含亲水性功能单体的丙烯酸酯乳液聚合.研究

《含亲水性功能单体的丙烯酸酯乳液聚合.研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、桂林工学院硕士学位论文1．1引言第一章绪论乳液聚合开始于20世纪初，30年代见于工业生产。目前乳液聚合技术已成为高分子科学和技术的主要领域，是生产高聚物的最重要的实施方法之一。与其他聚合方法相比，乳液聚合具有其独到的特点，如聚合体系粘度低、易混合、易散热；既具有高的聚合反应速率，又可以制得高分子量的聚合物；以水为介质，生产安全、环境问题小，且成本低廉；所用设备和生产工艺简单，操作方便，生产灵活性大，所得的聚合物乳液可直接使用等。这些特点赋予了乳液聚合方法以强大的生命力。乳液聚合已大量的用来制造合成橡胶、塑料、涂料、粘合

2、剂、添加剂、建筑材料等“～。丙烯酸酯的发现已有100多年历史，2000年全球形成340万t／a以上的生产能力”3。乳液制造方法是丙烯酸酯树脂制备的重要方法。丙烯酸酯共聚物乳液由于其优异的粘结性能、机械性能和化学稳定性能，以及无毒、无害和成本低廉等优点，已广泛的用来制造乳胶涂料(乳胶漆)、压敏胶、涂布纸粘合剂、建筑密封胶、水泥改性剂、织物印花粘合剂、喷绵胶、织物上浆剂、地毯背衬等。丙烯酸类树脂涂料是近20年迅速发展起来的新型高档涂料，具有粘结性强、成膜性好等优良的综合性能，广泛应用于建筑涂料、工业涂料和汽车涂料等领域。随

3、着工业产品对乳液多样化、性能优异化、功能化的要求越来越高，丙烯酸酯类涂料功能化的要求越来越紧迫。通过加入各种功能性单体等手段，对丙烯酸酯乳液进行生产工艺优化和改性，从而使乳液更加实用，性能更加优异。但是含有功能基团的乳液聚合工艺，如选择适当的乳化剂、引发剂和反应温度、合适的乳液聚合方法，对聚合物组成、乳化剂、引发剂和反应温度等对乳液聚合反应的影响，如单体转化率、粘度、凝聚物含量、乳胶粒粒子粒径及其分布、粒子表面羟基和羧基基团分布、亲水单体在水相和油相中的分配以及聚合反应机理等方面目前并没有得到透彻的了解。本章对丙烯酸酯

4、乳液的基本特性、制备方法、聚合机理等进行了介绍；重点介绍了丙烯酸酯共聚物的研究动态、亲水功能性单体参与丙烯酸酯共聚的研究机理进展、应用、研究现状，最后介绍了本文的研究内容。1．2丙烯酸酯乳液研究概况1．2．1丙烯酸酯乳液以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的树脂称丙烯酸酯树脂。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的分子结构如下，其中，R为H或卜18碳原子的烷基，也可以是带官能团的烷基，它们统称为丙烯酸酯单体。桂林工学院硕士学位论文CIH3cH2一cH一§一O--RCH2一亡一c—O—R凸‘oII丙烯酸酯甲基丙烯酸酯由丙烯酸酯乳液制

5、备的丙烯酸树脂涂料具有良好的保光性、保色性、快干性和耐腐蚀性，在轻工、家电、仪器仪表、建筑、纺织、塑料、造纸等行业均有广泛的应用。丙烯酸酯涂料有优异的施工性能，酯基的存在，可以防止丙烯酸酯树脂结晶，多变的酯基还能改善在不同介质中的溶解性、与多种树脂的混溶性，由它制得的涂料有很好的外观，广泛用于高档装饰涂装。另外，丙烯酸酯树脂可以选用的单体种类繁多，在树脂设计方面自由度很大，可以制备满足各种要求的乳液。在发达国家中，丙烯酸酯树脂涂料的产量已稳居合成树脂涂料的第二位，而且丙烯酸酯在涂料中的应用领域不断拓展，用量迅速增加“。

6、从上个世纪80年代开始，环境保护意识的不断加强和环境保护法规的日益完善，引发涂料工业的重大改革，使涂料工业向“绿色工业”转化。水分散树脂涂料的研制成功，赋予涂料工业新的生机和前景。水性丙烯酸树脂涂料具有以上溶剂型丙烯酸涂料的特点，符合环保发展的要求，正在逐步取代溶剂型涂料⋯。水性丙烯酸树脂可通过在聚合时选择含有羧基、磺酸基、醚键等官能团的不饱和单体与丙烯酸酯单体共聚合后，用有机胺或氨水中和成盐，再溶解于水而得。若在体系中引入含羟基单体，则可以制成水性热固性丙烯酸树脂，与氨基树脂、多异氰酸酯配合，分别制备水性单组分丙烯酸

7、氨基树脂涂料和水性双组分丙烯酸聚氨酯涂料4】。其中双组分水性聚氨酯涂料增加了交联密度，性能等同或优于双组分溶剂型涂料。由于提高了交联密度，涂料性能大大提高，可与溶剂型涂料媲美。1．2．2丙烯酸酯共聚物乳液的制备方法在单体的选择上，丙烯酸酯乳液通常采用多种单体共聚合。常见的丙烯酸酯乳液共聚用单体见表1．1。表1．1常用丙烯酸酯类共聚单体均聚的Tg值Table1．1Tgofsomeacrylatemonomersusedfrequentlyincopolymer单体名称Tg／℃苯乙烯(St)甲基丙烯酸甲酯(hnIA)丙烯酸

8、(从)丙烯酸丁酯(BA)甲基丙烯酸羟乙酯(HE姒)甲基丙烯酸(M从)100105106-5455130从表1．1可以看出，丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的均聚物的性能很难满足成膜物的要求。为使获得的高聚物具有所需要的理想性能，往往采用多种单体共聚的方法。因此玻璃化转变温度的设计很重要，它直接影响了树脂的最终性能。共聚物的玻璃化转变温度由各