论文部分内容阅读
水性丙烯酸酯聚合物乳液具有优秀的耐水性、耐候性、耐老化、抗氧化性、对环境友好等性能,广泛应用于涂料、胶粘剂、纸张化学品等方面。阳离子聚丙烯酸酯乳液因其对正负电荷的良好平衡性,与阴离子乳液卡相比在污水处理、抗菌涂料的研制、纸张的表面处理、织物的涂饰、医用功能性高分子应用等方面具有更好的应用前景和应用价值。因此制备高固含量、稳定性好、粘度低的阳离子聚丙烯酸酯乳液是非常有意义的。本文在大量文献查阅的基础上综述了阳离子聚合物乳液的制备方法和应用前景。分别研究了Gemini表面活性剂与单链阳离子表面活性齐CTAB和DTAB的协同作用。探讨了单体的配比、Gemini的用量和种类、引发剂的用量以及聚合温度等制备过程参数对阳离子高固含量聚丙烯酸酯乳液性能的影响。并初步探索了乳液聚合反应的动力学规律,同时也初步考察了乳胶膜的性能,为制备高固含量、稳定性好的阳离子聚合物乳液提供了有价值的理论依据。采用电导率法研究了阳离子型Gemini表面活性剂——二溴代-二(二甲基十二烷基)己二铵(G12-6-12)与普通单链阳离子型表面活性剂——十二烷基三甲基澳化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配的协同效应；结果表明：CTAB和DTAB分别与G12-6-12以一定比例混合时,其混合物的cmc值都明显降低,表明混合物都具有一定的协同效应；同一比例下,CTAB与G12-6-12混合比DTAB与G12-6-12混合具有更强的协同效应。在高固含量纳米阳离子聚丙烯酸酯乳液制备的过程中,采用季铵盐型阳离子Gemini表面活性剂作为乳化体系,聚合稳定性高,单体转化率高,固含量可以达到40%,制备的乳胶粒粒径在30-100nnm,且分布较窄,乳胶粒呈均匀的球状形态,乳液的稳定性好。所制备的聚丙烯酸酯乳液均有很好的储存稳定性、稀释稳定性、离心稳定性,以及耐酸、碱稳定性。随乳化剂G12-6-12用量的增加,乳液乳胶粒的平均粒径降低,且分布变窄；G12-6-12与CTAB复配的比例对乳液的性能有明显影响,CTAB用量的过高或过低,单体的转化率均降低,凝胶率偏大,聚合不稳定,所制得的乳液的固含量明显低于理论固含量(40%),而CTAB勺用量在一定的范围内(wtG12-6-12:wtCTAB为10：1.6——10：1),聚合稳定,单体的转化率均达到98%,固含量接近理论值,聚合单体的种类明显影响阳离子乳液的固含量,过高的MMA含量使得聚合稳定性下降,凝胶率增大,固含量明显降低,且粒径逐渐增大。所制备的乳液的粘度都比较小(<60mPa.s),且改变单体的比例对乳液的粘度无明显的影响。聚合反应温度及引发剂用量对乳胶粒的粒径无明显的影响响,聚合温度的升高,乳胶粒的粒径分布变宽,且聚合不稳定,固含量明显下降。聚合过程研究表明：低乳化剂用量时(1%),乳胶粒子的粒径在聚合初期(<20mmin)无明显变化,随着反应时间的增加,粒径逐渐增大,聚合后期(>150min)粒径不再随时间改变；高乳化剂用量时(>9%),在整个聚合反应过程中,粒径随时间逐渐缓慢增加。在实验条件下,所制备的阳离子高固含量聚丙烯酸酯乳液是具有良好的成膜性能的,乳胶膜具有良好的耐水性和附着力。