有机硅改性丙烯酸酯微乳液的合成与表征

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1、http://www.titaniumdioxide.cn/有机硅改性丙烯酸酯微乳液的合成与表征摘要：采用种子乳液聚合法，以有机硅微乳液为种子乳液，在其表面进行壳聚合，合成了核壳型有机硅改性丙烯酸酯微乳液。研究了交联单体以及有机硅种子乳液用量对硅丙微乳液性能的影响，并通过红外、核磁共振及差热分析等表征了共聚物的结构。结果表明：当引发剂用量为乳液总质量的0·4%、双丙酮丙烯酰胺为交联单体且用量为乳液总质量的3%、有机硅种子乳液用量为25%时，硅丙微乳液的单体转化率达95·53%，凝胶率小，乳胶粒粒径81·2nm；与纯丙乳液相比，成膜性更好，玻璃化转变温度低3·7℃。关键词：硅丙微乳液，双丙酮

2、丙烯酰胺，八甲基环四硅氧烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，静电植绒，粘合剂聚丙烯酸酯是一种粘接性强、成膜性高的高分子材料，具有良好的耐油性、耐氧化性和耐候性，对极性和非极性表面均具有很强的附着力，且原料来源丰富、生产易于实施，在乳液研究和生产领域占有特殊地位；但其耐水性、耐沾污性差及低温变脆、高温变粘等缺点严重影响了其性能的发挥[1-3]。有机硅材料具有优异的耐高低温性、耐水性，低表面张力和表面能，正好能弥补聚丙烯酸酯的不足[4]。将聚丙烯酸酯与有机硅结合起来，可以优势互补，制得兼具二者优良性能的材料。目前，国内的静电植绒粘合剂以聚丙烯酸酯为主，此粘合剂存在手感和牢度的矛盾；用硅丙乳

3、液作静电植绒粘合剂有望解决此矛盾。为此，本实验开展了硅丙乳液的合成研究。核壳型乳液通常是采用种子乳液聚合法制备的。与常规乳液相比，核壳型乳液的抗回黏性更好、最低成膜温度更低、成膜性和稳定性更好，力学性能更优越[5]。根据种子乳液的成分不同，可以分别制得以有机硅为核或以聚丙烯酸酯为核的核壳型硅丙乳液，不同的核壳成分赋予乳液不同的性能[6]。本实验采用种子乳液聚合法，以有机硅微乳液为种子乳液[7]，通过两段共聚，制得稳定的核壳型硅丙微乳液；研究了交联单体以及有机硅用量对硅丙微乳液性能的影响，并通过红外、核磁共振、差热分析等表征了共聚物的结构。1实验1·1主要原料八甲基环四硅氧烷(D4)：工业级

4、，蓝星星火有机硅工厂；十二烷基苯磺酸(DBSA)，工业级，南京烷基苯厂；非离子型乳化剂：XP70，上海固德化工有限公司；无水氯化钙：AR，衢州巨化试剂有限公司；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)：工业级，国药集团化学试剂有限公司；丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、十二烷基硫酸钠(SDS)、正硅酸四乙酯：CP，国药集团化学试剂有限公司；双丙酮丙烯酰胺：CP，上海邦成化工有限公司；N-羟甲基丙烯酰胺：CP，天津市化学试剂研究所；丙烯酸羟乙酯：CP，上海晶纯试剂有限公司；碳酸氢钠：CP，上海虹光化工厂；过硫酸铵：AR，上海青析化工科技有限公司；氨水：AR

5、，上海波尔化学试剂有限公司。1·2硅丙乳液的制备1·2·1合成路线第一阶段：D4在酸性条件下开环聚合，制成羟基硅乳；然后与硅烷偶联剂缩合，生成带乙烯基的有机硅乳液。总反应见式1。http://www.dgsl8688.com/http://www.titaniumdioxide.cn/式中，R1=CH3；R2=—(CH2)3—；R3=—[(CH3)2SiO]4nH；R4=C4H9；R5为交联单体的部分基团，如为丙烯酸羟乙酯，则R5=COOCH2CH2OH。式中的Si—OH可进一步与聚硅氧烷的端羟基或丙烯酸酯交联单体反应，形成三维网状结构。1·2·2合成步骤有机硅种子乳液的制备[7]：将一定

6、量的催化剂DBSA、非离子型乳化剂、去离子水和D4加入四口瓶中，高速搅拌乳化0·5h；加热至80℃，通N2，恒温反应一段时间；滴加KH570，滴完后恒温反应一段时间，即得带乙烯基的有机硅种子微乳液。有机硅改性丙烯酸酯微乳液的制备：在上述有机硅种子微乳液中，加入部分引发剂、乳化剂和丙烯酸酯单体，搅拌升温至80℃左右；待体系引发后，开始滴加剩下的丙烯酸酯单体和引发剂，滴完后80℃恒温反应1h；冷却，加氨水调pH值至中性，出料。1·3微乳液的表征单体转化率和乳液固体质量分数的测试：按文献[8]采用称量法测定。凝胶率：乳液聚合结束后，用100目尼龙网过滤，滤渣用蒸馏水洗涤后，烘干至恒定质量，称其质

7、量为m1，聚合用单体总质量为m0，凝胶率用式3计算。数值越大则表示乳液越不稳定。x=m1m0×100%(3乳胶粒粒径：采用英国马尔文仪器公司的Nano-ZS纳米粒度与粒径分析仪测定。成膜性：将一定量的乳液均匀涂在干净的玻璃片上，于60℃真空烘箱中烘干成膜，观察乳液的成膜情况。剥离强度：将全棉漂白布经粘着处理(控制上胶量为250g/m2)后制成15cm×2·5cm的试样按GB/T2791—http://www.dgsl86