聚合條件對苯乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸乳液聚合粒度分布的影響

第第頁聚合條件對苯乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸乳液聚合粒度分布的影響第卷第期年月

湖北高校學(xué)報自然科學(xué)版

∏∏√∏≥∞

甲基丙烯酸

乳液聚合粒度分布的影響

Ξ

張洪濤譚必恩胡芳尹朝輝李建宗

湖北高?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院武漢

湖北高校學(xué)報自然科學(xué)版年第卷

所作的圖圖中顯示隨著聚合溫度的降低生成的乳膠粒粒徑變大在聚合后期轉(zhuǎn)化率至左右時溫度轉(zhuǎn)高的體系粒徑有所下降圖說明聚合溫度越低粒子數(shù)目越少溫度較高的體系在反應(yīng)后期粒子數(shù)目有所減削

在聚合過程中溫度是通過引發(fā)劑分解來影響乳膠粒大小的溫度越高引發(fā)劑分解越快形成的膠粒數(shù)越多由于單體量肯定因而得到的膠粒粒徑較小到反應(yīng)后期隨著粒子增大至恒定較大粒子之間相互碰撞而凝集從體系中析出剩下較小的粒子碰撞程度與溫度高低親密相關(guān)高溫下粒子碰撞機因而溫度較高的反應(yīng)體系在反應(yīng)后期膠粒粒徑及數(shù)目均有減小

會多

圖乳液聚合在不同聚合圖乳液聚合在不同聚合

溫度下粒徑轉(zhuǎn)化率圖≠εε≈ε

溫度下顆粒濃度轉(zhuǎn)化率圖≠εε≈ε

212乳化劑配比對粒度分布的影響

11乳化劑配比對粒徑的影響圖當(dāng)陰離子型乳化劑≥≥與非離子型乳化劑≥配比從

但保持乳化劑用量1τ單體不變生成的乳膠粒子逐1Β1Β11Β1改變到1Β漸變大從聚合過程看當(dāng)非離子型乳化劑含量較高時粒徑隨著轉(zhuǎn)化率上升而有所降低含非離子型乳化劑較多的體系生成的粒子較大可能是由于非離子型乳化劑≥單分子掩蓋面積大且在膠乳表面排列較疏松易于單體進(jìn)入因此粒徑較大其聚合過程中/0值11乳化劑配比對多分散性的影響圖非離子型乳化劑含量漸漸上升的改變類似于無皂乳液聚合也就是說至反應(yīng)結(jié)束時能制得單分散較好的膠乳

213乳化劑濃度對粒度分布的影響

11乳化劑濃度對粒徑大小的影響圖從圖可知

粒徑大小差距并不乳膠粒粒徑呈現(xiàn)以下特點≠反應(yīng)初期

大反應(yīng)開始后乳化劑濃度遠(yuǎn)高于臨界膠束濃度≤≤值的!體系粒徑增長幅度較小而!乳化劑濃度低于≤≤值粒徑增長幅度明顯粒徑改變介于以上兩種狀況之間≈反應(yīng)的最終粒徑大小與乳化劑濃度成反比

11乳化劑濃度對多分散性的影響圖本文用/0值表示多分散性程度從圖中列出的/0值可

以看出體系從反應(yīng)開始至反應(yīng)結(jié)束/0值都較大這主要是由于的乳化劑濃度接近于≤≤值因而

圖乳化劑配比對粒徑的影響

≠111≈11…11

第期張洪濤等聚合條件對苯乙烯

可能存在兩種不同的成核機理使粒子尺寸分布變寬而的濃度高于≤≤值許多成核時間短反應(yīng)過程中/0值改變不大在≤≤值以下反應(yīng)起始階段/0值較大隨著反應(yīng)的進(jìn)行/0值漸漸降低到后來形成良好單分散的膠乳在低于≤≤值較多的聚合體系如中很多方面與無皂乳液類似反應(yīng)過程中較小的顆粒表面電荷密度較低比大顆粒更易吸附液相中的自由基≈也易彼此發(fā)生聚結(jié)≈從而使顆粒分布趨向勻稱

11乳化劑濃度對乳膠粒子數(shù)目的影響圖在經(jīng)典乳液聚合中乳膠粒主要在第一階段生成

到第二階段粒子數(shù)目恒定乳膠粒數(shù)目與乳化劑濃度存在關(guān)系式如下

圖乳化劑配比對多分散性的影響≠111≈11…11

圖乳化劑濃度對多分散性的影響≠1111≈11…11

圖乳化劑濃度對粒徑的影響

≠1111≈11…1111

圖乳化劑濃度對粒子濃度的影響

≠1111≈11…1111

湖北高校學(xué)報自然科學(xué)版年第卷

ΝΚ

Λ

)/(Θσ#Σ

即Ν與Σ成正比圖中顯示在乳化劑濃度遠(yuǎn)高于≤≤時乳膠粒數(shù)目一貫增加這是由于在體系中存在大量膠束隨著引發(fā)劑的不斷分解不斷進(jìn)入膠束而形成新的乳膠粒子所以數(shù)目一貫增加當(dāng)濃度低于≤≤值時主要是水相凝集成核粒子數(shù)目達(dá)到肯定值后由于相互凝集而使顆粒數(shù)目漸漸降低與經(jīng)典乳液聚合理論略相符的只有但由于其單體中含有易于水相成核的和單體而使第二階段數(shù)目略有降低

含量的漸漸增大214單體配比對乳膠粒分布的影響表1從表1可以看出隨著油溶性單體≥

粒徑漸漸變大分散性也漸漸上升

215羧酸含量對粒度分布的影響表2

表1單體配比對乳膠粒分布的影響

≥

11

11

11

1

3聚合條件≥≥1

1

ε引發(fā)

表2羧酸含量對膠粒分布的影響3

羧酸含量粒徑多分散性

11

11

11

11

粒徑多分散性

表是不同羧酸含量的共聚所得到的粒子大小及分布結(jié)果說明隨著含量的漸漸增大得到的粒徑漸漸變大分布變窄

參

考

文

獻(xiàn)

∏≤1≤1∞∏

1≥≤∏1∏∏∏∏1

李克友乳液聚合成都四川科學(xué)技術(shù)出版社

李建宗紀(jì)慶緒無皂乳液聚合高分子通報程時遠(yuǎn)

≤≥1≤≥1∞∏2∞∏≥≥∏√

≤≥1≥≤

ΤηεΕφφεχτοφΠολψεριζατιονΧονδιτιονονΠαρτιχαλΣιζειστριβυτιον

οφΒυτψλΑχρψλατεΣτψρενεΜετραχρψλιχΑχιδΛατερσ

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