聚丙烯酸酯细微胶乳的合成与表征

摘要

系统地研究了丙烯酸酯类单体的微乳液聚合和细乳液聚合，制备了聚丙烯酸甲酯(PMA)和聚甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(PTFEMA)的细微胶乳，并将聚合物乳液掺加到水泥砂浆中，考察其对水泥砂浆力学性能的影响。 首先，考察了油相为不同种类的丙烯酸酯单体对微乳液形成的影响。研究表明，丙烯酸甲酯(MA)形成的微乳区的面积最大，随着单体分子链段的增长，微乳区的面积变小。当油相为甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(TFEMA)时，无法形成微乳液。 绘制了MA在不同条件下的微乳液相图。研究表明，无助乳化剂的存在，分别在阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和阳离子型乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)稳定下，都能够形成MA的O/W型微乳液；从相图中微乳区域的面积可知，SDS比CTAB更易形成微乳液；另外发现，微乳区的面积随着温度的升高而有所增大。以正戊醇(1-P)为助乳化剂的微乳液体系，其电导率出现明显的电导渗滤现象。在一定配比下，随着含水量的增加，微乳液发生由W/O经B.C.到O/W的连续变化。 在相图中选择合适的微乳区域进行MA微乳液聚合。对于SDS、1-P/MA/H2O聚合体系：乳化剂用量占总质量的1～2％时，有利于制备较小粒径的微胶乳；适量正戊醇的加入，使微胶粒粒径变大，分散度变小，聚合物分子量分布变宽。采用毛细管膨胀计法进行聚合动力学研究，得到聚合动力学方程：Rp∝[SDS]-0.73[MA]1.23[KPS]0.22；聚合反应的表观活化能为17.4kJ/mol。对于CTAB/MA/H2O微乳液聚合体系：助稳定剂(正己烷和甲苯)的加入降低了聚合速率，提高了聚合体系的稳定性，并且使最终产物的分子量分布发生较大变化。 常规的微乳液聚合不能制备PTFEMA微胶乳，且制备的PMA微胶乳中聚合物含量较低。通过半连续法微乳液聚合，分别制备了聚合物含量30％，粒径为40nm的PMA微胶乳和聚合物含量38％，粒径为54nm的PTFEMA微胶乳。 进一步采用细乳化聚合方式，在较低的乳化剂用量下，合成了较高固含量的纳米、准纳米级PMA和PTFEMA胶乳。对TFEMA细乳液体系进行研究发现：在SDS稳定下，体系聚合速率随着助乳化剂CA用量的增加而降低，随着SDS和TFEMA含量的增加而升高；在十一烯酸钠(NaUA)稳定下，改变其用量，合成了乳胶粒粒径在400～40nm，固含量为25％的细乳液产物。与普通的乳液聚合相比，细乳液产物中乳胶粒的粒径明显变小，乳液稳定性提高。 最后，将合成的细微胶乳掺加到水泥砂浆中，考察不同种类的胶乳对水泥砂浆抗折抗压性能的影响。结果表明，微乳液产物改性水泥砂浆效果不理想，而细胶乳对水泥砂浆的抗折强度有一定的提高。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章丙烯酸酯微乳液的制备和相图的绘制

第三章丙烯酸酯微乳液聚合

第四章丙烯酸酯细乳液聚合

第五章聚合产物改性水泥砂浆

第六章结论

致谢

攻读学位期间发表的学术论文