聚醋酸乙烯乳液研究进展.docVIP

胶体与聚合物 C h ine se Jo u rna l o f Co llo id po lym e r 第 17 卷第 4 期 1999 年 12 月 V o l. 17 N o. 4 D ec. 1999 Ξ 聚醋酸乙烯乳液研究进展 杨宝武 (天津市 有机化工实验厂, 天津, 300220) 摘 要 介绍了聚醋酸乙烯乳液在高固含量和生物分解、减少残存单体、醋酸乙烯单体对聚乙烯醇接枝共 聚物的生成及影响、利用乳液制多孔性薄膜及其应用等方面的进展。 关键词 聚醋酸乙烯乳液; 性能; 应用 1995 年全球粘接剂总消费量 728 万吨, 其中水基胶 32716 万吨, 聚醋酸乙烯 ( PV A c) 乳液 250 万 吨, 占水基胶的 7613% 1 。1996 年我国胶粘剂总产量为 133 万吨, 水基胶总量 40153 万吨, PV A c- 乳液 2115 万吨, V A E 2153 万吨, 丙烯酸系乳液 1615 万吨, PV A c- 乳液占水基胶 53104% 2 。 日本近年间 PA V c- 乳液处于平稳状态, 年需求量 15 万吨, 加之与乙烯或丙烯酸系单体共聚乳液总量为 27 万吨3 。 自 1936 年法国专利 798, 036 ( I、G ) 公开以聚乙烯醇 (PV A ) 为保护胶体进行醋酸乙烯(V A c) 乳液生 产以来, 历经 60 余年的发展, 其间发表了浩如烟海的有关聚合方法、物性、应用方面的论文、专利与著 作。 下面介绍最近发表的几篇论文和专利。 高固含量乳液[ 3, 4 ] 为了提高早期粘接强度, 提高浓度是必要的。 市售 PV A c- 乳液的浓度 ( 换算成非挥发分) 最大约 60% 。 作为应用, 像纸管、卷烟等高速粘接或密封材料, 低挥发分是重要的。 在粒子大小相同的乳液中, 对六面体系最紧密填充的容积浓度为 74% , 而对正方体系的粗填充仅有 52% 。 但依靠改变粒子大小与 分布, 可达到更高的填充密度。 首先使同一粒径的一次粒子实现最紧密填充, 然后使均一的二次粒子恰 好紧密填充于一次粒子的空隙间, 最紧密填充容积可达 79% , 如再嵌入三次粒子可达 81% , 嵌入四次粒 子可达 84% , 五次粒子达 85% 。 基于此种理解, 开发了多种高固含量乳液的制造方法, 如利用二段聚合法制造固含量在 70% 以上 的乳液。作为二段法的第一段首先制作粒径在 013～ 015Λm 的聚合物, 然后用此一次粒子乳液代替初期 的水进行第二段聚合。 聚合中使用阴离子性乳化剂, 每 100 份单体乳化剂用量为 01001～ 0101 份, 由乳 化剂量控制粒子的大小, 制得粒径为 014Λm , 固含量 70% , 粘度 300m p a·s 的乳液5 。 在 011～ 015Λm 单分散性粒径分布的种子聚合物中, 逐次添加单体和乳化剂进行乳液聚合。此时单 体和乳化剂的比例保持在调整种子聚合物时的比例, 制得固含量 7211% , 粘度 4, 800m p a ·s, 粒径处于 011～ 0165Λm 的宽分布状态的乳液6 。 作为一段聚合法, 将含亲水性单体聚合 015～ 15% , 并用阴离子和非离子乳化剂, 逐渐添加全部单 体与水的预乳化物, 制得固含量 67～ 75% 的乳液7 。 当阴离子乳化剂用量为非离子乳化剂的 5～ 40W t% , 总乳化剂量为单体的 2～ 15% 时, 得到固体含量为 7115% , 粘度 7, 000m p a·S 乳液。 另外, 把含 011～ 12W t% 不饱和羧酸的单体混合物, 在占全部单体 0101～ 3% 凝聚剂的存在下, 应 用反应性乳化剂进行乳液聚合, 制得固含量为 65～ 80W t% 的乳液8 。在凝聚剂周围小粒子合并, 凝聚成 1 Ξ 收稿日期: 1999203211, 作者通讯地址: 天津市河西区友谊路友谊东里 11 号楼 501, 300211  015～ 210Λm 的大粒子。 由于反应性乳化剂和单体同步逐渐添加, 不断形成胶束产生新粒子, 由此可制 造粒子大小适度混合的高填充乳液, 固含量达 7115% , 中和后粘度 1, 700m p a·S, 粒径 015Λm。 调整由单体、乳化剂、水组成的预乳化剂, 在引发剂存在下将部分预乳液加到反应器内, 开始聚合。 之后连续供给预乳液进行乳液聚合。 在供给期间, 间歇补加乳化剂 1 次以上, 其量大于调制预乳液时添 加量的 1% , 生产高固含量乳液。该乳液粒子大小取决于初期预乳液的添加量, 由于间歇添加乳化剂, 使 之不断产生新的粒子, 从而制得粒径分布宽的乳液9 。 所得乳液固含量 7115% , 粘度