微乳液聚合的原理及应用.pdfVIP

$$$第28卷第3期 绥化学院学报 2008年6月 Vo1．28 No．3 Journal of Suihua University Jun．2008 微乳液聚合的原理及应用 金凤友 王可答 樊铁波 (绥化学院化学与制药工程系 黑龙江绥化 152061) 摘 要：综述了微乳液的聚合机理、方法和工艺。阐述微乳液聚合物的特点及其应用。 关键词：微乳液聚合；聚合机理；乳胶微粒 中图分类号：TQ630．1 文献标识码：A 文章编号：1004—8499(2008)03—0168—03 微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各向同性、 子的成长，微乳液滴中的单体浓度减少．聚合速率也就减慢。 热力学稳定的透明或半透明胶体分散体系。其分散相(单体微 微乳液聚合动力学曲线如图1所示。但最近有研究表明若单 液滴)直径一般在1O一50rim范围。界面层厚度通常为2—5 nm。 体浓度足够高，而引发剂浓度低或反应温度低时。微乳液聚合 由于分散相尺寸远小于可见光波长，因此微乳液一般为透明 也可观察到恒速期出现。 或半透明的。微乳液具有热力学稳定、光学透明、分散相尺寸 ：5 小等特性外．微乳结构的可变性大也是微乳液区别于普通乳 2O 液的另一个显著特征。 l S J 0 一 、 微乳液聚合原理 O 5 常规乳液聚合中。聚合机理为胶束成核机理为主．均相成 核并存。微乳液聚合过程中。由于聚合体系没有大的单体珠 滴，水溶性小的单体都被增溶于胶束中(4nm，l02 个／L)，形成 微乳液滴。油溶性引发剂存在于微滴。水溶性引发剂通过扩散 二、微乳液聚合特点 由水相进入微滴引发聚合；而对于水溶性大的单体在聚合初 期，水相自由基先引发水相单体形成低聚物自由基．然后被微 微乳液聚合反应平稳、快速，反应过程无需搅拌，因此大 液滴瞬间俘获引发微液滴成核聚合。诚然．微乳液聚合最主要 大简化了生产设备；引发反应时可以使用油溶性或水溶性引 的成核位置应是在微乳液滴中。由于在聚合的整个过程中体 发剂．由于体系透明还特别适用于光引发聚合；聚合产物是粒 系内部都存在大量的胶束。直至聚合结束时．体系仍有 1．6nm 径极小(1Onm—lOOnm)、单分散性较好、稳定性高的高分子微 的空胶束(5~102-个／L)．因此在很高的转化率下仍会产生新的 乳胶，经过后处理可得到分子量较高、分子量分布窄的聚合 聚合物粒子，即表现出连续成核的特征。 物。 根据经典的Smith．Ewart理论。乳液聚合过程分为增速 通常的微乳液聚合体系中，特别是O／w微乳液体系中， 期、恒速期和降速期三阶段。在微乳液聚合动力学研究中。普 固含量很低(1O％)，而乳化剂含量较高(5％)，且最终体系中 遍认同Guo的研究结论：聚合速率仅分增速期I和降速期II 存在大量空胶束，这就使得聚合物粒子表面含有大量乳化剂， 两个阶段，聚合过程无明显的恒速阶段。也无凝胶效应。这是 且后处理中难以脱除干净，从而给产品性能带来很多不利影 因为微乳液体系中无单体珠滴作为单体库补充单体。随着粒 响．限制了微乳液聚合的实际应用。 【收稿日期12008—02—09 【作者简介】金凤友，男，绥化学院化学与制药工程系教授。 168 微区内成核形成了乳胶粒子，由于HEMA浓度的降低。体系 三、微乳液聚合方法 的表面张