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1、 1前言苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯共聚合乳液,其耐水、耐碱、耐洗擦性能好,而且耐户外老化,其性价比是当今所有乳液中最高的,广泛应用在胶粘剂、涂料等领域1。近年来,国内外在苯丙乳液研究中主要取得5方面的成果:研制新型乳化剂对苯丙乳液聚合的乳化体系进行改进;不同引发剂体系的应用研究;引入微量功能单体参与共聚或共混对苯丙乳液改性;通过乳液粒子设计改善乳液性能;通过先进乳液聚合工艺(互穿网络技术、无皂乳液聚合)对苯丙乳液进行改性2-6。1乳化剂体系研究进展2苯丙乳液引发剂体系研究进展3苯丙乳液的改性及功能单体的引入4苯丙乳液聚合工艺研究进展5苯丙乳液乳胶粒子设计研究进展乳液聚合的特点及应用和其它聚合反
2、应的实施方法本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合相比较，乳液聚合法有如下的重要特点：1易散热众所用知，烯类单体聚合反应的传热特点是热负荷大，其聚合热约为60一100KJMOLl；在聚合过程中放热不均衡，高峰期要比平均放热速率高23倍；传热条件差对本体聚合来说，反应后期体系粘度可达几十万mpa.s传热系数大大降低；为了控制聚合反应速率与聚合物分于量及其分布，聚合过程常常对反应温度有着非常苛刻的要求。2既可制得高分子量的聚合物，又有高的聚合反应速率3以水代替溶剂是发展的方向4生产灵活性大5聚合物乳液可直接利用7-10乳液聚合 -应用乳液聚合最早由德国开发。第二次世界大战期间，美国用此技术生产丁苯橡胶，以后
3、又相继生产了丁腈橡胶和氯丁橡胶、聚丙烯酸酯乳漆、聚醋酸乙烯酯胶乳（俗称白胶）和聚氯乙烯等。与悬浮聚合不同，乳液体系比较稳定，工业上有间歇式、半间歇式和连续式生产，用管道输送或贮存时不搅拌也不会分层。生产中还可用“种子聚合”（即含活性链的胶乳）、补加单体或调节剂的方法控制聚合速度、分子量和胶粒的粒径。也可直接生产高浓度的胶乳。优点：水做介质，传热控温容易；可在低温下聚合；聚合快，分子量高缺点：要得到固体聚合物，后处理麻烦，成本较高；难以除尽乳化剂残留物2实验部分2.1 实验仪器及原料 仪器：四口瓶、支架、加热装置、温度计、冷凝管、分液漏斗、量筒、烧杯、胶头滴管、搅拌装置原料：过硫酸钾溶液、碳酸氢
4、钠溶液、乙烯醇、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、醇酯-12、防霉剂、丙二醇、消泡剂、钛白粉、立德粉、滑石粉、硼砂、六偏磷酸钠、轻质CaCO3、明矾 2.2 实验目的了解苯丙涂料的制备过程2.3 实验原理1.聚合机理：自由基聚合，以苯乙烯-丙烯酸丁酯为混合单体，以过硫酸铵为引发剂，在85附近聚合。 2.实施方法：乳液聚合。乳液聚合是指在搅拌下，非水溶性或低水溶性单体借助乳化剂作用分散成乳状液进行的聚合反应，得到的粒径一般在在10微米以下。 乳化剂浓度很低时，以单分子状态溶解于水中。随着浓度增加到CMC值后，开始形成胶束。在聚合过程中，胶束内有增溶的
5、单体，引发与增长基本都在胶束中发生。体系中最终有多少乳胶粒主要取决于乳化剂和引发剂的种类和用量，当温度、单体浓度、引发剂浓度、乳化剂种类一定时，在一定范围内，乳化剂用量越多、反应速度越快，产物相对分子质量越大。 乳液聚合的优点是：一，聚合速度快、产物相对分子质量高。二，由于使用水作介质，易于散热、温度容易控制。三，由于聚合形成稳定的乳液体系粘度不大，故可直接用于涂料、粘合剂、织物浸渍等。它的缺点是：聚合物中常带有未洗净的乳化剂和电解质等杂质，从而影响成品的透明度、热稳定性、电性能等。 乳液聚合和悬浮聚合虽然都是非均相聚合，但二者有着很大的不同：第一，悬浮聚合使用的是分散剂，而乳液聚合使用的是乳
6、化剂，后者能形成胶束而前者不能，因此这导致了二者的聚合机理的不同；第二，悬浮聚合使用油溶性引发剂，每个液滴相当于一个小本体，但乳液聚合使用水溶性引发剂，聚合场所是增溶胶束，单体储存在单体液滴中，而引发剂储存在水相中，由于聚合场所的孤立性，导致了乳液聚合的聚合速率快、产物分子量高；第三，悬浮聚合的液滴粒径较大，而乳液聚合的胶粒粒径极小，这使得二者在外观上也有较大差别；第四，悬浮聚合的后处理简单，只需用水或其他溶剂洗涤，而乳液聚合需要破乳，而且乳化剂的残留较大，难以除去；第五，悬浮聚合的工艺流程简单，但稳定性较差，对搅拌的要求高，而乳液聚合的工艺流程复杂，可调整的工艺参数很多，但稳定性好，对搅拌的
7、要求低。 目前乳液聚合已成为高分子科学和技术研究的重要领域，是生产高聚物的重要方法之一。许多高分子材料，如合成塑料、合成橡胶、合成纤维、粘合剂、涂料、絮凝剂、涂饰剂、整理剂、光亮剂、医用高分子材料、抗冲击共聚物以及其它许多特殊用途的合成材料等等，许多都是采用乳液聚合方法生产的，乳液法生产的合成橡胶占合成橡胶总产量的65以上。 2.4 实验过程1.苯丙乳液合成1.1.操作方法（1）称取过硫酸钾溶液8.38g，碳酸氢钾溶液5.19g备用。（2）称取乙烯醇0.3g加入45g水溶解，再加入阴离子表面活性剂1.05g和非离子表面活性剂2.62ml加18g水。（3）组装仪器将（2）中溶液加入四口瓶中，精致
8、苯乙烯28.6ml、丙烯酸甲酯27.5ml和纯丙烯酸1.2ml纯甲基丙烯酸甲酯2.85ml，碳酸氢钠溶液加入四口瓶剧烈搅拌20min，形成稳定乳白色混合物。（4）制备种子乳液：在四口瓶中加入1/4预乳液，1/3的引发剂水溶液，低速搅拌至有蓝光产生，把温度控制在7883。（5）把剩余乳液和引发剂溶液连续加入四口瓶中，23h滴完。（6）滴完后，在8587下保温反应1h，待反应完全，冷却至40一下，调节PH89之间，制成有微蓝色乳光的乳白色粘稠液体。2 苯丙乳胶漆的制备 2.1制备过程 取350g水于搅拌机中，加入醇酯-12 3g、防霉剂0.3g、丙二醇18g、甲基纤维素15g、消泡剂8g搅拌10m
9、in后加入钛白粉52.2g、立德粉42g、滑石粉50g、硼砂0.6g、六偏磷酸钠0.3g、轻质CaCO3132g、明矾0.6g搅拌30min，加入苯丙乳液、剩余消泡剂。3 涂料性能检测样板制备：在载破片上均匀涂刷100微米附着力测定硬度测定 3 结果与讨论3.1 研制结果1.制得淡蓝色乳液2.制得均匀细致的涂料3.2检测结果附着力检测圈数12345678910完整度33%020%20%25%25%20%20%20%30%硬度检测摆动次数：144硬度=0.2043.3结果分析制得的苯丙涂料粘度均匀，附着力较差，硬度一般，不适于用于墙体涂刷。附着力较差可能和增稠剂得用量有关。 4 结论 乳胶型涂料
10、中，增稠剂是不可缺少的一种助剂。增稠剂对苯丙涂料稳定性、流变性、耐水耐碱性及附着力等的影响11-15。 参考文献: 1马祥梅,王斌,王武生.我国苯丙乳液的研究进展J.化学与粘合,2003(1):30-31,39.2龚旌.苯丙乳液生产工艺及性能的改进J.现代化工,2002(6):24-27.3张心亚,黄洪,沈慧芳,等.苯丙乳液的最低成模温度及其影响因素分析J.粘接,2005,26(6).4GuSheng-Jiu,WangYun-Pu,ZhangFa-A.iStudyonacrylicemulsionwithcore-shellstructurecontaininghighhydroxylcont
11、entJ.JournalofMacromolecularScience-PureandAp-pliedChemistry,2005,42(6):771-781.5SindtOlivier,GauthierCatherine,HamaideThierry,eta.lRe-activesurfactantsinheterophasepolymerization.XVI.Emu-lsioncopolymerizationofstyrene-butylacrylate-acrylicacidinthepresenceofsimplemaleatereactivesurfactantsJ.Jour-na
12、lofAppliedPolymerScience,2000,77(12):2768-2776.6SlawinskiM,MeuldijkJ,VanHerkAM,eta.lSeededemu-lsionpolymerizationofstyrene:Incorporationofacrylica cidinlatexproductsJ.JournalofAppliedPolymerScience2000,78(4):875-8857乳液聚合技术概述J,唐建东,刘焱楠,迟秀海,李晓光(吉林石化公司电石厂)8徐小琳，邵谦核壳型乳液聚合研究进展J胶体与聚合物，2006，24(1)：36399吴明红;包伯荣;陈捷;徐引娟辐射引发丙烯酸酯互穿聚合网络(IPN)的研究J1998(04)10袁显永;霍东霞;张丽;王芳温度对核壳胶乳涂膜形成及性能的影响,高分子材料科学与工程M2007(03)11程为军.涂料工业M，1988,6:34-3612L.J.Callbo 主编，涂料助剂大全.上海：上海科学技术文献出版社J，2000.13张以河，周政懋，涂料工业M，1998，（2）：3-5.14KR Olsen.Pro Org.CoaM,1998,10:161-170.15郭文录，崔明兰，马登军.化学研究与应用M，1997,9（3）：314-316.