乳液聚合与物理团聚相结合制备高分子微粒

摘要

高分子微粒的直径在纳米到微米的范围内，可以是球形，也可以是其他几何形状，可以是高分子材料也可以是高分子复合材料，由于其具密度低、机械性能优异、隔热性能优良、绝热性能较佳等特点，受到各个行业的青睐。高分子微粒起源于天然橡胶，历史悠久，合成高分子微粒广泛应用于涂料、添加剂、医药、建筑材料、生物工程、电子信息行业等领域，并逐步从普通的工业应用向高端技术领域发展，已经成为材料这个大舞台上的主角。
　　本文通过乳液聚合制备不同粒径的苯丙乳液，并与粘合性单体BXSY进行共聚，然后经过物理团聚制备高分子微粒即静电显影剂。与其他工艺有所不同的是，在乳液聚合的基础上进行物理团聚来制备粒径在微米级别的高分子微粒，无需普通物理法中的熔融、粉碎等工艺，此种方法相对于化学法而言，不需要对颜料粒子进行改性或者自己合成，更有利于他的工业化发展。
　　不同粒径的初级乳液产品经物理团聚可得到不同粒径的高分子微粒。初级乳液产品的性能对物理团聚制备所得高分子微粒的基本性能有着决定性的影响，尤其是形态分布，如初级乳液粒径分布是双峰，则终产品粒径分布也是双峰;初级乳液的粒径分布(SPD)宽则物理团聚所得高分子微粒的终产物粒径分布也不理想，反之亦然。
　　物理团聚制备高分子微粒过程中团聚温度、团聚时间、搅拌强度等因素都对高分子微粒的粒径大小及分布有重要的影响，苯乙烯/丙烯酸丁酯/BXSY(ST/BA/BXSY)体系最佳温团聚度是30℃，最佳团聚时间是1.5h，BXSY最佳团聚温度是60℃，最佳团聚时间是1.0h，R1312模式是较为想的搅拌模式。此外，物理团聚制备高分子微粒的团聚温度越高、产品D50越大，SPD越小，自然干燥的效果越好。9200稳定剂可以通过形成表面保护膜从而有效地防止干燥过程中大颗粒之间的粘结现象，使得终产品大粒径产品含量大幅度减小。
　　本实验用bettensize公司的激光粒度仪、红外分析、凝胶色谱、热分析等检测方法对产品进行了表征测试，结果表明终产品的粒径大小、玻璃化转变温度、分子量大小都满足静电显影剂性能要求。