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摘要： 以丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸羟丙酯等为单体，采用种子乳液聚合法合成乳液，讨论了乳化剂的用量对乳液聚合的影响，并对乳液的增稠机理进行了研究。     关键词： 乳液；增稠机理；丙烯酸酯     1 引 言     聚合物乳液中引入羧基可赋予聚合物乳液多种特性，如提高涂膜对基材的附着力等 [1] 。而含羧基单体的引入，其明显的增稠效果，影响着乳液的流变性等性能。目前，国内外许多学者对乳液增稠的机理进行了研究。 Muroi [2] 和 Verbrugge [3] 分别研究了丙烯酸乙酯 - 丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯 - 丙烯酸乙酯 - 甲基丙烯酸等乳液共聚体系的碱增稠现象。刘凤岐等人 [4] 研究了苯乙烯 - 丙烯酸丁酯 - 丙烯酸乳液共聚体系的不同溶胀乃至溶解变化和碱增稠效应。关于含羧基乳胶粒子体系的碱增稠机理 , 一般认为是由乳胶粒子的溶胀乃至溶解等一系列变化所致。     2 实验部分     2.1 原 料     丙烯酸丁酯（ BA ）、苯乙烯 (St) 、醋酸乙烯 (VAc) 、丙烯酸羟丙酯 (HPA) 、丙烯酸 (AA) 均为工业级，成都永亮化工有限责任公司； MS-1 ，自制； OP-10 （聚乙二醇辛基苯基醚，非离子型），自制；氢氧化钠、过硫酸铵 (APS) 、氨水均为分析纯，成都科龙化工试剂厂；蒸馏水，自制。     2.2 乳液制备    采用种子滴加法制备共聚物乳液。在配置有可调速搅拌器、冷凝管等的四口瓶中，加入适量的蒸馏水、全部乳化剂、部分混合单体和氢氧化钠溶液，充分搅拌使之乳化，升温至 80 ℃ ，加入部分引发剂溶液引发反应，待乳液变蓝，不再产生回流，开始滴加剩余的引发剂溶液和混合单体，温度保持在（ 81 ～ 83) ℃（引发剂要在单体后滴加完毕），滴加完毕，升温至（ 85 ～ 88) ℃，保温 40min ，待单体充分反应，最后降温至 50 ℃ 以下出料，以 80 目分样筛进行过滤，用氨水调节 pH 值到 7.0 左右。 2.3 性能测试     粘度的测定：在室温下用涂 4 ＃ 杯粘度计测量粘度。凝胶的测定：用凝胶率表示。    钙离子稳定性：在 10mL 试管中，用滴管加入 5mL 乳液，然后加入 5% 的 CaCl 2 溶液 1mL ，混合均匀，在室温下放置 48h ，观察其有无沉淀、絮凝、分层等现象。若无，则表示钙离子稳定性通过。    稀释稳定性的测定：用蒸馏水将乳液试样稀释至不挥发物的质量分数为 3% ，用量筒量取 100mL 该稀释液，密封好后静置 72h ，测定其上层澄清液体积和底部沉淀物的体积。稀释稳定性分别以上层清液和底部沉淀在 100mL 稀释液中所占的体积百分数表示，结果取整数。若上层清液和下层沉淀的体积百分数小于 5% ，则表示稀释稳定性通过。 3 结果与讨论      3.1 乳化剂的选择及用量对乳液的影响     在乳液聚合中，乳化剂能降低单体和水的表面张力，增加单体在水中的溶解度，形成胶束和乳化的单体液滴，乳化剂体系及用量对乳液的合成及其稳定性有很大的影响。目前使用的乳化剂都有一个共同点，即它们的分子均含有两类性质截然不同的部分，亲水或疏油的极性基团和亲油或疏水的非极性基团 [5] 。非离子型乳化剂在水溶液中不会离解成离子，其效果与介质 pH 值无关，它会在聚合物表面形成吸附层，阻挡聚合物分子彼此碰撞，从而提高聚合物粒子的分散稳定性。阴离子型乳化剂水解时形成带阴离子基团的乳化剂，可使聚合物表面带负电荷，造成聚合物颗粒相互排斥，降低粒径。两种表面活性剂的混合物基本上是水不溶单体非常有效的乳化剂。因为这两者合理并用或作为复合物使用，可使两种乳化剂分子交替吸附在乳胶粒的表面，降低同一乳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，降低乳胶粒的电荷密度，使带负电的自由基更易进入乳液粒中，提高乳液聚合速度 [6] 。而且，改变两者的比例，可以较好地控制乳液的粘度。     苯乙烯、丙烯酸丁酯在水中的溶解度很小，它们与水混合时油水分层，两层间存在较大的表面张力。当加入一定比例的复合乳化剂后，体系的表面张力随乳化剂加入量的增大而急剧降低，聚合反应速率有所提高。由表 1 可以看出，乳化剂用量小于 2.5% 时，聚合过程的稳定性、乳液光泽很差。这是因为乳化剂的用量不足，仅部分乳液粒子表面被乳化剂分子覆盖，乳液粒子表面不能吸附足够的乳化剂以维持乳液的稳定，使聚合过程的稳定性下降。乳化剂用量少时，乳化剂浓度降低，形成的胶束数目少，粒径增大，最终生成大粒子，光学性能差。随着乳化剂用量的增加，体系中形成的胶束数目增多，引发和反应速度加快，聚合过程的稳定性提高，粒径变小，粒子间相互作用力增大，粒子流动的阻力也增大，造成体系的粘度也增大。但当其用量过高时，形成的粒径过小，表面能过大，乳胶粒间的凝聚倾向增大，反应变得不稳定，发生暴聚现象，粘度增大，乳液稳定性下降。因此，在乳化剂用量为单体总量的 4% ～ 5.5% 时，所制得的乳液性能较好。    第 1/2 页　首页　下页　尾页 中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”

关键词：  乳液化剂乳化