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苯丙乳液乳化剂的影响

苯丙乳液聚合的经典理论认为整个苯丙乳液

聚合过程可划分为5个阶段,即分散阶段、成核阶段、乳胶粒长大阶段、恒速增长阶段和聚合完成阶段。

苯丙乳液的成核机理一般认为有以下几种情况:胶束成核、均相成核、单体液滴成核以及这其中的几种成核方式竞争的组合体系。丙烯酸丁酯难溶于水,所以以胶束机理成核。甲基丙烯酸甲酯在水中溶解度较大,随着甲基丙烯酸甲酯含量的增加,体系中,均相成核开始增加,反应成核阶段速度加快,均聚的粒径比共聚的粒径要小。从颜色的变化来划分其过程为:从无色到蓝紫色的过程为粒子成核阶段,其中从浑浊到蓝紫色出现这一期间为真正的胶束成核过程;从蓝紫色到乳白色出现的过程为粒子恒速增长阶段。

乳化剂的影响

向聚合体系中引入乳化剂:一方面与单体形成预乳化液,有助于聚合体系的稳定及共聚合反应的进行;在种子苯丙乳液的制取过程中,乳化剂可有效改善成品的乳胶粒尺寸分布,有助于优化聚合物成膜的光泽。乳化剂用量较小时,聚合过程的稳定性、苯丙乳液的机械稳定性均较差,涂刷性能不好,光泽很差;乳化剂用量较大时,聚合过程的稳定性、苯丙乳液的机械稳定性均较好,刷涂性能好,光泽高,但吸水率上升。在核壳聚合工艺中,壳聚合阶段加入的乳化剂过多易产生新粒子,破坏苯丙乳液的核/壳结构,涂膜的回粘性、耐水性均较差,凝聚物少,附着强度低;两阶段乳化剂用量比较大时,聚合后期易产生凝聚物,但其他性能有所提高。

阴离子、非离子复合表面活性剂,苯丙乳液颗粒均匀,光泽高,透明度高,防水性能良好,膜不粘。因为两种表面活性剂的混合物复合使用,可使两种乳化剂分子交替吸附在乳胶粒的表而,降低同一乳胶粒上离子间的静电斥力,提高苯丙乳液聚合速度,而且改变两者的比例,可以较好地控制苯丙乳液的黏度。

阴离子表面活性剂增加,稳定性增加,推迟了双分子终止,提高了聚合转化率。随乳化剂浓度增加,胶乳粒径亦随之减小,但水率也明显增加。

反应型乳化剂比传统乳化剂具有明显的优点,它本身既可参与聚合反应,以共价键的形式结合在高分子链上又能在聚合过程中起到乳化作用,而传统乳化剂仅靠物理吸附结合在乳胶粒表面。

因此,采用反应型乳化剂可以提高聚合物苯丙乳液的稳定性,改善聚合物的耐水性、光泽及附着力等应用性能。

不加乳化剂的无皂苯丙乳液聚合虽然克服了由于加乳化剂所带来的弊端,但其反应体系不稳定,形成的乳胶粒子尺寸大,分布不均匀,乳胶膜光泽度差,也限制了它在纸张上光方面的应用。