论文部分内容阅读
阳离子型聚丙烯酸酯乳液因具有良好的耐候性、耐酸碱性、耐老化性、耐玷污性、成膜性、无毒无害等优点,并且带有正电荷,与带负电荷物质具有较好的粘附性,在涂料、压敏胶、织物处理、抗静电剂、造纸等行业有广泛的潜在应用前景。但由于阳离子型聚丙烯酸酯乳液聚合对乳化体系及引发体系有较高要求,且需要加入阳离子性功能性单体来提高乳液稳定性,使其成本较高,阻碍了其发展,所以探索如何制备价廉稳定的阳离子型聚丙烯酸酯乳液,对于阳离子型聚丙烯酸酯乳液发展具有重要意义。本文研究了在不添加阳离子性单体情况下,运用阳离子乳化体系制备阳离子型聚丙烯酸酯乳液。首先探讨了聚合工艺对乳液聚合及产物的影响,利用种子半连续乳液聚合方法,并利用后滴加预乳化液制得乳液,与间歇式乳液聚合及后滴加单体与乳化剂制得乳液相比,乳液固含量及单体转化率较高,粒径较小,为83.05nm,粒径分布窄,多分散指数为0.232,且通过离心稳定性、耐酸稳定性、耐碱稳定性及储存稳定性各性能测试,表明乳液稳定性较佳。采用电导率法测定普通阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(1631)及其与非离子型乳化剂复配体系(脂肪醇聚氧乙烯醚类：AEO9、AEO20)的电导率,通过外推法得到各体系临界胶束浓度(cmc)。其中当CTAB/AEO9/AEO20=2/1/1时,乳化体系的cmc最小,复配体系中协同作用相对较强。加入保护胶体聚乙烯醇(PVA-124)制得乳液,外观及各性能好于不含PVA-124或加入PVA1750±50反应体系,当PVA-124用量为1%时,得到乳液各性能较佳。分别利用不同乳化体系制得乳液,通过调节乳化剂复配体系配比及含量,综合分析测试结果可得,以CTAB/AEO9/AEO20=2/1/1为乳化体系,用量为4.38%时,乳液性能较佳。本课题探究了不同引发体系对乳液性能影响,结果表明过硫酸铵(APS)引发剂制得乳液较易产生颗粒,稳定性差,而偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)引发制得乳液固含量及转化率较高,且稳定性较好,对于氧化还原引发体系,叔丁基过氧化氢-硫酸亚铁(TBHP-FeSO4)引发聚合得到的乳液相对性能较佳,综合得知,以AIBA为引发剂,用量为0.3%时,转化率较高为99.90%,乳液性能较佳。加入不同功能性单体对乳液影响较大,以APS为引发剂时,加入丙烯酸羟丙酯(HPA)制得的乳液,粒径明显减小,并有效改善乳液稳定性,其他功能性单体的加入则效果较差；以AIBA为引发剂时,加入HPA制得乳液性能较佳。进步探讨了功能性单体的不同加入方式对乳液的影响,实验表明,以后滴加方式加入时,制得乳液比直接加入种子乳液中合成乳液性能较好。本文初步探讨了乳液聚合机理及部分动力学影响因素,实验表明,当乳化体系为1631+AEO9+AEO20时,乳液聚合机理为胶束成核与水相成核共存,而以CTAB+AEO9+AEO20及Gemini+AEO9+AEO20为乳化体系时,主要以胶束成核为主,其中Gemini型乳化剂为十八烷基聚氧乙烯醚双季铵盐。且加入PVA-124制得乳液主要以胶束成核为主,不含PVA-124制得乳液则同时具有胶束成核及水相成核机理。而引发剂APS及AIBA引发聚合制得乳液中,皆以胶束成核为主。并讨论了聚合方式、乳化剂及引发剂对乳液聚合瞬时转化率的影响。