论文部分内容阅读
系统地研究了丙烯酸酯类单体的微乳液聚合和细乳液聚合,制备了聚丙烯酸甲酯(PMA)和聚甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(PTFEMA)的细微胶乳,并将聚合物乳液掺加到水泥砂浆中,考察其对水泥砂浆力学性能的影响。
首先,考察了油相为不同种类的丙烯酸酯单体对微乳液形成的影响。研究表明,丙烯酸甲酯(MA)形成的微乳区的面积最大,随着单体分子链段的增长,微乳区的面积变小。当油相为甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(TFEMA)时,无法形成微乳液。
绘制了MA在不同条件下的微乳液相图。研究表明,无助乳化剂的存在,分别在阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和阳离子型乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)稳定下,都能够形成MA的O/W型微乳液;从相图中微乳区域的面积可知,SDS比CTAB更易形成微乳液;另外发现,微乳区的面积随着温度的升高而有所增大。以正戊醇(1-P)为助乳化剂的微乳液体系,其电导率出现明显的电导渗滤现象。在一定配比下,随着含水量的增加,微乳液发生由W/O经B.C.到O/W的连续变化。
在相图中选择合适的微乳区域进行MA微乳液聚合。对于SDS、1-P/MA/H2O聚合体系:乳化剂用量占总质量的1~2%时,有利于制备较小粒径的微胶乳;适量正戊醇的加入,使微胶粒粒径变大,分散度变小,聚合物分子量分布变宽。采用毛细管膨胀计法进行聚合动力学研究,得到聚合动力学方程:Rp∝[SDS]-0.73[MA]1.23[KPS]0.22;聚合反应的表观活化能为17.4kJ/mol。对于CTAB/MA/H2O微乳液聚合体系:助稳定剂(正己烷和甲苯)的加入降低了聚合速率,提高了聚合体系的稳定性,并且使最终产物的分子量分布发生较大变化。
常规的微乳液聚合不能制备PTFEMA微胶乳,且制备的PMA微胶乳中聚合物含量较低。通过半连续法微乳液聚合,分别制备了聚合物含量30%,粒径为40nm的PMA微胶乳和聚合物含量38%,粒径为54nm的PTFEMA微胶乳。
进一步采用细乳化聚合方式,在较低的乳化剂用量下,合成了较高固含量的纳米、准纳米级PMA和PTFEMA胶乳。对TFEMA细乳液体系进行研究发现:在SDS稳定下,体系聚合速率随着助乳化剂CA用量的增加而降低,随着SDS和TFEMA含量的增加而升高;在十一烯酸钠(NaUA)稳定下,改变其用量,合成了乳胶粒粒径在400~40nm,固含量为25%的细乳液产物。与普通的乳液聚合相比,细乳液产物中乳胶粒的粒径明显变小,乳液稳定性提高。
最后,将合成的细微胶乳掺加到水泥砂浆中,考察不同种类的胶乳对水泥砂浆抗折抗压性能的影响。结果表明,微乳液产物改性水泥砂浆效果不理想,而细胶乳对水泥砂浆的抗折强度有一定的提高。