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本论文研究了用反应型乳化剂制备微乳液并进行微乳液聚合,绘制了微乳液三相图及保护胶乳液聚合合成丙烯酸树脂。具体如下:
首先通过研究不同的乳化剂,发现反应型阴离子乳化剂JS-2和非离子型乳化剂OP-10复合使用能达到较好的乳化效果;通过对阴/非离子乳化剂的配比进行研究,确定了合适的比例;用JS-2、OP-10、单体MMA/BA和去离子水制备成微乳液并对其三相图进行了绘制;在保持乳化剂和单体质量不变的条件下,改变水的含量,测量了微乳液体系的电导率并绘制了其电导率随含水量的变化曲线。
根据绘制好的三相图,在微乳区选择单体/乳化剂/水的合适比例,制备微乳液,进行微乳液聚合。本实验新颖之处在于乳化剂的用量(相对于单体的质量比)为8.3%~12.5%,比一般微乳液聚合用量少(15%~200%)。所合成出的微乳液聚合物的粒径大都在18.4~55.1nm范围,随着乳化剂的含量的增大,聚合物的粒径逐渐减小,乳液的透光率逐渐增大,这说明微乳聚合可用于合成通透性较好的乳液,是减小胶乳粒径的有效方法之一。本实验所合成的微乳液聚合物的分子量Mw在2.2×105~3.45×105,且随着乳化剂含量增大,分子量Mw逐渐减小。含8.3%的乳化剂(JS-2/OP-10)所合成微乳液的干膜耐水性要比3.3%的普通乳化剂所合成乳液的的干膜耐水性好,说明反应型乳化剂的使用能够提高胶乳干膜的耐水性。
本文还采用Joncryl678树脂作为保护胶合成出固含量为40%~50%的丙烯酸酯胶乳。保护胶乳液聚合不加或者只加少量的乳化剂也能制备出性能较好的丙烯酸脂乳液,比普通乳液聚合有着一定优势。合成出的聚合物粒径在100nm左右,乳液光泽度,聚合物膜的热稳定性,耐水性等性能较好。
本实验还对微乳液聚合、保护胶乳液聚合和普通乳液聚合胶乳物理性能及力学性能的比较。保护胶乳液聚合物膜拉伸模量比普通乳液膜和微乳液膜大很多,有较强的机械强度;微乳液膜断裂伸长率很大,达到2575%,有良好的弹性。微乳液聚合物和保护胶乳液聚合物膜的吸水率要比普通乳液的吸水率小。