高固含量乳液（St／BA／AA）的合成乳胶粒径及其分布.pdfVIP

维普资讯 第21卷第2期 高分子材料科学与工程 v。1．21，N。．2 2005年 3月 POLYM ER MATERIALSSCIENCE AND ENGINEERING Mar．2005 高固含量乳液 (St／BA／AA)的合成、乳胶粒径及其分布 赵晨阳，李效玉 (北京化工大学材料科学与工程学院，北京 l00029) 摘要：采用滴加预乳化液 的半连续乳液聚合方法，合成 了固含量高达 65 的苯 乙烯 ／丙烯酸丁酯／丙烯 酸(St／BA／AA)共聚物乳液 ，并系统研究了乳化剂含量、固含量、单体配 比、功能单体浓度对乳胶粒大小 及分布的影响，利用透射 电子显微镜对乳胶粒子的微观形态进行了表征。结果表 明，乳化剂及功能单体 浓度增加，乳胶粒粒径减小，分布变窄；增加 固含量、单体 BA用量，乳胶粒径增大，分布加宽。高固含量 (St／BA／AA)乳液的平均粒径在 150nm～500nm 范围内，粒径分散 系数为1．O6～2．5，乳胶粒子呈多分 散分布 。 关键词：乳液聚合；高固含量；粒径分布 中图分类号 ：TQ316．334 文献标识码：A 文章编号 ：1000—7555(2005)02—0118—03 乳胶粒子的大小及其分布是乳液的一个重 硫酸氢钠 (SBS)、碳酸氢钠：分析纯；过氧化氢 要特征，它直接影响乳液稳定性及乳液粘度，其 特丁基、甲醛合次硫酸氢钠 ：化学纯。 大小与分布主要受聚合过程、工艺条件和单体 1．2 乳液制备方法 特性的影响[1]。对于一定的固含量体系，其粘度 预乳化：将去离子水、乳化剂和缓冲剂加入 随粒径增大和粒径分布的加宽而减小。高固含 500mL的三 口玻璃瓶中，开启搅拌使其全部溶 量乳液因其 自身的优越性受到了人们的重视 ， 解 ，在搅拌下将全部单体加入反应瓶中，常温下 人们从多个侧面对 高 固含量乳液进行 了研 搅拌 2h形成预乳液。 究[2]。但是 ，乳液固含量一旦提高，体系粘度 聚合反应：在装有搅拌器、温度计、回流冷 会突然增大 ，难以得到合格的乳液产品。因此 ， 凝管的500mL四口玻璃反应瓶中，加入上逮 为了得到稳定、低粘度的高固含量乳液，关键就 部分预乳液，通入高纯N 作为保护气体，加热 在于得到粒径大、分布宽的乳胶粒子 ，研究各种 升温至反应温度后滴加引发剂，反应一定时间 因素对乳胶粒大小和分布的影响规律，对于得 后 ，开始缓慢滴加剩余预乳液，预乳液滴加完毕 到合格的高固含量乳液是很有意义的。 后保温一段时间，降温出料。 本文利用滴加预乳化液的半连续乳液聚合 1．3 乳液性能测试与表征 方法，合成 了固含量高达 65 的苯 乙烯 ／丙烯 1．3．1 粒子微观表征 ：将乳液稀释后 ，滴于铜 酸丁酯／丙烯酸 (St／BA／AA)聚合物乳液，研究 网上，用 日本 日立公司的H一800型透射电子显 了主要影响因素对乳胶粒大小及分布的影响。 微镜观察粒子微观形态。 1．3．2 乳胶粒粒径及分布：在透射电子显微镜 1 实验部分 上观察稀释后 的乳胶粒，从电镜照片中选取不 1．1 主要原料 少于 500个粒子进行统计分析，按公式(1)和 苯 乙烯 (St)、丙烯酸丁酯 (BA)、丙烯酸 (2)分别计算乳胶粒的重均粒径 D 和数均粒 (AA)：聚合级；醇醚硫酸钠 (AES)、烷基酚聚氧