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1、细乳液聚合研究进展郭睿威戚桂村金启明张建华(天津大学化工学院,天津300072)摘要在简单介绍细乳液制备方法的基础上,重点综述了细乳液中各组分(如单体、乳化剂、助稳定剂、引发剂、聚合物等)对细乳液的稳定性及对细乳液聚合行为的影响。关键词细乳液,制备,稳定性,聚合中图分类号TQ3161334文献标识码文章编号A10006613(2005)02015906RecentProgressofMiniemulsionPolymerizationGuoRuiwei,QiGuicun,JinQiming,ZhangJianhu
2、a(SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072)AbstractMiniemulsionpolymerizationisaspecialtypeofemulsionpolymerizationwhichcharac2terizedbydropletnucleation,andpossessesmanyadvantageforproducingpolymerdispersionsorpolymerparticles
3、.Thisarticleintroducedthepreparationofminiemulsion,andreviewedthein2fluenceoftheingredients(suchasmonomers,emulsifier,costabilizerandtrappedpolymer)onminiemulsionstabilityandminiemulsionpolymerizationbehavior.Keywordsminiemulsion,preparation,stability,polymer
4、ization1973年,美国Lehigh大学的Ugelstad等[1]首次发现,在乳液聚合中液滴可以成为主要成核方式,这归因于采用了十六醇(CA)和十二烷基硫酸钠(SDS)为共同乳化剂,在高速搅拌下苯乙烯在水中被分散成稳定的亚微米单体液滴。从此液滴成核成为一种新的乳液聚合方式。Chou[2]将这种以亚微米(50～500nm)液滴构成的稳定的液/液分散体系称为细乳液(Miniemulsion),相应的液滴成核聚合称为“细乳液聚合”。细乳液聚合中,液滴是主要成核点,进而成为主要聚合场所,单体在水相的扩散不再是聚合反
5、应的必要条件。在稳定的细乳液聚合中,乳胶粒的数目和尺寸主要是由聚合前液滴的数目和尺寸决定,并在聚合过程中保持基本不变,而不像常规乳液或微乳液那样由聚合过程动力学决定。在聚合动力学上,细乳液聚合表现出无恒速阶段Ⅱ,引发剂用量对聚合速度、乳胶粒的尺寸及分布的影响大大降低。调节乳化剂用量和均化强度既可以抑制胶束成核和均相成核水平,又可以控制液滴的大小,得到合适的细乳液[3]。细乳液聚合既保留了常规乳液聚合的大部分优点(高聚合速度、高相对分子质量、易散热和低黏度),又具有独特的特点,拓展了乳液聚合的应用范围,特别适用于高
6、疏水性单体和杂混体系,制备多种多样的聚合物分散体,从而引起人们的极大关注。近年来,国外关于细乳液聚合的研究报道很多,其中几篇重要的综述文章分别介绍了细乳液的制备[3],细乳液聚合动力学[4,5]。但国内对细乳液的研究较少[6～10]。在细乳液研究中液滴尺寸及成核机理的控制是重要方面,直接影响着细乳液聚合动力学和聚合物分散体的性质。本文作者主要介绍细乳液的制备方法及各组分对细乳液稳定性和细乳液聚合的影响。1细乳液的制备与组成111细乳液的制备细乳液中亚微米液滴(50～500nm)得以稳定的关键在于分散相中溶入少量高
7、疏水性的化合物(如CA、十六烷HD),由其产生的渗透压抵抗了收稿日期20040921;修改稿日期20041129。第一作者简介郭睿威(1963—),男,博士,副教授,主要从事水溶性聚合物研究。电话022@2631net。27402364;Emailrwguo·160·化工进展2005年第24卷大小液滴间的Laplace压力差,降低了不同尺寸液滴间的单体扩散,抑制了乳液的Ostwald陈化,从而大大提高了小液滴的稳定性,使细乳液获得了足够的动力学稳定性。Webster等[11]详细研究了不溶于连续相的内容物对液滴抗
8、Ostward陈化稳定性的影响。在细乳液中加入的这种高疏水化合物常被称为助乳化剂(Coemulsizer),但大多数情况或从本质上讲,它们的作用在于产生渗透压,并非表面活性(尽管CA具有复合乳化作用),因此,Asua[3]建议使用共稳定剂或助稳定剂(Costabilizer)这一术语。在合适乳化剂和助稳定剂共同作用下,细乳液可达热力学亚稳定状态,稳定储存数天甚至数月[12
