无皂阳离子聚合物乳液的合成及应用

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1、无皂阳离子聚合物乳液的合成及应用yd11513沈飞叶1房宽峻1、2(1，生态纺织教育部重点实验室(江南大学)，江苏无锡214122；2，青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地，山东青岛266071)收稿日期：2009-0l-09基金项目：本研究得到(1)国家自然科学基金资助。项目批准号：20474025：(2)教育部新世纪优秀人才支持计划资助，批准号：NCET-04-0495；(3)江苏省自然科学基金资助，项目编号：BK200702l；(4)国家科技支撑计划资助，课题编号：2007BAE40801：(5)江南

2、大学创新团队发展计划资助作者简介：沈飞叶(1984-)，女，浙江湖州人，在读硕士研究生，主要从事阳离子聚合物乳液合成及应用的研究。(shenfy2005@l63.com)原载：染整技术2009/8；29-33 【摘要】采用无皂乳液聚合，选择合适的阳离子单体和引发剂，用自由基聚合法合成了稳定的阳离子型聚合物乳液。探讨了软单体BA、阳离子单体M、引发剂APS用量和搅拌速度等因素对乳液性质的影响、结果表明，当阳离子单体、软硬单体用量分别为17g、8g和3g，引发剂用量为单体质量的0.5％，搅拌速度为250r／min时，合成的乳

3、液粒径在383.3nm，具有较好的稳定性，可用作涂料染色的粘合剂，效果较阴离子粘合剂要好。【关键词】阳离子聚合；无皂；粘合剂；涂料染色；合成【中图分类号】TS190.2文章标识码：B文章编号：l005-9350(2009)08-0029-05 阳离子聚合物乳液的基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷，对于带负电荷的表面具有较强的粘结力。可中和材料表面的负电荷，改善材料表面性能，满足应用或后续加工要求。传统乳液聚合由于产品含乳化剂，在薄膜和涂层中，乳化剂从乳胶粒表面解吸下来，导致乳液不稳定[1]。无皂乳液聚合指在反应过程

4、中不加或加微量乳化剂(浓度小于临界胶束浓度)的乳液聚合过程。它克服了传统乳液聚合的弊端，且无皂乳液粒子大小均匀、表面清洁，广泛用于生物、医学、化工等领域[2-4]。纺织印染行业中，大多数纤维在水相中带负电荷，阳离子乳液的正电性有利于与织物的结合。阳离子乳液经过特殊工艺增稠后，用于静电植绒产品涂料印花能获得特殊风格：用于活性染料、硫化染料染色产品固色，能不同程度地提高其干湿摩擦牢度[5]。在涂料染色中，带正电性的粘合剂，形成的薄膜可将涂料颗粒牢牢地粘接在织物的表面，可提高牢度和手感。研究通过无皂乳液聚合方法，合成的乳液既有

5、正电性，又有无皂的优点。考察各个因素如单体用量、搅拌速度等对阳离子聚合物乳液性质的影响，将乳液作为涂料染色粘合剂，与阴离子型粘合剂比较，效果更佳。l实验部分1.1材料与仪器试剂：丙烯酸丁酯BA(化学纯)，苯乙烯St(化学纯)，渗透剂JFC(化学纯),均为国药集团化学试剂有限公司；引发剂APS(分析纯)，上海凌峰化学试剂有限公司：阳离子单体M(工业级)，无锡新宁化工有限公司；涂料色浆红(实验室自制，固含量26.6l％，粒径147.2nm)：阴离子型粘合剂(工业级)；青岛海怡精细化工有限公司；漂白棉机织布(40/40)，无锡

6、红豆印染厂；标准贴衬织物(GB7565-1987)，上海市纺织工业技术监督所。仪器：R-S型调速控制器,上海申顺生物科技有限公司：WMZK-0l恒温控制仪，上海华晨医用仪表厂：5415D型Eppendorf离心机，德国；Nano-Zs90型纳米粒度及Zeta电位分析仪，英国Malvern公司；EHP350MM型微调水平轧车，英国ROACHES公司：X-ritepremier8400计算机测色配色系统，美国爱色丽公司：Y57lL染色摩擦色牢度仪，莱州市电子仪器有限公司：KESFB-2型织物风格评价系统自动纯弯曲试验仪(日本

7、加藤技研株式会社)。1.2实验方法1.2.1乳液聚合反应在带有搅拌装置、冷凝管、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中按配比加1／3混合单体，加入保护单体及部分去离子水。逐渐升温到65℃，加入l/5引发剂使其开始反应。升温到82±l℃，1.5～2h内滴加完单体和3／5引发剂。84±1℃保温且加入剩余引发剂，保温2.5～3.5h后降温到40℃，过滤出料。l.2.2反应方程式St、BA、M在APS的引发下进行自由基聚合的反应方程式如图l所示：图l反应方程式1.2.3粒径及电位取一定量的合成乳液，用去离子水稀释1000倍，用Nano-Z

8、s90型纳米粒度及Zeta电位分析仪对乳液的粒径及其分布进行测试。1.2.4固含量准确称取一定量样品，放入洁净干燥的称量瓶中，11O℃下烘干至恒重。于干燥器中lh后称重，按固含量X=[(W2-Wo)，(Wl-Wo)]×lOO％。其中：Wo为称量瓶质量；Wl为产品和称量瓶总质量；W2为烘干后产品和称量瓶总质量。1.2.