PHMS为反应性助稳定剂的苯乙烯细乳液聚合.pdfVIP

第 26卷第 3期 化学反应工程与工艺 Vol26，No3 2010年 6月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology JUnc 2010 文章编号 ：1001--7631 (2010)03—0284一O5 PHMS为反应性助稳定剂的苯 乙烯细乳液聚合 张震乾 李 鹏 (江苏工业学院材料科学与工程学院，江苏 常州 213164) 摘要 ； 以含氢聚硅氧烷 (PHMS)为反应性助稳定剂 ，研究苯 乙烯 (St)细乳液聚合 。表征 了细乳液聚 合产物的结构，探讨 了PHMS与 st接枝共聚反应机理，考察 了不同体系聚合产物接枝量、接枝产物 中 PHMS的含量 以及不同乳液聚合反应稳定性和乳胶耐盐稳定性 。通过红外和核磁分析结果表明，除 st均 聚反应外，PHMS通过游离基加成反应与St生成了接枝共聚物。细乳液体系中，PHMS用量 由5 质量 分率增加到2O ，聚合产物接枝量和接枝产物中PHMS质量百分比先增大后降低 。当PHMS质量分率为 10 时，聚合产物接枝量和接枝产物 中PHMS质量百分 比出现峰值 ，分别为 73．35 和 8．46 。与普通 乳液聚合反应相 比，细乳液聚合过程 中凝胶量减少，细乳液聚合产物接枝量和接枝产物 中PHMS质量分 率 的增加 ，乳胶耐盐稳定性增强。 关键词： 苯乙烯I含氨聚硅氧烷I助稳定费嘈l细乳液聚合f硅氢加成反应 中图分类号：TQ316．33+4 文献标识码t A 细乳液聚合的特点之一是体系中需要加入助稳定剂。传统助稳定剂如十六醇 (CA)，十六烷 (HD)具有有机挥发性 ，会对最终产品产生不 良的影响[1]。采用反应性助稳定剂、预聚物 以及改性聚 合物为助稳定剂的细乳液聚合是当前细乳液聚合研究的热点之一[2]。含氢聚硅氧烷 (PHMS)具有 良好的疏水防潮性、耐高低温性 、耐候性等特性 ，而且其分子结构中有活泼的Si-H键 ，可进行硅氢 加成等多种反应而得到广泛 的研究和应用[6．。本工作将 PHMS作为苯乙烯 (St)细乳液聚合的反应 性助稳定剂 ，对细乳液聚合产物结构进行了表征 ，探讨了PHMS与 St进行硅氢加成反应机理 ，不同 体系聚合产物中接枝共聚物的含量及接枝共聚物 中PHMS含量 ，以及细乳液聚合反应过程稳定性和 乳胶耐盐稳定性 。 1 实验部分 1．1 乳液聚合过程 细乳液典型配方 (质量分率)：苯 乙烯 1O％，PHMS为苯 乙烯质量的 1O％，十二烷基硫酸钠 (SDS)1．5 ，过硫酸钾 (KPS)0．5 。PHMS溶解在 St中，搅拌混合后，倒入由SDS和水组成 的混合液中，室温下搅拌预乳化 15min，高速分散均质机细乳化 5min，得到细乳液转移入预先通 N 四口烧瓶 ，加热升温到 8O℃，加入引发剂 ，聚合反应 3h。普通乳液聚合配方与细乳液典型配方 相同，采用搅拌器进行预乳化 15min后 ，乳液直接加入反应器中进行聚合反应。 1．2 测试与表征 称重法测定单体转化率 。PHMS作为反应单体计算。 用正己烷抽提 36h除去未反应的PHMS，再用环 己烷抽提 36h除去聚苯乙烯均聚物[8]。抽提后 收稿 日期 ；2010—01—05；修订 日期 ：2010—04—18 作者简介 ：张震乾 (1973一)，男，博士，副教授。Email}zqzhang@em．jpu．edu．Cn 第 26卷第 3期 张震乾等．PHMS为反应性助稳定剂的苯乙烯细乳液聚合 285 样品分别采用 NieoletAVATAR一360型傅里叶变换红外光谱仪 (FT-IR)和 AVANCE111型核磁共振 波谱仪进行表征。 接枝量计算 ：G—m ／ ×100 ；m 为环己烷抽提前质量； 。为环己烷抽提后质量； 聚合反应稳定性用凝聚率表征 ，凝聚率越小，表示聚合过程越稳定 。聚合反应完成后 ，用不锈钢 纱布过滤收集聚合体系中的凝聚物 ，洗涤后烘至恒重 。凝聚物 占总单体质量的百分率即为凝聚率。 耐电解质稳