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超浓乳液聚合作为一种新的聚合方法,其研究越来越受人关注。与传统乳液相比,超浓乳液分散相体积分率大于74﹪,甚至高达99﹪。超浓乳液聚合有三个重要特征:一是液胞中的单体迁移性极小,延缓双分子终止的“凝胶效应”从聚合一开始就存在,因此,同本体聚合相比,有较高的聚合速率和较大的分子量。二是聚合物乳胶粒子的大小可通过选用乳化剂品种、浓度及其他条件来控制。三是可以直接制备含水量很低的聚合物乳胶粒子,容易干燥并得到粉状聚合物树脂。
常温下,超浓乳液外观呈胶冻状,黏度大,不宜进行搅拌。在使用热引发剂引发时,反应散热比较困难。因此,要使得聚合物易于散热,关键是实现“常温薄层聚合”,并保证有较高的聚合反应速率和聚合过程中体系要有较高的稳定性,避免单体逸失。本文根据超浓乳液外观为胶冻状的特点,结合“注射成型原理”,实现了常温薄层聚合及其成型,得到比较好的结果。
本文以过硫酸铵和(APS)/亚硫酸氢钠(SHS)为氧化还原引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂与十六醇(CA)为助乳化剂组成复合乳化剂体系,PVA-1788为液膜增强剂,糊精粉为稳定剂,在低温下进行了共聚合。研究了苯乙烯—丙烯酸丁酯(St-BA)体系超浓乳液聚合,讨论了分散相配比及体积分数、乳化剂和助乳化剂种类及用量、引发剂浓度和配比、液膜增强剂、糊精粉用量、聚合温度、交联单体等因素对超浓乳液的稳定性的影响;用动态激光粒度仪(PCS)测定乳胶粒大小和粒径分布;并对聚合物进行了红外表征,结果证明苯乙烯、丙烯酸丁酯接枝到糊精粉上。
在研究苯乙烯—丙烯酸丁酯-邻苯二甲酸二烯丙基酯(St-BA-DOC)体系超浓乳液聚合时,用一种新的超浓乳液薄层技术,讨论了外界温度、薄层面积、薄层厚度等因素对聚合物挥发量的影响;初步研究了超浓乳液薄层聚合自升温现象;详细讨论不同材质聚合器皿,聚合温度、引发剂浓度和配比对聚合速率的影响;比较薄层聚合与试管聚合对聚合速率的影响。用透射电镜(TEM)分析了聚合器皿及方法,聚合温度、引发剂浓度以及交联单体对粒子形态结构、大小的影响,当使用不锈钢器皿进行薄层聚合时,粒子较小。
在超浓乳液薄层聚合基础上,初步探索了超浓乳液薄层聚合成型一体化的一些基本特征。研究了成型保温时间、成型加热温度、St与BA质量配比以及交联单体对材料的耐水性、耐溶剂性、抗冲击性、拉伸性和硬度影响;并用示差扫描量热分析仪(DSC)分析了材料的玻璃化转变温度的变化,结果发现,随混合单体中苯乙烯含量的增大,玻璃化转变温度升高。