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涂料技术

研究碱溶性核/壳型丙烯酸酯胶粘剂乳液合成

时间:2011-06-09 09:11:00 来源: 作者:爱卡 点击:
本研究以HEA/GMA为混合交联单体,在其它条件保持不变的前提下[即m(HEA)∶m(GMA)=1.5∶1等],混合交联单体用量对胶膜性能的影响如图1所示。
 
图1

图1
 
由图1可知:随着混合交联单体用量的增加,胶膜碱溶性降低,吸水率呈先降后升态势;当w(HEA+GMA)=5%时,吸水率相对最低;当w(HEA+GMA)≥6%时,胶膜碱溶性降幅较小(趋于恒定)。这是由于随着交联单体用量的增加,交联反应引入的活性点增多(即交联度提高),故胶膜吸水率下降(即耐水性提高);同时,随着交联度的升高,碱液对聚合物的溶胀、渗透作用受到限制,表现为碱脱除时间延长(即碱溶性下降)。但是,当交联进行到一定程度时,体系黏度增大,分子扩散受到影响,交联度进一步提高较困难,过多的交联单体在水相中水解自聚,反而降低了聚合过程的稳定性和胶膜耐水性,碱溶性降幅不大(趋于恒定)。综合考虑,选择w(HEA+GMA)=4%~5%(相对于单体总量而言)时较适宜。

2.3聚合工艺对乳液及其胶膜性能的影响

在其它条件保持不变的前提下,分别采用核/壳聚合工艺[m(核单体)∶m(壳单体)=6∶4]和常规聚合工艺制备丙烯酸酯乳液,则不同聚合工艺对乳液及其胶膜性能的影响如表4所示。
 
表4

表4
 
由表4可知:与常规聚合工艺相比,采用核/壳聚合工艺制得的乳液具有相对较低的黏度、相对较好的碱溶性,但其粒径相对较大、耐水性相差不大。这是因为核/壳型乳液结构中羧基单体多分布在壳层中,故乳胶粒之间的静电斥力增加,表现为乳液黏度相对较低;另外,核/壳型乳胶粒中壳层的亲水性羧基密度相对较大,有利于碱液渗透(碱溶性相对较好),但耐水性稍有下降(降幅不大)。因此,在其它条件保持不变的前提下,核/壳型乳液的碱溶性明显优于常规聚合工艺制得的乳液。

2.4乳液结构的FT-IR表征与分析

图2为核/壳型乳液的FT-IR曲线。由图2可知:3446cm-1处是-OH的特征吸收峰,2241cm-1处是C≡N的伸缩振动吸收峰,1729、1168cm-1处分别是C=O、C-O-C的不对称伸缩振动吸收峰;1243cm-1处是环氧环的骨架振动吸收峰,842cm-1处是环氧环的不对称伸缩振动吸收峰;2962、2874、1456、1398cm-1处是甲基和亚甲基的C-H吸收峰;另外,1637cm-1处未出现C=C的伸缩振动峰,表明聚合反应已基本完成。综上所述,各种功能单体均参与了共聚反应,并且相应基团的FT-IR特征吸收峰比较明显,说明丙烯酸酯共聚乳液的预期结构被成功合成。
 
图2

图2
 
2.5乳胶粒形态的TEM分析

分别采用核/壳聚合工艺和常规聚合工艺制备丙烯酸酯乳液,则不同聚合工艺对乳胶粒形态的影响如图3所示。

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