聚合条件对苯乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸乳液聚合粒度分布的影响

第第页聚合条件对苯乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸乳液聚合粒度分布的影响第卷第期年月

湖北高校学报自然科学版

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甲基丙烯酸

乳液聚合粒度分布的影响

Ξ

张洪涛谭必恩胡芳尹朝辉李建宗

湖北高校化学与材料科学学院武汉

湖北高校学报自然科学版年第卷

所作的图图中显示随着聚合温度的降低生成的乳胶粒粒径变大在聚合后期转化率至左右时温度转高的体系粒径有所下降图说明聚合温度越低粒子数目越少温度较高的体系在反应后期粒子数目有所减削

在聚合过程中温度是通过引发剂分解来影响乳胶粒大小的温度越高引发剂分解越快形成的胶粒数越多由于单体量肯定因而得到的胶粒粒径较小到反应后期随着粒子增大至恒定较大粒子之间相互碰撞而凝集从体系中析出剩下较小的粒子碰撞程度与温度高低亲密相关高温下粒子碰撞机因而温度较高的反应体系在反应后期胶粒粒径及数目均有减小

会多

图乳液聚合在不同聚合图乳液聚合在不同聚合

温度下粒径转化率图≠εε≈ε

温度下颗粒浓度转化率图≠εε≈ε

212乳化剂配比对粒度分布的影响

11乳化剂配比对粒径的影响图当阴离子型乳化剂≥≥与非离子型乳化剂≥配比从

但保持乳化剂用量1τ单体不变生成的乳胶粒子逐1Β1Β11Β1改变到1Β渐变大从聚合过程看当非离子型乳化剂含量较高时粒径随着转化率上升而有所降低含非离子型乳化剂较多的体系生成的粒子较大可能是由于非离子型乳化剂≥单分子掩盖面积大且在胶乳表面排列较疏松易于单体进入因此粒径较大其聚合过程中/0值11乳化剂配比对多分散性的影响图非离子型乳化剂含量渐渐上升的改变类似于无皂乳液聚合也就是说至反应结束时能制得单分散较好的胶乳

213乳化剂浓度对粒度分布的影响

11乳化剂浓度对粒径大小的影响图从图可知

粒径大小差距并不乳胶粒粒径呈现以下特点≠反应初期

大反应开始后乳化剂浓度远高于临界胶束浓度≤≤值的!体系粒径增长幅度较小而!乳化剂浓度低于≤≤值粒径增长幅度明显粒径改变介于以上两种状况之间≈反应的最终粒径大小与乳化剂浓度成反比

11乳化剂浓度对多分散性的影响图本文用/0值表示多分散性程度从图中列出的/0值可

以看出体系从反应开始至反应结束/0值都较大这主要是由于的乳化剂浓度接近于≤≤值因而

图乳化剂配比对粒径的影响

≠111≈11…11

第期张洪涛等聚合条件对苯乙烯

可能存在两种不同的成核机理使粒子尺寸分布变宽而的浓度高于≤≤值许多成核时间短反应过程中/0值改变不大在≤≤值以下反应起始阶段/0值较大随着反应的进行/0值渐渐降低到后来形成良好单分散的胶乳在低于≤≤值较多的聚合体系如中很多方面与无皂乳液类似反应过程中较小的颗粒表面电荷密度较低比大颗粒更易吸附液相中的自由基≈也易彼此发生聚结≈从而使颗粒分布趋向匀称

11乳化剂浓度对乳胶粒子数目的影响图在经典乳液聚合中乳胶粒主要在第一阶段生成

到第二阶段粒子数目恒定乳胶粒数目与乳化剂浓度存在关系式如下

图乳化剂配比对多分散性的影响≠111≈11…11

图乳化剂浓度对多分散性的影响≠1111≈11…11

图乳化剂浓度对粒径的影响

≠1111≈11…1111

图乳化剂浓度对粒子浓度的影响

≠1111≈11…1111

湖北高校学报自然科学版年第卷

ΝΚ

Λ

)/(Θσ#Σ

即Ν与Σ成正比图中显示在乳化剂浓度远高于≤≤时乳胶粒数目一贯增加这是由于在体系中存在大量胶束随着引发剂的不断分解不断进入胶束而形成新的乳胶粒子所以数目一贯增加当浓度低于≤≤值时主要是水相凝集成核粒子数目达到肯定值后由于相互凝集而使颗粒数目渐渐降低与经典乳液聚合理论略相符的只有但由于其单体中含有易于水相成核的和单体而使第二阶段数目略有降低

含量的渐渐增大214单体配比对乳胶粒分布的影响表1从表1可以看出随着油溶性单体≥

粒径渐渐变大分散性也渐渐上升

215羧酸含量对粒度分布的影响表2

表1单体配比对乳胶粒分布的影响

≥

11

11

11

1

3聚合条件≥≥1

1

ε引发

表2羧酸含量对胶粒分布的影响3

羧酸含量粒径多分散性

11

11

11

11

粒径多分散性

表是不同羧酸含量的共聚所得到的粒子大小及分布结果说明随着含量的渐渐增大得到的粒径渐渐变大分布变窄

参

考

文

献

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李克友乳液聚合成都四川科学技术出版社

李建宗纪庆绪无皂乳液聚合高分子通报程时远

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