防止水分向外渗透；5.丙烯酸乳液具有良好的施工性能，有助于降低涂装成本。
丙烯酸酯乳液聚合
收稿日期 : 2009 - 07 - 22 作者简介 : 罗振扬 ( 1966 ～) ,男 ,研究员级高工 ,研究方向高分子材料合成及改性 。 E - mail: luozhenyang@ njfu. edu. cn
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罗振扬等 丙烯酸酯乳液聚合 2009 1Vo l1 23 , No. 8 化工时刊 本实验根据上述原理 , 以 MMA 为单体 , 加入不 同量的引发剂过硫酸钾 ( KPS) ,采用阴离子型乳化剂 (十二烷基苯磺酸钠 SDBS)和非离子型乳化剂 (壬基 酚聚氧乙烯醚 OP - 10 ) 分别按不同比例配成复合乳 化剂体系作为乳化剂来进行乳液聚合 ,进一步利用红 外光谱法表征聚合产物的特征结构 , 用 Zeta 电位仪 测定产物的电位值 , 用离心机测定产物的机械稳定 性。 合物乳液具有很大的稳定性 。而本实验中的引发剂 KPS是用蒸馏水溶解后用恒流泵均匀滴加的 ,考察了 引发剂用量对聚合的影响 。实验中乳化剂和引发剂 用量见表 1。
1
实验部分
集热式恒温加热磁力搅拌器 ( DF - 101S实验仪器及试剂
注 : 每组实验均取单体 (MMA ) 20 g,蒸馏水 60 g, 乳化剂用量 占总体系的 3% 。
长城科工贸有限公司 ) ,恒流泵 ( HL - 2S) (上海青浦 沪西仪器厂 ) ,电子天秤 ( BL - 6100 ) , (德国 Sartorius 公司 ) ,红外光谱仪 VETERX - 70 IR (德国 B ruker公 司 ) , Zeta电位仪 ( JS941 - 1 ) (北京中仪远大科技有 限公司 ) ,台式离心机 (上海安亭科学仪器厂 ) , 甲基 丙烯酸甲酯 (MMA ) , 十二烷基苯磺酸钠 ( SDB S) , 壬 基酚聚氧乙烯醚 (OP - 10 ) ,过硫酸钾 ( KPS) ,试剂均 为化学纯 。 1. 2 实验步骤 ( 1 )乳化剂的制备 : 按实验设计的比例准确量取
乳化剂对丙烯酸酯微乳液聚合过程的影响
参照 GB / T 97—1998 进行。取一定量乳液样品倒入样品 槽中，室温条件下用 Brookfield 黏度计测定乳液黏度，选用 4
乳化剂。单一乳化剂的乳化效果较差，而采用复合乳化剂可以 在提高乳化效果的同时降低临界胶束浓度（ CMC） 、减小乳液粒
号转子，转速为 30 r / min。
径，所以在微乳液制备过程中常常选用复合乳化体系。
2. 3 稳定性的测定
（ 1） 钙离子稳定性： 将乳液与 5% 氯化钙水溶液按体积比 4∶ 1混合，密封并静置 48 h，观察是否出现凝胶或絮状沉淀物， 若无凝胶或沉淀则钙离子稳定性通过。
在乳化剂总用量 一 定 的 情 况 下，考 察 了 几 种 常 用 的 阴 离 子乳化剂和非离子乳化剂对乳液性能的影响，结果见表 1。
Key Words： acrylate； emulsion polymerization； microemulsion； emulsifier； particle size
丙烯酸酯微乳液具有平均粒径小、润湿性优良、渗透能力 强且稳定性高等性能。乳化剂是影响微乳液聚合的重要因素 之一，乳化剂的种 类、用 量 直 接 影 响 到 聚 合 反 应 速 率、乳 胶 粒 粒径、乳液的耐 电 解 质、聚 合 稳 定 性、黏 度 等 性 能［1］。 丙 烯 酸 酯微乳液所形成 的 涂 膜 具 有 类 似 于 玻 璃 的 极 好 透 明 性 ，但 存 在耐水性差等缺 点，引 入 一 定 的 反 应 型 乳 化 剂 可 提 高 微 乳 液 的涂膜耐水性［2］。
1. 2 合成方法
采用半连续单体滴加法，水浴温度 60 ℃ 时先将部分乳化 剂、缓冲剂加入到 带 有 恒 压 滴 液 漏 斗、温 度 计、搅 拌 器 和 冷 凝 管的反应釜中，加入去离子水，使其完全溶解。然后加入部分 混合单体，高速搅拌 15 min，再加入部分引发剂，水浴开始升 温，形成明显蓝色乳液。80 ℃ 时，均匀滴加混合单体，补加引 发剂和剩余乳化剂的混合溶液，将其在 4. 5 ～ 5 h 内滴完，保温 2 h。然后降温出料。
反应性乳化剂存在下的丙烯酸酯微乳液聚合
反应性乳化剂存在下的丙烯酸酯微乳液聚合卢志敏;李国明【摘要】采用种子预乳化半连续乳液聚合法合成性能良好的丙烯酸酯微乳液,比较了反应性乳化剂和传统乳化剂对乳液及其涂膜的影响,讨论了功能性单体用量和配比对产品的改性结果;同时用红外、紫外、透射电镜和热重分析进行表征;得到合成的最佳条件.【期刊名称】《华南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2006(000)001【总页数】7页(P92-98)【关键词】反应性乳化剂;丙烯酸酯;微乳液聚合;涂料【作者】卢志敏;李国明【作者单位】华南师范大学化学与环境学院,广东广州,510006;华南师范大学化学与环境学院,广东广州,510006【正文语种】中文【中图分类】O63水性丙烯酸酯类共聚物乳液具有优良的耐候性、耐水性、耐酸碱性、耐玷污性、无毒、对环境友好等性能，是建筑涂料体系中最具发展前途的一类产品. 在性能上纯丙乳液较其他共聚乳液如醋-丙乳液、苯-丙乳液等要好[1]. 纯丙乳液是目前国外涂料基料的发展方向.微乳液是粒径在8～80 nm之间的乳液，是热力学稳定的透明或半透明的胶体分散体系. 因微乳液粒径小，最低成膜温度低，表面张力低，成膜性、渗透性及流平性好，因而它可以进行高光泽涂装[2]. 本工作进行了纯丙微乳液合成的研究，以开发优质水性涂料.1 实验1.1 实验原料甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)均为化学纯；甲基丙烯酸(MAA)，分析纯；α-甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、苯乙烯磺酸钠(SVS)、DNS-86和DNS-458均为广州双键公司提供；十二烷基硫酸钠(SDS)，化学纯；NP-9，台湾进口；过硫酸钾(KPS)、亚硫酸氢钠(SHS)和碳酸氢钠(NaHCO3)均为分析纯；去离子水(自制)；二次重蒸水(自制).1.2 合成方法采用种子预乳化半连续法.先将全部乳化剂、缓冲剂加入到带有滴液漏斗、搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中，加入去离子水，搅拌令其完全溶解. 然后加入1/3混合单体，高速搅拌15 min，升温至80℃，加入1/3复合引发剂，待乳液出现明显蓝光，均匀滴加混合单体，补加引发剂，控制混合单体和引发剂在2.5～3 h内滴完，反应温度控制在80±2℃，加料完毕，保温熟化2 h，最后降温至40℃以下，测得pH值为6～7，尼龙网过滤，出料.1.3 乳液性能测试(1)红外光谱分析(FTIR).将乳液涂于载玻片上，置于40℃真空干燥箱中10 h，取其薄膜，溴化钾压片，采用美国Perkin-Elmer 1730型傅立叶变换红外光谱仪进行测试.(2)透射电镜分析(TEM).将乳液用二次蒸馏水稀释后滴至铜网上，并用2%的磷钨酸溶液染色，干燥后用JEM-100CXⅡ型透射电子显微镜(日本JEOL公司)观察其粒子形态.(3)差热分析(DSC).膜制备方法同(1)，用美国Perkin-Elmer DSC7型差热分析仪.(4)吸水率测定.膜制备方法同(1)，将胶膜(m1)浸入去离子水中24 h取出，用滤纸吸干表面水分，称重 (m2)，按以下公式计算吸水率(mA)：mA(%)=(m2-m1)/m1×100(5) Ca2+稳定性测定.记录以0.25%CaCl2滴定20%的乳液至刚好破乳时的体积.(6) 凝聚量和凝聚率的测定.乳液聚合反应的稳定性用凝聚率(mc)表示，收集反应结束后的凝聚物，在烘箱中烘至恒重(m0)，根据下式计算：mc(%)= m0/m(单体总质量)×1002 结果与讨论图1 纯丙微乳液乳胶粒透射电镜图2.1 乳胶粒形态和粒径分布分析图1为聚合物乳胶粒透射电镜图，可以看出合成的聚合物乳胶粒基本呈规则的球形，粒子分布较均匀，粒径在40～60 nm之间，一般粒子粒径在60 nm以下.2.2.1 乳化剂的选择及用量目前微乳液聚合研究中的缺点是体系中乳化剂的用量高(一般>10%)和单体含量低(一般<10%). 反应性乳化剂可以克服此缺点，因为(1)反应性乳化剂中含有双键，可以永久键合到乳胶分子中，起内乳化作用；(2)乳化剂不会迁移，乳液稳定性得到改善，减少胶乳凝聚；(3)聚合后的水相中不存在乳化剂，加快成膜速度；(4)成膜后乳化剂依然附着在粒子表面，在紫外光线作用下，不会分解变色，提高胶膜的耐水性[4]. 使用反应性乳化剂与几种常用乳化剂，考察它们的种类和用量对乳液性能造成的影响，结果见表1.表1 乳化体系对乳液及其涂膜性能的影响乳化体系w(乳化剂)/%吸光度吸水率/%凝聚率/%Ca2+稳定性/mLm(SDS)∶m(NP-9)0．700．17123．550．11108．16=2∶31．050．14723．930．10327．311．400．13424．170．05894．841．750．15325．130．08371．86m(SVS)∶m(SDS)∶0．700．23723．490．107817．92m(NP-9)=1∶2∶11．050．22023．850．033917．561．400．15324．030．02861 7．381．750．15824．910．071714．91m(SVS)∶m(SDS)∶m(NP-9)0．700．23222．870．091318．36=1∶1∶11．050．22223．090．04991 8．071．400．21523．360．031717．711．750．24523．850．074815．49m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶0．700．16914．230．011729．02m(NP-9)=2∶1∶11．050．24014．580．009636．371．400．12114．720．00008 9．741．750．13014．930．008376．52w(聚合物) = 37%由上表可见，在相同乳化剂浓度下，反应性乳化体系比常规乳化体系吸水率和凝聚率小，钙离子稳定性高；DNS-86/DNS-458/NP-9体系比SDS/NP-9的吸光度小，乳胶粒粒径小[3]，但SVS/SDS/NP-9体系的吸光度比后者大，尤其在SVS比例高时. 随着乳化剂浓度的增加，吸光度和凝聚率降低，吸水率升高，但反应性乳化体系的增幅较小，除DNS-86/DNS-458/NP-9外，钙离子稳定性都下降，当乳化剂达到一定浓度时，再增加，性能反而下降. 因无论何种乳化剂，都有亲水基团，用量增加使胶膜耐水性下降，但反应性乳化剂以共价键的方式结合在乳胶粒中，性能得到改善.从聚合的空间效应来看，随着共聚单体中疏水链增长，均聚几率降低，共聚几率相对提高，有利于提高共聚单体在粒子表面的分布，稳定乳胶粒子，使粒径较小. 反应性乳化剂SVS的亲油链短，而反应性乳化剂DNS-86亲油链较长，所以SVS体系的乳化能力不如DNS-86，所形成乳液性能较差，尤其在SVS比例大时. 也因为DNS-86的均聚能力比较强，能比较均匀地分布在大分子链中，所以制得的乳液的钙离子稳定性出现反常的变化.综上所述，DNS-86/DNS-458/NP-9体系能明显改善纯丙微乳液聚合，SVS/SDS/NP-9体系则有一定改善，DNS-86/DNS-458/NP-9复合乳化剂的适合用量为1.4%.2.2.2 乳化剂质量比当反应性乳化剂和传统乳化剂复合使用时，三类乳化剂交替地吸附在乳胶粒表面上，乳胶粒子有双电层和水化层的稳定作用，非离子型乳化剂楔入在离子型和反应性乳化剂间，拉大了乳胶粒表面上乳化剂离子间的距离，其静电屏蔽作用，大大降低了乳胶粒表面上的静电张力，增大了乳化剂在乳胶粒上的分布，使乳液稳定性提高，粒径变小.表2 乳化剂质量比对乳液及其涂膜性能的影响乳化剂质量比m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶m(NP-9)吸光度吸水率/%凝聚率/%Ca2+稳定性/mL1∶1∶10．13516．020．010352．762∶2∶10．12215．030．000076．632∶1∶10．12114．720．000089．743∶1∶10．12514．750．011791．7 24∶1∶10．13914．700．013693．64w (聚合物)=37%，w (乳化剂)=1.4%由表2可知，在DNS-86比例增加过程中，乳液及其涂膜的性能先是提高，然后下降. 因为反应性乳化剂比例过高，容易在水相共聚，或形成相对分子质量较大的富含亲水基团的水溶性聚合物，易于同时吸附几个粒子造成架桥凝聚而使乳胶粒粒径增大. 由此可知，反应性乳化剂使用最佳质量比为m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶m(NP-9)=2∶1∶1.2.3 功能性单体2.3.1 单一功能性单体加入量为了改善聚丙烯酸酯乳液的性能，常加入少量的含有羧基、羟基、环氧基的不饱和单体. 功能性单体参与共聚，可以提高乳液涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐玷污性和机械强度. 对于聚合过程稳定性也有良好的作用，但这些极性单体常常具有很强的亲水性，如用量不当，降低涂膜的耐水性，还使体系破乳. 功能性单体对纯丙乳液及其涂膜的影响如表3、表4所示.表3 甲基丙烯酸质量分数(相对混合单体)对乳液及其涂膜性能的影响w(MAA)/%吸光度吸水率/%凝聚率/%Ca2+稳定性/mL10．12615．190．010972．6820．12313．140．007882．6730．1151 1．270．000080．4140．11810．870．009875．3650．13218．090．1225 63．04m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶m(NP-9) =2∶1∶1,w (乳化剂)=1.4%, w (聚合物) = 37%表4 甲基丙烯酸羟乙酯质量分数(相对混合单体)对乳液及其涂膜性能的影响w(HEMA)/%吸光度吸水率/%凝聚率/%Ca2+稳定性/mL10．12314．970．008874．1420．12013．010．006489．8730．1171 1．190．000091．6140．13014．330．032474．3750．13919．000．1034 66．09m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶m(NP-9) =2∶1∶1, w (乳化剂)=1.4%, w (聚合物) = 37%由表3和表4可见，随功能性单体增加，涂膜吸水率先上升后有所下降，这与其中含羧基或羟基有关. 它们是亲水基团，令吸水率增加，又是活性基团，在干燥成膜时会交联降低吸水率. 含量低时，增加用量，乳胶粒表面交联反应占主导，乳液及其涂膜的性能得到改善，超过一定用量时，作为亲水基团的负面影响逐渐占主导，涂膜吸水率开始回升，乳胶粒表面官能团过多，交联度过大，粒径变大，使乳液体系凝聚. 加入适量功能单体，使乳胶粒子的稳定性增强，乳液及其涂膜性能得到显著改善，也提高乳液的固含量. 经分析，功能性单体的合适用量为：MAA为单体质量的4%，HEMA为单体质量的3%.2.3.2 复合功能性单体加入量复合功能性单体(摩尔比为1)加入量也会改变乳液及其涂膜的性能(见表5).表5 复合功能性单体质量分数(相对混合单体)对乳液及其涂膜性能的影响w(复合功能性单体)/%吸光度吸水率/%凝聚率/%Ca2+稳定性/mL10．15115．060．019779．2720．12711．820．016087．4430．1171 0．790．000090．3640．12310．330．013187．4950．16317．620．0204 65．37n(-COOH) ∶n(-OH)=1∶1, m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶m(NP-9) = 2∶1∶1,w (乳化剂)=1.4%, w (聚合物) = 37%由表5可见，复合与单一功能性单体的影响有相同趋势，但是程度大有不同. 复合功能性单体存在-COOH与-OH的交联，-COOH和-OH的自交联，比单一体系复杂. 当含量过少，官能团不能在乳胶粒中均匀分布，小乳胶粒易交联形成大乳胶粒，稳定性下降，而且这些大乳胶粒中富集亲水基团，吸水率明显提高，钙离子稳定性降低. 但含量过高，极性加大，体系中的交联点显著增加，容易在水相中聚合，吸水率和凝絮率都大大升高，且钙离子稳定性显著下降. 经分析，复合功能性单体的加入量占总单体质量的3～4%为宜.2.3.3 功能性单体配比功能性单体MAA和HEMA分别含有-COOH和-OH，均可提供交联点，它们之间既可以自交联，也可以相互之间发生交联反应，使乳液及其涂膜的性能得到更有效的改善. 当功能单体总量一定时，改变它们之间的摩尔比，对乳液及其涂膜性能的影响如表6所示.表6 功能性单体配比对乳液及其涂膜性能的影响n(-COOH)∶n(-OH)吸光度吸水率/%凝絮率/%Ca2+稳定性/mL2∶10．12114．040．019771．331∶20．11712．020．008795．852∶3 0．1229．750．012392．171∶10．12310．330．013187．493∶20．12511．420．016982．46w (功能性单体)=4%单体,m(DNS-86)∶m(DNS-458)∶m(NP-9)=2∶1∶1, w (乳化剂)=1.4%, w (聚合物)=37%由表6可见，功能性单体的配比对乳液及其涂膜造成了不可忽视的影响. 最主要的影响在于涂膜的吸水率和乳液的钙离子稳定性. 当改变官能团的比例时，官能团之间发生的反应随之不同. 当某一官能团的含量过多时，邻近乳胶粒表面已无另外一种功能基团与之反应，交联反应受到影响，乳胶膜吸水率开始急剧上升，尤其在-COOH过量时，钙离子稳定性还大大下降. -COOH的亲水性比-OH大，尤其在中性略偏碱性时，-COOH解离为-COO-，亲水性进一步加强，-COOH∶-OH=2∶1时乳胶膜的吸水率最大. -COO-容易与Ca2+结合得到不溶性盐，因此其比例提高，钙离子稳定性下降. 经比较，当-COOH∶-OH=2∶3～3∶2时，乳液及其涂膜的性能最佳，远优于单独使用某一种功能性单体.2.4 FTIR分析图2 纯丙微乳液的FTIR在图2中，1 250.86和1 067.92 cm-1分别为酯基中C-O-C的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰；1 747.45和1 715.77 cm-1分别为C=O的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰，在3 547.96 cm-1和3 444.43 cm-1则分别是它们的倍频峰；在2 965.37、2 875.90、1 455.82和1 386.53 cm-1出现了甲基和亚甲基上C-H的吸收峰. 由文献可知[5]，3 085～3 025 cm-1是与C=C相连的C-H吸收峰，1 680～1 600 cm-1是C=C的吸收峰. 而上图这两个特征的吸收峰已经消失，证明聚合物中没有双键的存在，所有单体都参加自由基聚合.2.5 DSC分析图3 纯丙微乳液的DSC图3是纯丙乳胶膜的DSC图，从图中可以看出只有一个玻璃化转变区间，Tg为16.70℃. 已知2种均聚物PMMA、PBA 的Tg分别是：106℃和-54℃，现在DSC曲线无此种转变，可说明共聚良好，不存在相应的均聚物. 乳胶粒的玻璃化温度与乳胶能否成膜及膜的性能密切相关，乳胶粒的玻璃化温度越低越容易成膜，Tg高涂膜硬度高，抗污性能好，为了兼顾两方面的性能，Tg既不能太高，也不能过低. 本文的涂料乳液的Tg适中，MFT比较低，这对施工十分有利.3 结论采用种子预乳化半连续乳液聚合法合成了丙烯酸酯微乳液，并用功能性单体对其进行改性，确定了最佳条件.(1)用质量比m(DNS-86):m(DNS-458):m(NP-9)=2∶1∶1为乳化体系，用量为1.4%可以合成粒径仅为40～60nm，固含量高达37%的丙烯酸酯乳液，其涂膜的性能远远优于传统乳化剂.(2)添加质量分数为4%MAA或3%HEMA或3～4%复合功能性单体(m(HEMA)∶m(MAA)=2∶3～3∶2)时，改性结果最佳.参考文献：[1] T1l1 R S, EVREN V. 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