论文部分内容阅读
聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液因其性能优异、价格便宜而广泛使用,但又因其耐水热性与耐寒性能差等问题应用受到限制。因此,本研究采用核壳乳液制备方法,通过粒子设计手段构建具有核壳结构化的PVAc基乳胶粒,从而达到提高PVAc乳液性能的目的。通过FTIR、DLS、DSC、SEM、TEM等表征手段,系统研究了反应条件对乳胶粒粒径与形貌结构的影响规律,以此对核壳结构乳胶粒粒径控制机制以及形貌衍化机理进行探讨。并通过胶接试样的力学性能、乳胶膜的吸水率、耐湿热性能以及抗冻融稳定性等实验,研究了所制备核壳结构乳液的力学性能、耐水性能、耐寒性能。具体研究内容如下:(1)采用正向核壳乳液制备方法,制备了以聚苯乙烯(PS)为核、PVAc为壳的正向核壳乳液,复合乳胶粒平均粒径在100~200nm左右。通过调节核壳单体比例,核壳乳胶粒粒径与形貌均发生了明显的变化。实验进一步在PVAc核壳乳液粒径控制研究基础上,探索了高固含量的PVAc核壳结构乳液的合成,得到固含量为55.5Wt%,形貌为“草莓”型的核壳结构化乳液。(2)在乳化剂与竞争单体丙烯酸丁酯(BA)的共同作用下可实现核乳液粒径调控,乳胶粒的平均粒径由190nm左右降至最低115nm左右。本文结合“粒子设计”手段和反向核壳结构化乳液聚合方法,制备了以接枝过渡层为动力学限制的PVAc/PS基反向核壳结构化乳液,制得平均粒径为205nm的核壳乳液。核壳乳液形貌、乳胶粒粒径受到BA含量的影响,乳液的粘接性能以及耐寒性能得到提高。调节马来酸酐(MA)含量,乳胶膜吸水率随MA含量增加下降;乳胶粒形貌从草莓型向全包覆结构转变;乳液剪切干强度基本保持不变、剪切湿强度有所提高。(3)将具有特定官能基团的单体,接枝到反向PVAc/PS核壳乳胶粒壳层结构中,可显著提高乳液的应用性能。乳胶粒粒径与形貌受到功能单体种类和含量的影响。在壳层接甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体,乳液的压缩剪切强度接性能显著提高,压缩剪切干强度最高可达16.2MPa,压缩剪切湿强度最高可达5.7MPa,且在沸水处理30min后乳胶膜没被完全破坏,乳胶膜的耐水性与乳液耐寒性未受影响。而在壳层接枝N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)单体聚合物,乳液的压缩剪切湿强度有所提高但压缩剪切干强度显著下降,但在沸水处理180min后乳胶膜没被完全破坏。