聚硅氧烷/丙烯酸酯核/壳复合胶乳的粒径分布与成核机理

通过种子乳液法合成出具有高有机硅含量核 壳结构的聚硅氧烷 丙烯酸酯复合粒子 .研究了聚合方法、乳化剂浓度、引发剂浓度、单体滴加速度等工艺条件对复合乳液粒径尺寸、分布与形态的影响 ,并对复合乳液的成核机理进行了探讨 .研究表明 ,乳化剂浓度对乳液粒子的粒径分布和形态、结构有显著影响 ,引发剂浓度增加将使粒子粒径减小 ;相对一次投料法 ,种子乳液法生成的粒子分布窄 ,具有明显核壳结构 ,通过壳层单体滴加速度可以控制粒子的粒径尺寸和分布 ;而壳层丙烯酸酯聚合物主要是在聚硅氧烷种子表面的“过渡层”聚合、富集而成 .     

多乙烯基硅油改性丙烯酸酯乳液的合成及性能

以自制阳离子型乳化剂H、多乙烯基硅油和丙烯酸类单体为主要原料,采用一步法和半连续种子乳液聚合法合成有机硅改性丙烯酸酯乳液。研究了不同聚合方法、不同有机硅含量对硅丙乳液乳胶膜的吸水率、疏水性能的影响,通过纳米粒度-Zeta电位分析仪、接触角仪、红外光谱、透射电镜对乳液及聚合物结构进行了表征。结果表明有机硅单体参与了聚合,乳液稳定性好、平均粒径小。采用半连续种子乳液聚合法合成乳液,有机硅最大添加量为40%(占壳层单体总量),乳胶膜的吸水率只有3.2%,对水的接触角达到105.2o。     

有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯细乳液的制备及性能

将自制的聚氨酯大单体与含乙烯基有机硅单体、丙烯酸酯进行共聚反应,通过合适的工艺条件,制备了一系列性能稳定的细乳液。研究了聚合方法、有机硅含量对共聚细乳液及胶膜性能的影响。结果表明,种子细乳液法制得的聚合物结构明确,细乳液粒径均在150 nm左右,分布指数约为0.07,有机硅的引入使乳液胶膜耐水性及耐高温性得到了明显提高。     

高固含量低粘度P(MMA/BA/AA)乳液的制备及性能研究

先利用半连续种子乳液聚合法制备固含量为50%,粒径480nm的单分散甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)与丙烯酸(AA)的共聚物种子乳液;然后以上述种子乳液为介质,十二烷基硫酸钠为乳化剂,碳酸氢钠为缓冲剂,过硫酸铵为引发剂制备固含量72%,乳胶粒具有二元分布特征的高固含量、低粘度稳定乳液:其中大乳胶粒径500～600nm,小乳胶粒径约80nm.所得乳液中乳化剂总含量为聚合物质量的2.1%;粘度在剪切速率为21s-1时为400mPa·s.另外,相对于常规乳液,所制备高固含量乳液胶膜具有更好的光泽度.     

有机硅-丙烯酸酯微乳液的合成与表征

采用高温乳化种子单体滴加法制备了有机硅-丙烯酸酯共聚微乳液。对合成条件及微乳液的性能进行了研究。用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、动态激光粒度仪(PCS)对微乳液的结构和粒子形态进行了表征。结果表明:有机硅氧烷与丙烯酸酯发生了共聚反应,生成的微乳液粒子大致为球形结构,粒子大小比较均一,粒径较小。     

有机硅改性丙烯酸酯乳液的流变性

聚合物乳液;流变性能;反应性乳液;有机硅改性丙烯酸酯乳液的流变性     

甲基丙烯酸对聚合物乳胶粉再分散性影响机理

采用半连续种子乳液聚合法,以甲基丙烯酸(MAA)为壳层亲水功能单体,合成了丙烯酸酯原乳液,并通过喷雾干燥法制得具有可再分散性的聚合物乳胶粉.讨论了原乳液粒子粒径随pH值和MAA量的变化关系;重点研究了MAA量对乳胶粉水分散液稳定性、再分散乳液zeta电位、乳胶粒粒径分布及乳胶粉内部微观形貌的影响,并分析其作用机理.研究结果表明:原乳液粒子粒径随pH值的增大逐渐增大,且MAA含量越高,粒径增幅越大;随MAA量增加,再分散液稳定性增强,zeta电位绝对值增大,平均粒径逐渐变小,乳胶粉再分散性显著改善.透射电子显微镜(TEM)结果显示:当MAA含量较高时,乳胶粉内部出现较大孔径的中空微孔结构.中空微孔结构提供水分向乳胶粉内部扩散通道,因而优化其水分散性,再分散乳液的"绒毛结构"与较高的zeta电位赋予其优异的分散稳定性.     

反应性复合乳液的合成、表征及其交联反应

利用种子半连续乳液聚合方法合成了核层或壳层带有环氧基以及壳层带有羧基的3种不同核/壳结构的乳胶粒子,通过物理共混带环氧基和羧基的乳胶粒子,得到了两种反应性复合乳液.利用透射电镜和激光动态光散射对乳胶粒子进行了表征,其粒径分布较窄,粒径分布的多分散系数为0.062,平均粒径约76 nm,乳胶粒子具有明显的核/壳结构.通过胶膜的凝胶率和膨胀率的测定和红外光谱分析对反应性复合乳液中乳胶粒子的扩散及交联反应进行了研究,并探讨了不同核壳结构复合乳液对涂膜机械性能的影响.研究表明,当反应性复合乳液中的环氧基和羧基分别分布在乳胶粒子的核层和壳层时,有利于聚合物分子链的充分扩散和化学交联反应的进行,从而提高涂膜的物理化学性能,当甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)含量为10 wt%时,涂膜的拉伸强度达20.3 MPa.     

反应性乳化剂对有机硅-丙烯酸酯乳液共聚合的影响

有机硅改性丙烯酸酯;乳液聚合;反应性乳化剂对有机硅-丙烯酸酯乳液共聚合的影响     

改性苯丙乳液的合成及用于浸渍滤纸的研究

油品中的微量水分是降低油品质量,威胁发动机安全寿命的主要因素。为了制备优良的油水分离滤纸,本研究首先采用半连续乳液聚合法合成改性苯丙乳液,研究了乳化剂用量及比例、引发剂用量等对乳液稳定性的影响。结果显示,复合乳化剂用量为0.8-1.0 wt%,引发剂用量为0.8 wt%,交联单体用量为3 wt%,反应温度为80℃时,制备的改性苯丙乳液具有良好的稳定性,乳液粒径分布均匀。在上胶量为20±0.5 wt%时,此乳液浸渍的滤纸耐破度为304 kPa,拉伸强度为4.18 kN.m~(-1),耐水时间为24.0 h。水滴在浸渍滤纸表面上的接触角为110.2°,而煤油的接触角为25.6°。本研究为改性苯丙乳液在发动机滤纸上的应用提供了基础数据。     

Convenient synthesis of novel fluorinated polyurethane hybrid latexes and core-shell structures via emulsion polymerization process with self-emulsification of polyurethane

Novel fluorinated polyurethane hybrid latexes in the size range of 40–50 nm, fluoroalkyl acrylate as fluorinated monomers, with various fluorine content (F% = 9∼26 wt%) were successfully prepared via emulsion polymerization process without traditional emulsifier. The waterborne polyurethane, which was synthesized by using isophronediisocyanate, dimethylol propionic acid, polyethylene glycols, etc., served not only as copolymerizable macromonomer but also as polymeric high molecular weight emulsifier. The structures of polyurethane macromonomer and fluorinated polyurethane were characterized by Fourier transform infrared and H¹-NMR. Particle size, zeta potential, micromorphology of the latex par.ticles, and surface properties were investigated by dynamic light scattering, potential particle size analyzer, transmission electron microscopy, and contact angle measurement, respectively. Results illustrated that the advantage of this process is that the size of fluorinated polyurethane hybrid particle is less sensitive to the composition. Furthermore, it was showed that fluorinated polyurethane latex particles had core-shell structures, especially when the content of fluorine was 26.08 wt%. Moreover, there was an obvious migration of fluorinated groups to the surface during the formation of fluorinated polymer films, although fluorinated groups were covered by polyurethane in latex particles.     

Synthesis of Sub-100 nm and Narrow Particle Size Distribution Cationic Latex by One-Step Emulsion Polymerization

A novel approach to synthesize narrow particle size distribution cationic latex particles based on styrene and butyl acrylate was proposed. The effect of monomer/water ratios, surfactant (cetyltrimethylammonium chloride) concentrations, and monomer compositions on the evolution of particle size, distribution, number, and morphology as a function of monomer conversion was concerned in order to confirm the optimum polymerization condition. As expected, the particle size of the ultima latex increased with monomer/water ratios and styrene contents decreased with increasing surfactant concentrations. Continuous nucleation phenomena occurred when monomer/water ratio was lesser than 30/70, resulting in a gradual increase in the number of particles in the whole polymerization process. Combined with the previous work (Colloid and Polymer Science, 2014, 292: 519–525), it was concluded that particle coagulation easily took place in cationic emulsion polymerization of styrene. Thus, the narrow particle size distribution cationic latexes with particle scale between 50 nm and 80 nm, 30 wt% solid content could be prepared in a short reaction time.     

复合微乳液聚合制备P(MMA-UA)纳米乳胶粒子的研究

将聚氨酯预聚体可聚合乳化剂 (APUA)和甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的复合微乳液体系 ,分别用水溶性过硫酸钾 (K2 S2 O8)和油溶性偶氮二异丁腈 (AIBN)作引发剂 ,进行微乳液聚合研究 ,制备了P(MMA UA)复合纳米乳胶粒子 .研究了APUA用量、聚合温度对聚合动力学的影响 ;用透射电子显微镜 (TEM)观察了不同乳化剂浓度及引发剂体系对胶粒形态、大小及分布的影响 .结果表明 ,用可聚合乳化剂APUA可制得稳定性很好的P(MMA UA)纳米级核 壳型乳胶粒子 ,乳胶粒径在 5 0nm左右 .随着乳化剂用量增加 ,粒子变小 ;不同类型的引发剂对胶乳的性质有较大影响 ,以APUA为乳化剂 ,K2 S2 O8为引发剂 ,在聚合反应过程中或在聚合反应后的放置中 ,会出现P(MMA UA)的纳米水凝胶 (Nanogel)现象 .     

MMA-EA-AA无皂乳液聚合中粒径及粒径分布的控制

系统研究了MMA EA AA三元无皂乳液聚合体系中各种因素对乳胶粒大小及分布的影响 ,制得了单分散、粒径在 30 0～ 6 0 0nm可控聚合物乳胶粒 .结果表明 ,在过硫酸铵用量一定的条件下 ,聚合初期加入大量引发剂可同时提高单体转化率和乳胶粒的单分散性 ;随着引发剂和AA用量的增加以及聚合温度的升高 ,胶粒粒径逐渐减小 ,转化率逐渐升高 ;随着NH4 HCO3用量的增加 ,粒径逐渐增大 ,当NH4 HCO3用量达到 0 5g以后 ,转化率逐渐降低 ;搅拌速率为 30 0r min左右时 ,单体转化率最高 ,所得乳胶粒粒径最均一 .     

粒径可控阳离子型聚苯乙烯纳米粒子的制备及表征

在采用阳离子型双子（gemini）表面活性剂作为乳化剂,不使用任何助乳化剂的条件下,通过改进微乳液聚合工艺制备了窄分布粒径可控的阳离子型聚苯乙烯（PS）纳米乳液。 改进微乳液聚合的主要特点是：大部分苯乙烯以预乳液的形式恒速滴入引发聚合的微乳液中,使用具有高乳化性能的gemini表面活性剂作为乳化剂能明显降低乳胶粒粒径。 实验结果表明,少量阳离子单体三甲基烯丙基氯化铵作为共聚单体能够明显减小Z均粒径、降低粒度分布,乳化剂用量、引发剂用量和反应温度均能影响制备乳胶粒的粒径及其粒度分布。 乳化剂和引发剂用量分别为苯乙烯质量的5%~10%和1.0%~1.5%、反应温度为70~75 ℃时,能够制备粒径小分布窄的阳离子型聚苯乙烯纳米粒子。 Z均粒径与苯乙烯质量之间的线性关系表明,Z均粒径可以通过苯乙烯用量来控制。 不同聚合工艺下制备的聚合物粒度分布曲线表明,改进微乳液聚合工艺（半连续预乳化工艺）在制备窄分布的聚合物纳米粒子方面具有很强的优越性。     

含二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能单体的缔合型乳液增稠剂的制备及表征

以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯和不同量的功能单体二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(BEM)为原料,采用半连续乳液聚合方法合成了疏水改性碱溶性缔合型增稠剂乳液.测定了增稠剂乳液的粘度、透光率、乳胶粒粒径及其分布等性能,考察了不同固含量下乳液粘度和透光率随pH的变化情况.结果表明随着BEM用量的增加,乳胶粒粒径逐渐增大.随着pH值的增加,乳液的粘度首先迅速升高,然后缓慢下降.与不含BEM的增稠剂乳液相比,当乳液固含量大于0.5%,BEM含量占单体量低于5.0wt%时,该缔合型增稠剂的增稠效果和抗剪切性有显著提高,BEM含量较高(8.0wt%或更高)时反而使增稠效果和抗剪切性变差.在此基础上研究了增稠剂对苯丙乳液的增稠效应,结果显示BEM含量占单体量的2.5wt%时,对苯丙乳液的增稠作用最好.与使用功能单体三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯改性的增稠剂相比,含BEM的增稠剂在BEM用量较少的情况下就能起到明显的增稠效果.     

Role of emulsifier on the particle size and polymer particle size distribution using multiwavelength spectroscopy measurements

Latex emulsions depend strongly on the polymer composition, and particle size distribution, which in turn, is a function of the preparation of the latex and on the formulation and composition variables. This study reports measurements of particle size and particle size distribution of latex emulsions as function of the reaction time and the type and concentration of emulsifier by using the multiwavelength spectroscopy technique. Results show changes in the particle size of latex emulsions with the reaction time, obtaining larger particles and broader distributions with increasing of Tween 80 ratio. The steric stabilization provides the sole nonionic emulsifier is not enough to protect the polymer particle, causing the flocculation among the interactive particles, resulting in unstable latex. However, latex emulsions prepared with Tween 80 ratio <70 wt.% can stabilize efficiently the nucleated particles, probably due to the effects provided by both, the electrostatic and steric stabilization mechanisms. The same effect is shown in the curves of conversion (%) as a function of reaction time, resulting in slower polymerization rate for Tween 80 ratio >70 wt.%. On the other hand, smaller polymer particles, in all range of emulsifier mixture, have been obtained to higher emulsifier concentration.     

Preparation and Characterization of Styrene/Butyl Acrylate Emulsifier-Free Latex with 2-Acrylamido-2-Methyl Propane Sulfonic Acid as a Reactive Emulsifier

A kind of emulsifier-free latex (FL) was successfully synthesized from styrene (St) and butyl acrylate (BA) with 2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid (AMPS) as a reactive emulsifier. The particle size of latex particles, stability against electrolytes, minimum film forming temperature (MFT) and water contact angle (CA) were evaluated and compared with a conventional latex (CL). Test results show that FL has larger particle size, better stability against electrolytes and lower MFT value compared with CL; higher AMPS content leads to smaller particle size and smaller water CA.     

反相乳液共聚合制备两性丙烯酰胺共聚物的研究

采用Span80-Tween80复合乳化剂和AIBA引发剂,进行丙烯酸钠(NaAA)/丙烯酰胺(AM)/丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DAC)反相乳液共聚合.研究了聚合温度、引发剂用量、单体浓度、共聚单体中DAC和AM含量、乳化剂用量及其HLB值、水/油比和水相pH值等聚合反应工艺条件或参数对聚合反应单体转化率和聚合物特性粘度的影响,聚合物特性粘度随引发剂用量和单体浓度的增大而增大的实验结果证实了该两性丙烯酰胺共聚物反相乳液制备过程中凝胶效应的存在.傅立叶红外光谱组成分析表明了两性丙烯酰胺共聚物的成功合成,扫描电镜观测乳胶粒粒径范围在0.6~8.0μm.     

镶嵌型乳胶粒子的合成

以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等单体或它们的混合物为硬单体,天然胶乳为弹性组分,经多步种子乳液聚合法制得了在天然胶乳的粒子上镶嵌硬聚合物相的互穿网络型乳胶粒子.考察了十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、油酸等乳化体系,过硫酸钾、过氧化苯甲酰热引发体系及异丙苯过氧化氢-四乙烯五胺、叔丁基过氧化氢-四乙烯五胺等氧化还原引发体系对聚合反应的影响.研究了交联剂用量对互穿结合率、溶胶含量的影响及溶胀时间、硬单体组成、乳化剂种类对乳胶粒子形态的影响,确定了适宜的聚合配方和工艺条件.透射电镜观察乳粒形态结果表明,单一使用极性或非极性单体,仅得到核-壳结构乳液,而采用不同极性单体复合、溶胀、互穿,得到的是镶嵌硬聚合物型乳粒结构.