有机氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备与性能研究

摘要

本文先以八甲基环四硅氧烷(D4)、三氟甲基丙基环三硅氧烷(D3F)为单体，十二烷基苯磺酸(DBSA)为催化剂，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为复合乳化剂，通过阴离子开环反应生成带有羟基的氟硅氧烷，而后在2-羟基甲基丙烯酸甲酯(HEMA)封端剂的作用下反应得到分子链端含双键的氟硅大分子乳液。通过红外光谱(IR)表征了乳液聚合物的结构，DSC测试了其玻璃化转变温度。并测试了乳液的透光率、转化率及其稳定性。实验表明，当反应温度为70-80℃，反应时间为5h，搅拌速度为300r/min。SDBS：OP-10=1:2，乳化剂用量为单体用量的5％，催化剂用量为单体质量的3％，封端剂用量为单体用量的6％，并从滴加完催化剂溶液2h后开始加入，单体与水的质量比为1:3.5，D4：D3F配比为2:1时，制得的乳液性能良好，粒径小于100nm。
　　 以丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯为主要单体、丙烯酸为功能单体，与上述制得的分子链端含双键的氟硅大分子乳液进行共聚反应，引发剂为过硫酸钾(KPS)，乳化剂为十二烷基硫酸钠(K-12)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，通过红外光谱(FTIR)表征了聚合物的结构，扫描电镜(SEM)观察了其形态特征，DSC测试了聚合物的玻璃化转变温度。并测试了其乳胶膜的吸水率及粘度性能。实验表明，当反应温度为75℃-80℃，反应时间为5h，搅拌速度为300r/min。BA：VAC为5:4，乳化剂用量为5％，其中包括1/3的反应性乳化剂，m(K-12)：m(OP-10)=1:2，引发剂的用量为0.55％，功能单体AA用量为单体用量5.3％，氟硅大分子乳液为单体用量的13％。制得的乳液性能好，具有较低的吸水率、较低的表面能以及较好的粘接性能。
　　 本文还通过测试接触角研究了共聚乳液的表面能，考察了引发剂用量、乳化剂用量、氟硅大分子乳液用量对降低乳液表面能性能的影响。研究发现氟硅大分子乳液用量对降低表面能有显著作用，但达到一定值后趋于饱和，乳化剂和引发剂用量对降低表面能也有一适宜用量，在乳化剂用量为5％之前能显著降低表面能，而后反而升高，引发剂用量在0.55％之前能降低表面能，而后反而升高。