核壳乳液聚合 ppt课件
合集下载
《乳液聚合》课件
领域 食品 医药 化妆品
应用 乳化剂及膳食纤维等添加物的制备和添加 生物胶体、医药品、口服液和原材料制备 乳化液、婴儿油、防晒霜、压缩液等制备
乳液聚合的优缺点分析
1 优点
使用乳液聚合反应制备的聚合物具有结构、形态、性质、功能等方面的高度可控性。
2 缺点
乳液相对密度过大的固体较难分散在水中，很难获得尺寸分布小的微粒，从而造成成品 的质量不稳定性。
结束：乳液混合液残余物的 处理
聚合反应结束后，用凝固浴将聚合 好的聚合物从乳液分散相里析出来， 并用去离子水作为清洗剂，将聚合 物晾干即可。
乳液中的表面活性剂作用
乳化效应
表面活性剂减小液-液或液-固界面的张力，分散一 些难溶解的液体或液体中的小颗粒，使它们变成液 滴、颗粒或胶体，即达到乳化效果。
缓解反应过程中的自聚集
乳液聚合中的引发体系选择
热量引发剂
热量引发剂的引发机理主要是通过 分解发生最后生成自由基，有机过 氧化物既是热量引发剂中一类较重 要的通用引发剂，也是选择较广的 多用途过氧化物类物质。
光引发剂
光引发剂的引发机理主要是通过光 能的吸收激发，释放出自由基，其 强化耐久性和协同作用性好，广泛 应用于能够进一步优化其性质的不 同聚合物体系之中。
3
引发剂打碎和投加时间
反应开始前应确认好引发剂的类型、用量和投加时间，充分搅拌，确保单体稳定 地分散在水相中，实行分批投加和掌控操作步骤。
乳液聚合在涂料行业的应用
优势
乳液聚合涂料膜具有良好的粘结性、附着性和耐久 性。且聚合反应温度低，无毒、无害、无溶剂，节 能环保。
缺点
相对于传统涂料，乳液涂料失去了某些特殊的性能。 耐化学腐蚀性差，可划痕、不耐磨损和磨灭，对于 注重工艺装饰的某些场合不适用。而乳液涂料含水 量较大，有可能影响涂层干燥、表面附着性、耐水 性及适用性等问题。
核壳乳液聚合
性能优越
那么核壳结构乳胶粒形成的聚合物乳液的性 能到底比一般聚合物乳液有哪些方面的优越 性呢？ 性呢？
1.热处理性能 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 复合胶乳膜的热处理性能， 复合胶乳膜的热处理性能 经热处理之后， 弱;经热处理之后，变成刚性和脆性，并且膜的拉伸强 经热处理之后 变成刚性和脆性， 度也增加了。 度也增加了。 而对于50/50的PEA/PS复合胶乳膜，其粒子形态由相 复合胶乳膜， 而对于 的 复合胶乳膜 分离的PS微粒分散在连续相 微粒分散在连续相PEA中.这些膜的力学行为 分离的 微粒分散在连续相 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 属于软的热塑性弹性体，经过高于 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。 处理，其模量、断裂强度和断裂能量显著增加。 这是由于高于PS的 时 这是由于高于 的Tg时，PS的分子链可以有效的移 的分子链可以有效的移 进行重排，达到平衡状态。此时PEA和PS相的界 动，进行重排，达到平衡状态。此时 和 相的界 面张力达到最小， 可能以半连续或整连续的方式分 面张力达到最小，PS可能以半连续或整连续的方式分 散于PEA相中。这样从热力学角度降低了分散相的凝 相中。 散于 相中 这样从热力学角度降低了分散相的凝 聚作用。 聚作用。
核--壳乳胶粒的生成机理 --壳乳胶粒的生成机理
1.接枝机理 接枝机理
乙烯基单体以乳液聚合方式接枝到丙烯酸系橡胶 还有ABS树脂也是苯乙烯和丙烯腈的混合单体 上。还有ABS树脂也是苯乙烯和丙烯腈的混合单体 以乳液聚合法接枝到丁二烯种子乳胶粒上，制成性 以乳液聚合法接枝到丁二烯种子乳胶粒上， 能优异的高抗冲工程塑料.在核一壳乳液聚合中， 能优异的高抗冲工程塑料.在核一壳乳液聚合中，如 果核、壳单体中一种为乙烯基化合物， 果核、壳单体中一种为乙烯基化合物，而另一种为 丙烯酸酯类单体， 丙烯酸酯类单体，核壳之间的过渡层就是接枝共聚 也就是说， 物，也就是说，在这种情况下核壳乳胶粒的生成是 按接枝机理进行的。 按接枝机理进行的。
乳液聚合第三章乳化剂ppt课件
精选版课件ppt
37
三 影响因素
1 疏水基团的影响
⑴ 同系列疏水基中，C数越多，三相点越高； ⑵ 疏水基上带有双键，三相点越低； ⑶ 疏水基上的氢被氟取代，三相点越高； ⑷ 当疏水基上连有亲水基团或亲水链段时，三相点降低； ⑸ 当疏水基上的C数相同，且亲水基团相同时，疏水基分子 结构不同，其三相点也不同；表3-22
亲水的极性基团 亲油的非极性基团
亲水基（羧酸钠）
亲油基（烷基）
精选版课件ppt
2
3.1 乳化剂的分类
阴离子型乳化剂
（用于碱性介质）
磷酸盐类ROPO(OM)2
羧酸盐R－COOM 亲水基团 硫酸盐R－SO4M
磺酸盐R－SO3M
亲油基团 C11-17直链烷烃 C3-8烷基与苯基、萘基结合体
乳化剂的类型
阳离子型乳化剂
19
影响胶束大小的因素 1
2 影响胶束大小的另一个因素是电解质浓度，当电解质浓度 大时，其聚集数及荷电分率亦大。表3-12
精选版课件ppt
20
表3-12 氯化钠浓度对十二烷基硫酸钠聚集数和荷电分率的影响
精选版课件ppt
21
3.3.3 增溶度
一 基本概念
增溶度：被增溶物质在乳化剂水溶液中的最大溶解度与同 温度下它在纯水中的溶解度之差称为乳化剂对这种物质的 增溶度。
二 测定方法
在激烈搅拌作用下将单体缓缓加入到乳化剂水溶液中，
最初加入的单体全部溶解在水中，其溶液清澈透明。当达
到一定单体浓度之后，溶液的浊度突然上升，这一点称为
混浊点，混浊点处的单体浓度与同温度下它在纯水中的溶
解度之差即为增溶度。 精选版课件ppt
22
三 影响因素 1乳化剂分子化学结构的影响
乳液聚合乳液聚合新技术及应用课件
乳液聚合新技术及应用
PPT学习交流
1
• 经典乳液聚合
• 特种乳液聚合
• 细乳液聚合 • 微乳液聚合 • 无皂乳液聚合 • 反相乳液聚合 • 种子（或多步）乳液聚合 • 超浓乳液聚合 • 分散（乳液）聚合 • 悬浮乳液聚合
PPT学习交流
2
三种乳液比较
传统乳液 细乳液
微乳液
珠滴直径 0.5-10μm 50-500nm 10-50nm
PPT学习交流
17
第五章 微乳液聚合 Micro-emulsion polymerization
PPT学习交流
18
1. 微乳液的特点
一、微乳液的概念
Schulman和Hoar于1943年首先报道了一种用油、水喝乳化剂以及醇 配制的透明均一体系，1959年命名为微乳液microemulsion
各向同性、热力学稳定的胶体分散体系 分散相液滴10-100nm，透明或半透明
水溶性引发剂：过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS 油溶性引发剂：偶氮二异丁腈AIBN、过氧化苯甲酰BPO γ射线、紫外光UV等
PPT学习交流
25
二、乳化剂
阳离子型——十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）、十二烷基三甲基氯化铵（DTAC） 阴离子型——双（2-乙基己酯）琥珀磺酸钠（AOT）、十二烷基硫酸钠（SDS）
水溶性油溶性乳液聚合乳液聚合新技术及应用细乳液聚合研究的表征一单体液滴大小测定冷冻破碎投影复制去除乳液tem二乳化体系离心稳定性测定高速离心测定分离的单体量三乳化剂吸附测定高速离心滴定水相中乳化剂计算单体吸附乳化剂四乳胶粒子溶胀能力和膜中hd测定过量甲苯溶胀气相色谱溶于含十四烷的thf气相色谱五聚合物乳胶粒子大小及分布的测定透射电镜法乳液聚合乳液聚合新技术及应用细乳液形成原理及成核位置一乳化体系的微观结构单体液滴平均直径50150nm总表面积在体系中占优势引发成核主要在亚微单体液滴中三单体液滴中乳化剂的吸附量如图62二乳液的离心稳定性如图63乳液聚合乳液聚合新技术及应用四乳胶的溶胀能力和膜中hdhd在乳胶粒子中起溶胀促进剂作用乳液聚合乳液聚合新技术及应用五细乳液聚合成核位置单体液滴表面积大一方面有利于捕获自由基消除胶束成核
PPT学习交流
1
• 经典乳液聚合
• 特种乳液聚合
• 细乳液聚合 • 微乳液聚合 • 无皂乳液聚合 • 反相乳液聚合 • 种子（或多步）乳液聚合 • 超浓乳液聚合 • 分散（乳液）聚合 • 悬浮乳液聚合
PPT学习交流
2
三种乳液比较
传统乳液 细乳液
微乳液
珠滴直径 0.5-10μm 50-500nm 10-50nm
PPT学习交流
17
第五章 微乳液聚合 Micro-emulsion polymerization
PPT学习交流
18
1. 微乳液的特点
一、微乳液的概念
Schulman和Hoar于1943年首先报道了一种用油、水喝乳化剂以及醇 配制的透明均一体系，1959年命名为微乳液microemulsion
各向同性、热力学稳定的胶体分散体系 分散相液滴10-100nm，透明或半透明
水溶性引发剂：过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS 油溶性引发剂：偶氮二异丁腈AIBN、过氧化苯甲酰BPO γ射线、紫外光UV等
PPT学习交流
25
二、乳化剂
阳离子型——十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）、十二烷基三甲基氯化铵（DTAC） 阴离子型——双（2-乙基己酯）琥珀磺酸钠（AOT）、十二烷基硫酸钠（SDS）
水溶性油溶性乳液聚合乳液聚合新技术及应用细乳液聚合研究的表征一单体液滴大小测定冷冻破碎投影复制去除乳液tem二乳化体系离心稳定性测定高速离心测定分离的单体量三乳化剂吸附测定高速离心滴定水相中乳化剂计算单体吸附乳化剂四乳胶粒子溶胀能力和膜中hd测定过量甲苯溶胀气相色谱溶于含十四烷的thf气相色谱五聚合物乳胶粒子大小及分布的测定透射电镜法乳液聚合乳液聚合新技术及应用细乳液形成原理及成核位置一乳化体系的微观结构单体液滴平均直径50150nm总表面积在体系中占优势引发成核主要在亚微单体液滴中三单体液滴中乳化剂的吸附量如图62二乳液的离心稳定性如图63乳液聚合乳液聚合新技术及应用四乳胶的溶胀能力和膜中hdhd在乳胶粒子中起溶胀促进剂作用乳液聚合乳液聚合新技术及应用五细乳液聚合成核位置单体液滴表面积大一方面有利于捕获自由基消除胶束成核
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ppt课件
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
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。
ppt课件
6
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
ppt课件
11
Company name
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
ppt课件
12
Compa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
13
Related imformation
Title
synthesis and application of anionic acrylic emulsion（阴离 子丙烯酸） used as paper wet-strength additive
the dosage of initiator was 0.25 g, including 0.15g in seeded polymerization process and 0.1g in shell polymerization process;
the functional monomer dosage was 7.5 g.
ppt课件
9
Company name
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 发聚合，这种方 法也使乳胶粒表 面单体浓度很高。
ppt课件
10
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。 正常结构和非正常的结构形态(如翻转形等)乳胶粒。
7
ppt课件
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 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。
ppt课件
8
Company name
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
ppt课件
4
Company name
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
5
核壳乳液聚合
ppt课件
Company name
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。
sodium dodecyl sulfate (SDS) and dodecyl polyoxy ethylene (OP-10) as emulsifiers under nitrogen
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%;
ppt课件
Contents
1. Abstract 2. Introduction 3. Experienment 4. Results and discussion 5. Conclusion
ppt课件
Abstract
polymerization
butyl acrylate (BA) as soft monomer, styrene (St) as hard monomer
核壳乳液聚合
ppt课件
1
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
ppt课件
2
Company name
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。
Authors
Xin Liu, Chunhua Tian, Yuying Wu, Xueming Zhang College of Materials Science and Technology, Beijing
Forestry University
From
4th International Conference on Pulping, Papermaking and Biotechnology
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
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。
ppt课件
6
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
ppt课件
11
Company name
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
ppt课件
12
Compa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
13
Related imformation
Title
synthesis and application of anionic acrylic emulsion（阴离 子丙烯酸） used as paper wet-strength additive
the dosage of initiator was 0.25 g, including 0.15g in seeded polymerization process and 0.1g in shell polymerization process;
the functional monomer dosage was 7.5 g.
ppt课件
9
Company name
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 发聚合，这种方 法也使乳胶粒表 面单体浓度很高。
ppt课件
10
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。 正常结构和非正常的结构形态(如翻转形等)乳胶粒。
7
ppt课件
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 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。
ppt课件
8
Company name
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
ppt课件
4
Company name
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
5
核壳乳液聚合
ppt课件
Company name
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。
sodium dodecyl sulfate (SDS) and dodecyl polyoxy ethylene (OP-10) as emulsifiers under nitrogen
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%;
ppt课件
Contents
1. Abstract 2. Introduction 3. Experienment 4. Results and discussion 5. Conclusion
ppt课件
Abstract
polymerization
butyl acrylate (BA) as soft monomer, styrene (St) as hard monomer
核壳乳液聚合
ppt课件
1
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
ppt课件
2
Company name
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。
Authors
Xin Liu, Chunhua Tian, Yuying Wu, Xueming Zhang College of Materials Science and Technology, Beijing
Forestry University
From
4th International Conference on Pulping, Papermaking and Biotechnology