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聚合物乳液

作者:管理员 发布时间:2024-08-30点击:1

聚合物乳液的性质

外观

从乳白(往往带有蓝相)到半透明,均匀且有一定粘稠度的流体。1

黏度

与聚合物分子量无关,一般较低。乳液是非牛顿型流体,其应力一应变不呈线性关系,黏度应用旋转黏度计测量。其测量数值以 Pa·S 和 mPa·S 表示。1

凝聚物

乳液聚合过程中允许出现微量凝聚粒子,但不能超过某一限量值。1

最低成膜温度值(MFT)

该值与聚合物的玻璃化温度有关,当温度下降到 MFT 值以下时,乳液不能成膜,必须使用成膜助剂。1

离子性质

乳液聚合中使用乳化剂的情况有以下几类:单独使用阴离子型乳化剂;单独使用非离子型乳化剂;单独使用阳离子型乳化剂;混合使用阴离子和非离子型乳化剂,离子性质对配方中要采用的成分是重要的。1

粒度与粒度分布

聚合物乳液是一个不均相的体系,聚合物在乳液中呈颗粒状不规则分散状态。由于在乳液聚合过程中所采用的乳化剂及聚合工艺不同,所生成的乳液颗粒及其分布有很大的差异。乳液粒度及其分布与乳液外观是直接相关的,因此不同的乳液有不同的外观,主要表现在色相上。1

残余单体(VOC)含量

乳液聚合反应一般能达到较为完全的程度,但往往会有少量未完全反应的单体存在,造成 VOC 含量高,不利于环境保护。因此对乳液中残余单体的含量应有限制,通常要求在 0.1%以下,不同组成的乳液应有不同要求。1

稳定性

由于乳液是不均相的体系,必然存在稳定性的问题。包括化学稳定性、机械稳定性、储存稳定性、冻融稳定性、稀释稳定性等。1

乳液聚合技术

无皂乳液聚合

提高涂膜耐水性。在传统乳液聚合中要加入乳化剂,以使体系稳定和成核。但是乳化剂在乳液成膜时并不会变成涂膜的一部分,而是游离在涂膜当中,由于其亲水作用,因此会影响到涂膜的耐水性,使其应用受到限制。为了克服由于加入乳化剂而带来的弊端,人们正致力于开发无皂乳液聚合技术。反应型乳化剂不但具有乳化性能,而且在其分子结构中含有可反应的官能团,如含双键的可聚合乳化剂,含偶氮或过氧化等结构的表面活性引发剂及表面活性链转移剂。可作为聚合体系的一个组分加入到反应体系中进行聚合反应,将阴离子、阳离子或非离子型的亲水性基团引入到聚合物分子链中,赋予聚合物自乳化能力。3

核壳乳液聚合

增强乳液性能。目前的结构设计主要有硬核软壳型、软核硬壳型和互穿网络型等结构。对于核壳乳液聚合来说,最重要的是第二阶段的乳液聚合。根据壳层单体不同的加入方式,主要集中在间歇法、半连续法和预溶胀法等工艺的研究。这三种不同的聚合工艺将直接影响到乳液粒子的形态结构。可以得到正常核壳结构型、草莓型、夹心型、雪人型、翻转型和海岛型等核壳结构乳胶粒子。3

微乳液聚合

使乳胶粒子超微粒化。传统乳液乳胶粒粒径在 1~10μm 之间,是不透明的非热力学稳定体系。而微乳液聚合得到的乳胶粒粒径在 10~100nm 范围内,透明且性能稳定。由于其特殊的结构性能,用于涂料可以显著提高乳液涂膜的强度、附着力、平滑性和光泽性。微乳液聚合分为 O/W 型微乳液聚合、W/O 型微乳液聚合和双连续型微乳液聚合。影响微乳液结构的因素很多,主要包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性,以及反应温度、pH 值、电解质浓度、各组分的相对比、油相的化学特性,甚至容器表面的性质等等。引发剂也是影响微乳液聚合的重要因素之一。众多研究表明:水溶性和油溶性引发剂引发微乳液聚合可获得类似的聚合物乳液,且聚合机理类似。采用反相聚合方法制备的反相乳胶粒子很容易反转并溶解与水中,便于很多领域的应用。在无机纳米粒子存在下,聚合物单体进行原位乳液聚合是制备有机无机纳米复合乳液的有效途径。3

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