核壳型胶乳的成膜及其涂膜性研究

《核壳型胶乳的成膜及其涂膜性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要近年来核壳型胶乳在涂料、胶粘剂领域颇受青睐。随着核壳型乳胶粒子结构形态理论研究的进展，使得粒子形态设计成为可能。由核壳型胶乳形成的涂膜具有两相的结构，合理的结构组成可提供材料优异的使用性能。相对于均一组成的胶乳，核壳型胶乳由于不同相间的相互作用使其成膜过程更为复杂，且在应用中发现核壳胶乳形成的涂膜受诸如组成、形态、温度等多种因素的影响，因此开展核壳型胶乳成膜的研究，应是核壳胶乳发展分支之一。本文以苯丙体系为研究对象，考察了核壳型胶乳的成膜及其影响因素，剖析了相结构组成的变化对涂膜性能的影响。通过合理设计

2、，采用分阶段饥饿态加料的半连续乳液聚合法制备了P(st-cD．BA)，P(MMA．cD．BA)复合胶乳，TEM分析证实获得了具有理想核壳结构的乳胶粒子。采用重量分析法，建立了核壳型胶乳干燥速率曲线，实验发现核壳型胶乳的成膜干燥速率可分为三个阶段，即自由水挥发的恒速阶段，毛细管力控制的第一降速干燥阶段和扩散控制的第二降速阶段。同时，发现升商温度、降低压力恒速干燥速率均增大；其它因素如乳液固含量、功能单体用量、膜厚度、核壳比等均不影响恒速阶段的干燥速率，但其影响胶乳失水量或其它阶段的干燥速率。研究表明复合胶乳的

3、粒子形态对涂膜有重要影响，P(St．cD．BA)／P(BA．∞。MMA)核壳型胶乳所形成的涂膜在透光率、热稳定性、机械性能等方面明显优于相同组成的物理共混胶乳和有机溶剂铸膜液。采用AFM、sEM观测了核壳型胶乳所形成涂膜的形貌和成膜过程，为材料性能的研究提供了依据。实验发现环境温度对核壳型胶乳的涂膜形貌及其性能有重要影响，在室温下所得到的涂膜表面存在些许微裂纹，在铸膜40min后涂膜表面粗糙，可观测到粒子及粒子聚并后形成的微突起，随着制膜时间的延长，由于壳层聚合物间的逐步融合迁移，涂膜表面趋于平整。适当升高

4、温度有助于乳胶粒子变形融合而加速其成膜过程，例如80℃环境处理下所观测到的涂膜表面平整且无微裂纹发生，适当升温可改善涂膜耐水性、透明性等性能。尤其值得注意的是，当温度超过某一临界温度时，我们观测到了二次相分离的发生，由于不相容相间的相互作用，涂膜表面产生针孔和应力微裂纹等缺陷，使膜形貌及其性能显著劣化。为了进一步改善核壳型胶乳涂膜的使用性能，考察了离子交联、自交联和均匀交联等方式对涂膜性能的影响。实验发现粒子间形成的交联，可显著提高胶膜的机械性能，但由于引入的交联剂丸k和NMA都具有较强的亲水性，其对涂膜耐

5、水性和湿膜强度没有增强作用。而对于壳层聚合过程中引入DVB使壳层聚合物交联的体系，一定程度上增大了分子链的内聚能，可以提高胶膜的性能，但过渡的交联不利于粒子间分子链的融合，涂膜机械性能反而变差。关键词：核壳胶乳成膜性能形貌交联AbstractCoIe-shelllatcxhasattractedmuchattentionincoatingsandadhesivesinrecentyears．Itispossibletodesigllpaniclemo神ologywiththedcvelopmento九heo

6、ryonthemorphologyoflatexpanicles．Thereafetwophasesincoatedfilmf0肋edfromthecore。shelllatex．Properphasestmcturccana肋fdexcellentpropenies．Filmfonnationpmcessofcorc—sheUlatcxismorecomplicatedthaIlhomogeneOuslatexduetOtheinteractionbetweenthetwod珀龟rcntphases．In

7、addition，thefilmfo彻ationm肋thecore-sheUlatexisinnuencedbymaIlyfactors，suchasco玎1position，morphology，temperatureetc．T1lerefore，studyoncofe—shelllatexfilmfo瑚ationshouldbeoneofcore。shelllatexdeVelopmentaltendency．Inthispapcr，filmfo瑚ati叫processofcorc—sheUstyren

8、e—acrylatelatexwasdescribed．T1lefaclorsaffectedthe用mfo咖atiOnwercalsostudied．MoreOver，ttlerelatjonshipbetweentIlephasestnlcturechangeandpropeniesoffilmwasdiscussed．Byreasonabledesign，compositelatexofP(st—cD—BA