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乳化剂的选择及其用量对丙烯酸乳液胶黏剂性能的影响

丙烯酸丙烯酸乳液胶黏剂是一类重要的环保型胶黏剂,也是我国20世纪80年代以来发展最快的一类胶黏剂。它的原料来源广泛,成本低,且无毒无污染,还因具有良好的耐水性、耐碱性、耐候性和耐臭氧性等特点,广泛应用于建筑行业。但是它在快速固化和耐热性方面尚不能完全满足使用要求。

乳化剂的选择及其用量对丙烯酸乳液胶黏剂性能的影响。

乳化剂是丙烯酸乳液聚合体系中的重要组分,它可以降低单体和水之间的界面张力,还能起到分散作用,但是只有那些对聚合物丙烯酸乳液体系有着有效的稳定作用,同时又不影响聚合反应的表面活性剂,才适合作丙烯酸乳液聚合的乳化剂。在丙烯酸丙烯酸乳液聚合中,阴离子乳化剂、非离子乳化剂并用比单独使用其中一种所制的丙烯酸乳液性能更好,因为当它们复合使用时,非离子乳化剂的浊点得到明显提高,可使2种乳化剂分子交替吸附在乳胶粒的表面,降低同一胶粒上离子间的静电斥力,增强乳化剂在胶粒上的吸附牢度,大大提高丙烯酸乳液的稳定性。SDBS是阴离子型表面活性剂,分子结构中有1个苯环结构,它的HLB值为10.638;OP-10属于非离子型表面活性剂,它的HLB值为13.9,乳化作用很好。通过对丙烯酸乳液聚合体系的HLB值的计算,可知合成丙烯酸丙烯酸乳液的最佳HLB值在12-13,故设定SDBS和OP-10的质量比为1:2。适宜的乳化剂用量一般为单体的2.5%-5%,乳化剂用量对丙烯酸乳液吸水率、黏度等性能的影响见表1。

由表1可知,当乳化剂用量为3.5%时,丙烯酸乳液

黏度最高,吸水率最低,凝胶率也较低。当乳化剂用量为4.5%时,凝胶量过大,主要是当乳化剂浓度过大时,超过了临界胶束浓度,界面张力降到最低,虽然可以得到稳定的预丙烯酸乳液,但是聚合时会引起泡沫增多,丙烯酸乳液过于黏稠,很容易大量凝聚,甚至破乳。因此,适宜含量的乳化剂是获得稳定性良好的丙烯酸丙烯酸乳液胶黏剂的关键。

从表1还可知,随着乳化剂浓度的增加,乳胶粒直径变小。主要因为当乳化剂浓度增大时,胶束数目增多,按胶束机理生成的乳胶粒数目也越多,乳胶粒直径就越小。