无皂五元共聚苯丙乳液的合成及纳米tio2c2对其的改性研究

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1、摘要相比于丙烯酸酯乳液，苯丙乳液不仅在价格上有较大的优势，而且在性能上也优于丙烯酸酯乳液，但目前合成的苯丙乳液使用的乳化剂主要以传统乳化剂为主。本实验选用反应性乳化剂代替传统乳化剂，解决了传统乳液聚合物中由于游离乳化剂的存在而使涂膜耐水性、粘结性、产品稳定性差和成膜速度慢等问题。根据软硬单体和功能性单体对乳液性能的影响，确定用预乳化的半连续种子乳液聚合法，对甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸五元共聚苯丙乳液进行了合成研究。采用单因素和正交实验相结合的方法，讨论了软硬单体、功能性单体、反应性乳化剂的种类及用量

2、、链转移剂的用量及加入方式、引发剂用量、聚合温度、搅拌速度等因素对乳液性能的影响。最终确定了合成无皂五元共聚苯丙乳液的最佳条件：相对于单体用量，反应性乳化剂DNS．86用量为4％，功能性单体用量为2～4％，引发剂用量为1．O～1．2％，链转移剂用量为2％且在lii『期加入为宜，整个聚合温度控制在78"-"80"C。在合成稳定无皂五元共聚苯丙乳液的基础上，采用无机纳米粒子Ti02对无皂苯丙乳液进行了改性。利用雨02纳米粒子特有的光催化、紫外光吸收、表面双超亲性等特性，经其改性后的苯丙复合乳液具有更优异的性能。在复合乳液的合成

3、过程中，因纳米面02比表面积大，而且配位严重不足，表现出极强的表面活性，如不进行表面处理，将产生明显的团聚现象。通过超声波和高速搅拌的物理法和用硅烷偶联剂的化学法联用，对纳米Ti02进行了表面改性。采用原位聚合的方法得到了稳定的苯丙／纳米"ri02复合乳液。实验结果发现，经纳米Ti02改性的苯丙乳液，不仅乳液的耐光老化性有所提高，而且形成的胶膜具有更好的耐水性和胶膜硬度。关键词：无皂乳液聚合；反应性乳化剂；纳米n02：表面改性；硅烷偶联剂AbstractThestyrene-acrylicemulsion，notonlyi

4、nprice，butalsoinperformance，wasbetterthanthatoftheacrylicemulsion．However,traditionalemulsifierwasusuallyintroducedinthecourseofsynthesisofstyrene-acrylicemulsion．Whileinthisthesis，reactiveemulsifierinsteadoftraditionalemulsifierwasusedtoavoidthedisadvantage，sucha

5、sthefilmwaterresistanceandsurfacepropertiesdecliningasaresultofthedissociativeemulsifier．Soastogetexcellentperformance，thepentasystemofmethylmethacrylate，butylacrylate，styrene，acrylonitrileandacrylicacidwerechosenaccordingtothemonomercharacteristicsandrolesplayedi

6、nemulsionsystem．Themethodofpre·emulsifiedandsemi—continuousseededemulsionpolymerizationwasadopted．Influencesofratioofsoftmonomertohardmonomer,concentrationofreactiveemulsifier,functionalmonomer,initiatioii，thewayofaddingchaintransferagent，polymerizationtemperature

7、andagitationspeedonpropertiesofemulsionwerestudiedwiththesinglefactorinvestigationandtheorthogonalexperimentaldesign．Theoptimalexperimentalconditionsweregottenfinally：Comparedtotheamountofmonomer,theamountofreactiveemulsifierwas4％，functionalmonomerwas2～4％，initiato

8、rwas1．O～1．2％，chaintransferagentWas2％andaddedinthepriorreaction，theappropriatepolymerizationtemperatureWas78～80℃．Ontllebasisofthesynthesisemulsifier-free