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关于乳液聚合技术的进展,你了解多少?

发布日期:2021-04-08 返回列表

早在二十世纪30年代,乳液聚合技术就已应用于工业生产,目前乳液聚合已成为高分子科学和技术的重要领域,是生产高聚物的重要方法之一。乳液聚合成本相对较低,用此方法合成的乳液水分散性好,根据单体的不同,乳液成膜后可获得良好的耐热、耐候、耐腐蚀以及耐污染性能。








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无皂乳液聚合,提高涂膜耐水性

在传统乳液聚合中要加入乳化剂,以使体系稳定和成核。但是乳化剂在乳液成膜时并不会变成涂膜的一部分,而是游离在涂膜当中,由于其亲水作用,因此会影响到涂膜的耐水性,使其应用受到限制。为了克服由于加入乳化剂而带来的弊端,人们正致力于开发无皂乳液聚合技术。

反应型乳化剂不但具有乳化性能,而且在其分子结构中含有可反应的官能团,如含双键的可聚合乳化剂,含偶氮或过氧化等结构的表面活性引发剂及表面活性链转移剂。可作为聚合体系的一个组分加入到反应体系中进行聚合反应,将阴离子、阳离子或非离子型的亲水性基团引入到聚合物分子链中,赋予聚合物自乳化能力。

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核壳乳液聚合,增强乳液性能

目前的结构设计主要有硬核软壳型、软核硬壳型和互穿网络型等结构。对于核壳乳液聚合来说,最重要的是第二阶段的乳液聚合。根据壳层单体不同的加入方式,主要集中在间歇法、半连续法和预溶胀法等工艺的研究。这三种不同的聚合工艺将直接影响到乳液粒子的形态结构。可以得到正常核壳结构型、草莓型、夹心型、雪人型、翻转型和海岛型等核壳结构乳胶粒子。

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微乳液聚合,使乳胶粒子超微粒化

传统乳液乳胶粒粒径在1~10μm之间,是不透明的非热力学稳定体系。而微乳液聚合得到的乳胶粒粒径在10~100nm范围内,透明且性能稳定。由于其特殊的结构性能,用于涂料可以显著提高乳液涂膜的强度、附着力、平滑性和光泽性。

微乳液聚合分为O/W型微乳液聚合、W/O型微乳液聚合和双连续型微乳液聚合。

影响微乳液结构的因素很多,主要包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性,以及反应温度、pH值、电解质浓度、各组分的相对比、油相的化学特性,甚至容器表面的性质等等。引发剂也是影响微乳液聚合的重要因素之一。众多研究表明:水溶性和油溶性引发剂引发微乳液聚合可获得类似的聚合物乳液,且聚合机理类似。

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反相乳液聚合

反相乳液聚合是将水溶性单体溶于水中,借助乳化剂的作用使之分散在非极性液体中形成油包水W/O)型乳液而进行的聚合。采用反相聚合方法制备的反相乳胶粒子很容易反转并溶解与水中,便于很多领域的应用

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原位乳液聚合

原位聚合法是指在挠曲性聚合物或其单体中溶解刚直棒状聚合物分子单体,然后就地聚合,生成的刚棒聚合物分子均匀地分散在高分子基体中而形成分子复合材料。在无机纳米粒子存在下,聚合物单体进行原位乳液聚合是制备有机无机纳米复合乳液的有效途径。