苯乙烯/丙烯酸系单体的微滴乳液聚合

摘要

本文采用苯乙烯和丙烯酸丁酯共聚体系，讨论了不同浓度的乳化剂及助稳定剂；不同乳化剂与助稳定剂的摩尔比；超声后加入不同浓度的乳化剂；不同种类的助稳定剂以及不同引发体系对乳胶粒粒径的影响。研究证明，在微滴乳液聚合体系中乳化剂的主要作用是防止单体珠滴的聚并，而助稳定剂的主要作用是抑制Ostwald Ripening效应。通过测量预乳化阶段单体珠滴的尺寸以及聚合后乳胶粒的尺寸，定量地计算出微滴乳液体系中单体珠滴成核的几率，阐述了微滴乳液的成核机理。继而又通过与常规乳液聚合动力学的对比以及引入亚硝酸钠水相淬灭剂的方式进一步证明了微滴乳液在水溶性引发剂条件下，均相成核和单体珠滴成核同时存在，采用油溶性引发体系，均相成核受到抑制，单体珠滴成核几乎是体系中唯一的成核方式。 引入甲基丙烯酸功能单体，在水溶性引发体系中，研究了其成核机理。结果发现，引入甲基丙烯酸单体后，单体珠滴成核的几率增加了。又对比了引入甲基丙烯酸单体前后体系的聚合动力学，研究发现，甲基丙烯酸的引入使体系的聚合速率降低了。主要是由于与先前没有引入甲基丙烯酸的体系相比，齐聚物自由基从水相中析出的临界聚合度相对较高。体系的均相成核的几率降低了，最终导致反应体系的聚合速率下降。在油溶性引发体系中，与采用水溶性引发体系相比，使用油溶性引发体系使单体珠滴成核的几率大大提高。还研究提高体系最终转化率的方法，研究发现，在聚合后期增加水溶性引发剂是最有效的方法。 引入丙烯酸功能单体，由于丙烯酸单体的亲水性比甲基丙烯酸单体大，当[AA]>5％时，体系不稳定，聚合后有大量的凝胶产生。[AA]<5％时，体系与甲基丙烯酸体系相比，其成核机理和聚合动力学都与甲基丙烯酸体系类似。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第二章文献综述

2.1早期工作

2.2微滴乳液的制备

2.2.1配方

2.2.2制备方法

2.2.3均相化设备

2.2.4预乳化阶段各种参数对珠滴尺寸分布和珠滴稳定性的影响

2.3微滴乳液的聚合

2.3.1单体珠滴成核

2.3.2乳胶粒的生长

2.3.3微滴乳液聚合生成的乳胶粒与传统乳液聚合生成的乳胶粒的比较

2.4传统乳液聚合，微乳液聚合，微滴乳液聚合以及悬浮聚合之间的区别

2.4.1常规的乳液聚合

2.4.2微乳液

2.4.3微滴乳液聚合

2.4.4悬浮聚合

2.5应用

2.5.1高固含量低粘度乳液的制备

2.5.2杂化乳胶粒的制备

2.5.3胶囊化材料的制备

2.6本课题的研究内容

第三章苯乙烯丙烯酸丁酯微滴乳液聚合的研究

3.1原料及规格

3.2实验方法

3.3表征

3.3.1转化率的测定

3.3.2粒径大小及粒径分布的测定

3.4结果与讨论

3.4.1各参数对微滴乳液的影响

3.4.2成核机理的研究

3.4.3微滴乳液聚合动力学的研究

3.5小结

第四章引入功能单体的微滴乳液聚合

4.1原料及规格

4.2实验方法

4.3表征

4.3.1转化率的测定

4.3.2粒径大小及粒径分布的测定

4.4实验结果与讨论

4.4.1甲基丙烯酸为功能单体

4.4.2丙烯酸为功能单体

4.5小结

第五章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢