地址:河北石家莊市中華北大街309號(hào)
聯(lián)系人:楊經(jīng)理
電話:0311-88252313
手機(jī):18032110333
郵箱:1787386960@qq.com
傳統(tǒng)乳液聚合方法得到的苯丙乳液,最低成膜溫度(MFT)比較高,常溫下不能成膜,大大限制了它的應(yīng)用范圍。經(jīng)過(guò)反復(fù)的探索,目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在傳統(tǒng)乳液聚合工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出核、殼乳液聚合、無(wú)皂乳液聚合、有機(jī)。無(wú)機(jī)復(fù)合乳液聚合、互穿網(wǎng)絡(luò)聚合和微乳液聚合等新的聚合工藝。下面就核、殼乳液聚合、無(wú)皂乳液聚合、有機(jī)、無(wú)機(jī)復(fù)合乳液聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
苯丙乳液具有異相結(jié)構(gòu)的膠粒,能很好地解決這問(wèn)題。制備核殼乳液最常用的方法就是種子聚合,首先用乳液聚合法將成核單體制成種子乳液,然后將殼單體加入到種子乳液中進(jìn)行聚合。殼單體的加料方法包括平衡溶脹法、連續(xù)法、半連續(xù)法和預(yù)乳化-半連續(xù)法等。Min等研究了PBA (I)/PSt(II)體系,結(jié)果表明,間歇法和溶脹法所得產(chǎn)物的接枝共聚物(PBA-g-St)的含量比連續(xù)法要高,儲(chǔ)存穩(wěn)定性要好些,且殼層硬單體組分PSt的比例相對(duì)減少,軟單體組分PBA的比例相對(duì)增加;但半連續(xù)法所得膠乳粒子尺寸比較均勻,分散性小。工業(yè)上采用最普遍的是半連續(xù)種子乳液聚合。種子乳液聚合第2階段反應(yīng)單體的加料方式,對(duì)所形成的乳膠粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)有很大影響,例如采用饑餓態(tài)半連續(xù)加料,種子乳膠粒表面及內(nèi)部的第2單體濃度均很低,易形成核殼層間界限分明的粒子;采用平衡溶脹法加料,不但種子乳膠粒的表面第2單體濃度很高,而且單體有充分的時(shí)間向乳膠粒內(nèi)部滲透。所以種子乳膠粒內(nèi)部富含第2單體,易形成核殼界限不分明的聚合物微粒。
所謂苯丙乳液指在反應(yīng)過(guò)程中完全不加乳化劑或僅加入微量乳化劑(小于臨界膠束濃度CMC)的乳液聚合過(guò)程。傳統(tǒng)的苯丙乳液因乳化劑的存在而影響乳液成膜的致密性、耐水性、耐擦洗性和附著力等,無(wú)皂乳液聚合由于避免了乳化劑存在下的隔離、吸水、滲出等作用,能得到單一分散、表面潔凈的膠乳粒子,同時(shí)消除了乳化劑對(duì)環(huán)境的污染。與傳統(tǒng)乳液聚合相比,無(wú)皂乳液聚合的特點(diǎn)主要在于膠粒的形成機(jī)理及其穩(wěn)定的條件完全不同。在苯丙乳液中乳化劑存在,膠粒主要通過(guò)結(jié)合在聚合物鏈或其端基上的離子基團(tuán)、親水基團(tuán)等而得以穩(wěn)定的。引入這些苯丙乳液主要通過(guò)3種方法:
1)利用引發(fā)劑如過(guò)硫酸鹽分解產(chǎn)生的自由基引發(fā)聚合而引入離子基團(tuán):
2)與水溶性單體進(jìn)行共聚,共聚單體因親水性而位于膠粒表面,這些親水基或者在一定pH值下以離子形式存在,或者依靠它們之間的空間位阻效應(yīng)而穩(wěn)定膠粒:
3)加入離子型單體參加共聚,由于其親水性而傾向丁排列在聚合物離子-水界面,發(fā)揮類(lèi)似乳化劑的作用。
微乳液聚合與普通乳液聚合的差別是在體系中引入了助乳化劑,并采用了高速攪拌法、高壓均化法和超聲波分散法等微乳化工藝。微乳液聚合凝聚物量較少,可提高產(chǎn)率避免粘釜。超微乳液聚合是指單體和分散介質(zhì)在大量表面活性劑的作用下,形成(半)透明的、熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。其聚合反應(yīng)速度很快,生成的聚合物粒子非常小,大約在20nm~40nm。微乳液聚合乳液及超微乳液聚合乳液由于其高穩(wěn)定性,粒徑大小均一以及速溶的特點(diǎn),在克服常規(guī)聚合體系中存在的一些問(wèn)題如控制相對(duì)分子質(zhì)量及其分布方面具有潛在的優(yōu)勢(shì)。但在目前所研究的微乳液聚合體系中,過(guò)高乳化劑含量(>10%)和過(guò)低單體含量(<10%)限制了聚合物微乳液在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。尋找新的聚合體系,有效地降低體系中乳化劑的用量和提高單體的含量,成為微乳液聚合的熱點(diǎn)之一,也是微乳液聚合的難點(diǎn)之一。徐相凌等通過(guò)在普通的乳化劑的親油端中間位置上,接上一中等長(zhǎng)度的親油鏈,制成了Y型乳化劑。將它與其它乳化劑復(fù)配,能夠大幅度地提高體系中單體的含量。為了有效地降低體系中乳化劑用量,提高體系中單體乳化劑比例,除了改進(jìn)聚合工藝,如采用種子聚合或連續(xù)聚合外,最為有效的辦法就是尋找和合成新的高效乳化劑。
近年來(lái),在乳液聚合理論和技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合高分子乳液,材料的復(fù)合已從單純的機(jī)械共混發(fā)展到亞微觀的有機(jī)復(fù)合。納米復(fù)合高分子乳液中一相為有機(jī)聚合物相,另一相為無(wú)機(jī)相,這種復(fù)合材料與常規(guī)的聚合物無(wú)機(jī)填料復(fù)合體系不同,不是有機(jī)相與無(wú)機(jī)相的簡(jiǎn)單混合,而是兩相在納米尺寸范圍內(nèi)復(fù)合而成的。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合乳液聚合是把有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的長(zhǎng)處結(jié)合起來(lái)的一種新型乳液聚合技術(shù)。無(wú)機(jī)材料具有硬度高、耐老化、耐溶劑、價(jià)廉等長(zhǎng)處,而有機(jī)材料具有成膜性好、柔韌性好、可選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合乳液聚合得到的高分子乳液具有附著性能好、耐水性好、透氣透濕性高、抗粘連性、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn),在化工、電子學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、生物學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。目前,有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合乳液聚合最關(guān)鍵的技術(shù)是要解決有機(jī)、無(wú)機(jī)兩種材料的界面親和性,高性能有機(jī)硅-丙烯酸酯復(fù)合乳液是有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合乳液聚合最典型的代表。
基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合相對(duì)來(lái)說(shuō)是一種較新型的聚合方法,基團(tuán)轉(zhuǎn)移是一個(gè)活性過(guò)程,通過(guò)引入的引發(fā)劑把一種單體上的活性基團(tuán)轉(zhuǎn)移到另外的單體上。采用基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合,可制備顆粒含量高、粒徑適宜和高抗沖強(qiáng)度的產(chǎn)品,還可獲得相對(duì)分子質(zhì)量非常低的、高分散性物質(zhì)和嵌段共聚物。
推薦閱讀:
苯丙乳液聚合有什么用
苯丙乳液的聚合工藝及影響因素
核殼型苯丙乳液的殼聚合方法
苯丙乳液聚合初始反應(yīng)水量增加會(huì)有什么問(wèn)題?
反應(yīng)型乳化劑對(duì)苯丙微皂乳液聚合及性能的影響
苯丙乳液聚合反應(yīng)為什么單體采用滴加方式?