无皂乳液聚合技术与微乳液聚合.pptVIP

乳液聚合技术进展简介 2009级化学三班 张丹丹 陈苏莉 Contents ★种子乳液聚合 ★核壳乳液聚合 ★无皂乳液聚合 ★微乳液聚合 ★反相乳液聚合 ★分散聚合 Contents 无皂乳液聚合的概念 无皂乳液聚合的成核机理 无皂乳液聚合常见制备方法简介 无皂乳液聚合的特点及现状 无皂乳液聚合的应用前景 无皂乳液聚合(soap-free emulsion polymerization)技术出现的原因 传统的乳液聚合中的乳化剂会被带入到最终产品中去，其纯化工艺非常复杂 ●乳化剂一般价格昂贵加入乳化剂会增加成本，而且乳化剂会造成环境污染 ； ●乳化剂的存在还会影响乳液聚合物的电性能，光学性质表面性质及耐水性等，使其应用受到限制 ； ●另外，生产确定粒径的乳液产品需要制定特别的反应条件且可重复性差，随着人们对环境问题的日益重视以及为克服由于加入乳化剂而带来的聚合物产品的弊端，人们开始致力于无皂乳液聚合技术（soap-free）。 无皂乳液聚合(soap-free emulsion polymerization) 的定义 无皂乳液聚合是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂其浓度小于临界胶束浓度CMC 的乳液聚合，但少量乳化剂所起的作用与传统的乳液聚合完全不同 。所谓“无皂”聚合，只是利用引发剂或极性共单体，将极性或者可电离的基团化学键接在聚合物上，使聚合物本身就成为表面活性剂。 乳液聚合技术进展简述 2009级化学三班 张丹丹 陈苏莉 无皂乳液聚合的成核机理 无皂乳液聚合体系的粒子密度Np 粒径的大小Dp 直接与成核机理密切相关，因此受到特别的重视，人们提出了多种无皂乳液聚合成核机理， 普遍为人们所接受的为均相成核机理和齐聚物胶束成核机理 但是无皂乳液聚合现有的任何一种成核机理均难以描述所有单体的粒子成核的机理 齐聚物胶束成核机理 Goodall 等人研究了苯乙烯/过硫酸钾/水体系的无皂乳液聚合的成核机理提出了一种齐聚物胶束成核机理，带有离子链端的齐聚物先在水相形成胶束而引发聚合，然后随着聚合的进行可以观察到由于胶粒表面积增大而导致的表面电荷密度下降，此时早期产生的初级胶粒通过凝聚重新获得胶态稳定性，一旦稳定的胶粒生成之后，聚合主要在单体溶涨的胶粒中，进行此时的胶粒增长类似与常规乳液聚合 。 均相凝聚成核机理 均相成核机理是1969 年由Fitch 等人首先提出的，而后Goodwin Hansen 和Vgelstad 以及Feeny 等人对这一机理进行了完善和充实，该机理认为引发剂分解产生的初级自由基在水相中引发溶于水的单体聚合，生成自由基活性链，并进行链增长，当该自由基达到一定的聚合度时就变的不溶于水而沉淀形成基本初始粒子，基本初始粒子一旦生成，便会捕捉水相中的自由基活性链而继续增长形成基本粒子，然后由于表面电荷密度不足以及水溶性较好的分子链伸展到水相中而导致的链缠结，基本粒子将发生凝聚，聚合物粒子数目将减少，同时聚合物粒子体积增大，表面电荷密度增大，界面张力减小，粒子稳定性不断提高最终形成稳定的聚合物乳胶粒胶粒成核过程在转化率达到1%之前就结束了此后胶粒数目保持恒定聚合就在胶粒中进行。 无皂乳液的聚合方法 无皂核/壳乳液聚合法 引发剂碎片法 引发剂碎片法 水溶性单体共聚法 反应性乳化剂共聚法 超声无皂乳液聚合法 微波无皂乳液聚合法 添加无机粉末法 无皂乳液的稳定性 乳液乳胶粒离子的稳定性主要由表面活性齐聚物所决定 影响稳定性的因素有： 1. 静电作用; 2.离子表面的亲水性. 增加稳定性的方法有： 1.采用离子型引发剂；2.采用水溶性共聚单体；3.采用反应性的引发剂；4.添加无机粉末；5.选择适当的助溶剂. 与传统的乳液聚合相比较，无皂乳 液聚合高聚产物具有以下三个特点： 1.免去了去除乳化剂的后处理，产品可直接应用，简化了工艺； 2.聚合物乳胶粒的表面洁净，从而避免了乳化剂对高聚物产品电性能﹑光性能﹑表面性质﹑耐水性及成膜性的影响； 3.所得到的聚合物乳胶粒子的粒径单分散性好，且较常规乳液聚合的粒径要大。 无皂乳液虽然属于环保型聚合且赋予聚合物许多优异性能，但是由于无皂乳液由于没有乳化剂的保护作用，使得乳胶粒子的稳定性下降，因此获得高固含量和稳定性的乳胶粒具有很的的困难，因此开发更好的无皂乳液聚合技术，提高无皂乳液体系的高固含量和稳定性，通过粒子设计使粒子表