20广 东 化 工2005年第8期
反应性乳化剂存在下MMA
/BA微乳液聚合
卢志敏, 李国明
(华南师范大学化学与环境学院, 广东广州510631)
[摘 要], 乳液及其涂膜所造成的影响, 同时用红外、紫外、, [关键词]反应性乳化剂; M i i za ti on of MM A /BAunder Reacti ve Surfact an ts
Lu Zhi m in, L i Guom ing
(Depart m ent of Che m istry and Envir onment, South China
Nor mal University, Guangzhou 510631, China )
Abstract:Polyacrylate m ir oe mulsi ons with good p r operties were synthesized by seeding se m i -continuous e mulsi on
poly merizati on . Compared the effect of reactive surfactants and traditi onal surfactants on the latexes and their fil m s, characterized by FTI R, UV, TE M , and DS C, obtaining the best synthesis conditi on .
Keywords:reactive surfactant; acrylate; m ir oe mulsi on; poly merizati on
丙烯酸酯类共聚物乳液具有优良的耐候性、耐水性、耐酸碱性、耐玷污性、无毒等性能, 是最具发展前景的建筑涂料[1]。在性能上纯丙乳液较其他共聚乳液如醋-丙乳液、苯
-丙乳液等要好。其最突出的优点是:涂膜光泽柔和, 耐候
和DNS -458均为广州双键公司提供; 十二烷基硫酸钠
(S DS ) , 化学纯; NP -9, 台湾进口; 过硫酸钾(KPS ) 、亚硫酸氢钠(SHS ) 和碳酸氢钠(NaHCO 3) 均为分析纯; 去离子水(自制) ; 二次重蒸水(自制) 。
性、保光性与保色性都很优异。这是由于苯丙乳液中苯乙烯替代甲基丙烯酸酯, 而苯乙烯容易老化, 生成发色基团, 使涂膜变色。醋丙乳液含有耐水性、耐碱性不太理想的醋酸乙烯共聚段, 并容易受紫外线作用发生主链断裂而较早出现泛黄和开裂[2]。两者所生产的水性涂料性能也较差。纯丙乳液是目前国外涂料基料的发展方向。
μm 之间, 为白普通乳液聚合所得的乳液粒径在0. 1～1
色不透明低粘度胶体分散液。微乳液粒径在10～100n m 之间, 是热力学稳定的透明或半透明的胶体分散体系。因微乳液的粒径小于普通乳液1个数量级, 这使微乳液的最低成膜温度(MFT ) 降低, 并且有效粒子数大大增加, 表面张力非常低, 具有更好的成膜性、渗透性、亲和性、流平性和流变性[3]。本文进行了纯丙微乳液的研究, 以开发优质水性涂料制备的新途径。
1. 2合成方法
种子预乳化半连续法:先将全部乳化剂、缓冲剂加入到
带有滴液漏斗、搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中, 再加入定量的去离子水, 搅拌令其完全溶解。然后加入1/3混合单体, 高速搅拌15m in, 形成均匀乳液, 升高温度至80℃, 加入1/3复合引发剂, 待乳液出现明显蓝光并没有大量回流时均匀滴加混合单体, 并定时补加引发剂, 控制混合单体在2. 5～3h 内滴完, 引发剂溶液稍迟于单体滴加完毕, 反应温度控制在80±2℃, 加料完毕, 保温2h, 最后降温至40℃以下, 测得pH 为6～7, 尼龙网过滤, 出料。
1. 3乳液性能测试
(1) 红外光谱分析(FTI R ) :采用Perkin -El m er 1730型傅立叶变换红外光谱仪对乳胶膜进行测试(溴化钾压片) 。
(2) 透射电镜分析(TE M ) :乳液稀释后滴至铜网上, 磷
1 实验部分
1. 1实验原料
甲基丙烯酸甲酯(MMA ) 和丙烯酸丁酯(BA ) 为化学纯; 反应性乳化剂苯乙烯磺酸钠(S VS ) 、反应性乳化剂DNS -86
[收稿日期]2005-06-16
钨酸染色, 干燥后用JE M -100CX Ⅱ型透射电子显微镜观察
粒子形态。
(3) 吸光度(Abs ) 测定:用Shi m adzu UV -2550型紫外-可见分光光度计, 设定λ=580n m, 测0. 5%乳液吸光度。根据M ie 散射理论[4], 可知当体系的乳化剂用量、类型、固含量
[作者简介]卢志敏(1980-) , 女, 广东人, 硕士研究生, 主要研究方向:功能高分子, 通讯联系人。
2005年第8期广 东 化
工21
或单体用量等条件相同时, 乳胶粒的粒径小, 则吸光度小。
(4) 差热分析(DSC ) :采用Perkin -El m er DSC7型差热分析仪测定乳胶膜玻璃化转变温度(Tg ) 。测试温度为-30～100℃, 升温速度为20℃/min, 氮气氛围。
(5) 吸水率:待测涂膜称重(W 0) , 浸入去离子水中24h 取出, 用滤纸吸干表面水分, 称重(W 1) , 按下式计算吸水率(W A ) :
W A (%) =(W 1-W 0) /W0×100
(6) 凝絮率:将制备的微胶乳过滤, 残留物烘干称重, 计算其占加入单体的百分率。
(7) Ca 2+稳定性:以0. 25%CaCl 2滴定20%的乳液至刚好破乳, 记录下体积。微乳液聚合的实际应用。通过寻找高效乳化剂来可以降低微乳液聚合体系中乳化剂的用量和提高单体含量。与传统乳化剂相比, 反应性乳化剂分子中含有双键, 可以和单体发生共聚, 永久键合到乳胶分子中。这种键合具有以下优点:乳化剂分子不会迁移, 使聚合物粒子在凝聚过程中受到静电斥力和空间位阻作用, 可提高乳液稳定性; 乳化剂用量适当时, 可提高反应活性, 聚合后水相中不存在乳化剂分子, 可加快成膜速度; , 不会分, 37%, 使用和-, 它们的
1。
2 结果与讨论
2. 1大5万倍, 观察其形态结构。从图1可以看出合成的聚合物乳胶粒基本呈规则的球形, 粒子分布较均匀, 粒径在40～60n m 之间。
2. 2乳化剂的选择及用量
在传统的微乳液聚合中, 特别是O /W微乳液体系, 乳化
图1 纯丙微乳液乳胶粒电镜图
剂含量较高(>10%) , 单体含量较低(
表1 乳化剂体系对乳液及其涂膜的影响
乳化体系
m (S DS ) ∶m (NP -9) =2∶3
ω(乳化剂) /%
0. 71. 051. 41. 75
吸光度
0. 1710. 1470. 1340. 1530. 2370. 2200. 1530. 1580. 2320. 2220. 2150. 2450. 1690. 1240. 1210. 123
吸水率/%
23. 5523. 9324. 1725. 1323. 4923. 8524. 0324. 9122. 8723. 0923. 3623. 8514. 2314. 5814. 7214. 93
凝絮率/%
0. 1110. 1030. 0590. 0840. 1080. 0340. 0290. 0720. 0910. 0500. 0320. 0750. 0120. 01000. 008
m (S VS (反应性) ) ∶m (S DS ) ∶m (NP -9) =1∶2∶10. 71. 051. 41. 75
m (S VS (反应性) ) ∶m (S DS ) ∶m (NP -9) =1∶1∶10. 71. 051. 41. 75
m (DNS -86(反应性) ) ∶m (DNS -458) ∶m (NP -9) =2∶1∶10. 71. 051. 41. 75
由表1可见, 在相同乳化剂浓度下, 反应性乳化剂体系
比常规乳化剂体系的吸水率和凝絮率小, 从吸光度看, DNS
-86/DNS-458/NP-9
聚几率降低, 共聚几率相对提高, 有利于提高共聚单体在粒子表面的分布, 使粒子表面亲水保护层增加, 有利于乳胶粒子的稳定, 而且使聚合物自由基链难以进入乳胶粒子进行链增长, 乳胶粒子粒径较小。S VS 的亲油链短, 易溶于水, 在水中易发生均聚反应, DNS -86亲油链较长, 与单体的相容性较好, 其共聚几率远大于均聚几率, 所以S VS 体系的乳化能力不如DNS -86, 所形成的乳胶粒子粒径较大, 凝絮率较高, 尤其在S VS 比例大时差别更明显。也因为DNS -86的均聚能力较强, 能比较均匀地分布在大分子链中, 因而吸水率进一步降低。实验还证明DNS -86/DNS-458/NP-9体系有极高的钙离子稳定性, 破乳体积是S VS/SDS/NP-9体系的4倍, 是S DS/NP-9的20倍。
其在S VS 比例高时差别更大。随着乳化剂浓度增加, 乳液的吸光度和凝絮率降低, 吸水率升高, 但反应性乳化剂体系升高较小, 当乳化剂达到一定浓度时, 再增加, 吸光度和凝絮率反而上升, 吸水率出现突变, 增加幅度变大。因为无论是何种乳化剂, 它们都具有亲水基团, 其用量增加均使胶膜耐水性下降, 但反应性乳化剂以共价键的方式结合在乳液粒子表面, 而不再是靠物理吸附结合, 有效地避免乳化剂的表面迁移问题, 乳液多方面的性能均得到改善。
从聚合的空间效应来看, 共聚单体中疏水链长增加, 均
22广 东 化 工2005年第8期
综上所述, 用量为1. 4%的DNS -86/DNS-458/NP-9
体系能明显改善纯丙微乳液聚合, S VS/SDS/NP-9体系则有一定改善。
2. 3乳化剂配比
当反应性乳化剂和传统乳化剂复合使用时, 三类乳化剂交替地吸附在乳胶粒表面上, 乳胶粒子不但有双电层的稳定
表2 乳化剂配比对乳液及其涂膜的影响
配比m (DNS -86) ∶m (DNS -458) ∶m (NP -9)
1∶1∶12∶2∶12∶1∶13
1
作用而且也有水化层的稳定作用, 在离子型乳化剂和反应性
乳化剂之间楔入了非离子型乳化剂, 这样一方面拉大了乳胶粒表面上乳化剂离子之间的距离, 另一方面非离子型乳化剂的静电屏蔽作用, 大大降低了乳胶粒表面上的静电张力, 增大了乳化剂在乳胶粒上的分布, 使乳液稳定性提高, 粒径变小。
吸光度
0.
0. 139
吸水率/%
16. 020314. 7514. 70
-1
0. 00. 0120. 014
Ca 2+稳定性/mL
52. 7676. 6389. 7491. 7293. 64
注:固含量, 由表2可知, -86比例增加, 吸光度、吸水率和凝絮率下降, 钙离子稳定性增加, 当到一定比例时, 继续增加, 吸光度和凝絮率反而增大, 吸水率和钙离子稳定性变化不明显。因为反应性乳化剂比例过高, 易在水相共聚, 或形成分子量较大的富含亲水基团的水溶性聚合物, 易于同时吸附几个粒子造成凝聚使乳胶粒粒径增大。由此可知, 反应性乳化剂的使用存在一个最佳的比例, 当DNS -86∶DNS -458∶NP
-9=2∶1∶1时, 乳液及其涂膜的性能均较好。
-1-1
、1455. 82c m 和1386. 53c m 出现了甲基和
亚甲基上C -H 的反对称伸缩振动吸收峰、对称伸缩振动吸收峰、面内弯曲振动吸收峰和面外弯曲振动吸收峰。由文献可以知道, 3085～3025c m -1是与C =C 相连的C -H 伸缩振动吸收峰, 1680～1600c m -1是C =C 的伸缩振动吸收峰。而上图这两个特征的吸收峰已经消失, 证明聚合物中没有双键的存在, 所有单体都参加自由基聚合。
2875. 90c m
2. 5D SC 分析
图3是纯丙乳胶膜的DSC 图, 从图中可以看出只有一个玻璃化转变区间, Tg 为16. 70℃。已知2种均聚物P MMA, P BA 的Tg 分别是:106和-54℃, 现在DSC 曲线均无此种转变, 可说明共聚良好, 不存在相应的均聚物。乳胶粒的玻璃化温度与乳胶能否成膜及膜的性能密切相关, 只有在较低的玻璃化温度下, 乳胶粒才会相互接触, 碰撞, 变形和融合成连续的薄膜。乳胶粒的玻璃化温度越低越容易成膜, Tg 高涂膜硬度高, 抗污性能好, 为了兼顾两方面的性能, Tg 既不能太高, 也不能过低。研究发现大多数丙烯酸酯类涂料的MFT 低于其Tg, 本文的涂料乳液的Tg 适中,MFT 比较低, 这对施工十分有利。
2. 4FT I R 分析
图2 纯丙乳液的FT I R
3 结论
采用DNS -86/DNS-458/NP-9=2∶1∶1乳化体系,
用量为1. 4%可以合成粒径仅为40～60nm, 固含量高达37%的丙烯酸酯微乳液, 其涂膜的性能远远优于传统乳化剂。
参考文献
[1]R.Seda Tigli, Vural Evren . Synthesis and characterizati on of pure
poly (acrylate ) latexes[J ].Pr ogress in O
rganic Coatings, 2005, 52:144-150.
[2]张华腾, 庾美月. 涂料用纯丙乳液的合成研究[J ].上海涂料,
图3 纯丙乳液的D SC
在图2中, 1250. 86c m -1和1067. 92cm -1分别为酯基中C -O -C 的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰;
-1-1
1747. 45c m 和1715. 77c m 分别为C =O 的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰, 在3547. 96c m -1和
-1-1
3444143c m 则分别是它们的倍频峰; 在2965. 37c m 、
2001, 4:8-10.
[3]W.von Rybinski, B. Guckenbiehl, H. Tes mann . I nfluence of co -surfactants on m icr oe mulsi ons with alkyl polyglycosides[J ].Coll oids and Surfaces A, 1998, 142:333-342.
[4]曹同玉, 刘庆普, 胡金生1聚合物乳液合成原理及应用[M]1北
京:化学工业出版社, 1997. 494-500.
20广 东 化 工2005年第8期
反应性乳化剂存在下MMA
/BA微乳液聚合
卢志敏, 李国明
(华南师范大学化学与环境学院, 广东广州510631)
[摘 要], 乳液及其涂膜所造成的影响, 同时用红外、紫外、, [关键词]反应性乳化剂; M i i za ti on of MM A /BAunder Reacti ve Surfact an ts
Lu Zhi m in, L i Guom ing
(Depart m ent of Che m istry and Envir onment, South China
Nor mal University, Guangzhou 510631, China )
Abstract:Polyacrylate m ir oe mulsi ons with good p r operties were synthesized by seeding se m i -continuous e mulsi on
poly merizati on . Compared the effect of reactive surfactants and traditi onal surfactants on the latexes and their fil m s, characterized by FTI R, UV, TE M , and DS C, obtaining the best synthesis conditi on .
Keywords:reactive surfactant; acrylate; m ir oe mulsi on; poly merizati on
丙烯酸酯类共聚物乳液具有优良的耐候性、耐水性、耐酸碱性、耐玷污性、无毒等性能, 是最具发展前景的建筑涂料[1]。在性能上纯丙乳液较其他共聚乳液如醋-丙乳液、苯
-丙乳液等要好。其最突出的优点是:涂膜光泽柔和, 耐候
和DNS -458均为广州双键公司提供; 十二烷基硫酸钠
(S DS ) , 化学纯; NP -9, 台湾进口; 过硫酸钾(KPS ) 、亚硫酸氢钠(SHS ) 和碳酸氢钠(NaHCO 3) 均为分析纯; 去离子水(自制) ; 二次重蒸水(自制) 。
性、保光性与保色性都很优异。这是由于苯丙乳液中苯乙烯替代甲基丙烯酸酯, 而苯乙烯容易老化, 生成发色基团, 使涂膜变色。醋丙乳液含有耐水性、耐碱性不太理想的醋酸乙烯共聚段, 并容易受紫外线作用发生主链断裂而较早出现泛黄和开裂[2]。两者所生产的水性涂料性能也较差。纯丙乳液是目前国外涂料基料的发展方向。
μm 之间, 为白普通乳液聚合所得的乳液粒径在0. 1～1
色不透明低粘度胶体分散液。微乳液粒径在10～100n m 之间, 是热力学稳定的透明或半透明的胶体分散体系。因微乳液的粒径小于普通乳液1个数量级, 这使微乳液的最低成膜温度(MFT ) 降低, 并且有效粒子数大大增加, 表面张力非常低, 具有更好的成膜性、渗透性、亲和性、流平性和流变性[3]。本文进行了纯丙微乳液的研究, 以开发优质水性涂料制备的新途径。
1. 2合成方法
种子预乳化半连续法:先将全部乳化剂、缓冲剂加入到
带有滴液漏斗、搅拌器和冷凝管的三口烧瓶中, 再加入定量的去离子水, 搅拌令其完全溶解。然后加入1/3混合单体, 高速搅拌15m in, 形成均匀乳液, 升高温度至80℃, 加入1/3复合引发剂, 待乳液出现明显蓝光并没有大量回流时均匀滴加混合单体, 并定时补加引发剂, 控制混合单体在2. 5～3h 内滴完, 引发剂溶液稍迟于单体滴加完毕, 反应温度控制在80±2℃, 加料完毕, 保温2h, 最后降温至40℃以下, 测得pH 为6～7, 尼龙网过滤, 出料。
1. 3乳液性能测试
(1) 红外光谱分析(FTI R ) :采用Perkin -El m er 1730型傅立叶变换红外光谱仪对乳胶膜进行测试(溴化钾压片) 。
(2) 透射电镜分析(TE M ) :乳液稀释后滴至铜网上, 磷
1 实验部分
1. 1实验原料
甲基丙烯酸甲酯(MMA ) 和丙烯酸丁酯(BA ) 为化学纯; 反应性乳化剂苯乙烯磺酸钠(S VS ) 、反应性乳化剂DNS -86
[收稿日期]2005-06-16
钨酸染色, 干燥后用JE M -100CX Ⅱ型透射电子显微镜观察
粒子形态。
(3) 吸光度(Abs ) 测定:用Shi m adzu UV -2550型紫外-可见分光光度计, 设定λ=580n m, 测0. 5%乳液吸光度。根据M ie 散射理论[4], 可知当体系的乳化剂用量、类型、固含量
[作者简介]卢志敏(1980-) , 女, 广东人, 硕士研究生, 主要研究方向:功能高分子, 通讯联系人。
2005年第8期广 东 化
工21
或单体用量等条件相同时, 乳胶粒的粒径小, 则吸光度小。
(4) 差热分析(DSC ) :采用Perkin -El m er DSC7型差热分析仪测定乳胶膜玻璃化转变温度(Tg ) 。测试温度为-30～100℃, 升温速度为20℃/min, 氮气氛围。
(5) 吸水率:待测涂膜称重(W 0) , 浸入去离子水中24h 取出, 用滤纸吸干表面水分, 称重(W 1) , 按下式计算吸水率(W A ) :
W A (%) =(W 1-W 0) /W0×100
(6) 凝絮率:将制备的微胶乳过滤, 残留物烘干称重, 计算其占加入单体的百分率。
(7) Ca 2+稳定性:以0. 25%CaCl 2滴定20%的乳液至刚好破乳, 记录下体积。微乳液聚合的实际应用。通过寻找高效乳化剂来可以降低微乳液聚合体系中乳化剂的用量和提高单体含量。与传统乳化剂相比, 反应性乳化剂分子中含有双键, 可以和单体发生共聚, 永久键合到乳胶分子中。这种键合具有以下优点:乳化剂分子不会迁移, 使聚合物粒子在凝聚过程中受到静电斥力和空间位阻作用, 可提高乳液稳定性; 乳化剂用量适当时, 可提高反应活性, 聚合后水相中不存在乳化剂分子, 可加快成膜速度; , 不会分, 37%, 使用和-, 它们的
1。
2 结果与讨论
2. 1大5万倍, 观察其形态结构。从图1可以看出合成的聚合物乳胶粒基本呈规则的球形, 粒子分布较均匀, 粒径在40～60n m 之间。
2. 2乳化剂的选择及用量
在传统的微乳液聚合中, 特别是O /W微乳液体系, 乳化
图1 纯丙微乳液乳胶粒电镜图
剂含量较高(>10%) , 单体含量较低(
表1 乳化剂体系对乳液及其涂膜的影响
乳化体系
m (S DS ) ∶m (NP -9) =2∶3
ω(乳化剂) /%
0. 71. 051. 41. 75
吸光度
0. 1710. 1470. 1340. 1530. 2370. 2200. 1530. 1580. 2320. 2220. 2150. 2450. 1690. 1240. 1210. 123
吸水率/%
23. 5523. 9324. 1725. 1323. 4923. 8524. 0324. 9122. 8723. 0923. 3623. 8514. 2314. 5814. 7214. 93
凝絮率/%
0. 1110. 1030. 0590. 0840. 1080. 0340. 0290. 0720. 0910. 0500. 0320. 0750. 0120. 01000. 008
m (S VS (反应性) ) ∶m (S DS ) ∶m (NP -9) =1∶2∶10. 71. 051. 41. 75
m (S VS (反应性) ) ∶m (S DS ) ∶m (NP -9) =1∶1∶10. 71. 051. 41. 75
m (DNS -86(反应性) ) ∶m (DNS -458) ∶m (NP -9) =2∶1∶10. 71. 051. 41. 75
由表1可见, 在相同乳化剂浓度下, 反应性乳化剂体系
比常规乳化剂体系的吸水率和凝絮率小, 从吸光度看, DNS
-86/DNS-458/NP-9
聚几率降低, 共聚几率相对提高, 有利于提高共聚单体在粒子表面的分布, 使粒子表面亲水保护层增加, 有利于乳胶粒子的稳定, 而且使聚合物自由基链难以进入乳胶粒子进行链增长, 乳胶粒子粒径较小。S VS 的亲油链短, 易溶于水, 在水中易发生均聚反应, DNS -86亲油链较长, 与单体的相容性较好, 其共聚几率远大于均聚几率, 所以S VS 体系的乳化能力不如DNS -86, 所形成的乳胶粒子粒径较大, 凝絮率较高, 尤其在S VS 比例大时差别更明显。也因为DNS -86的均聚能力较强, 能比较均匀地分布在大分子链中, 因而吸水率进一步降低。实验还证明DNS -86/DNS-458/NP-9体系有极高的钙离子稳定性, 破乳体积是S VS/SDS/NP-9体系的4倍, 是S DS/NP-9的20倍。
其在S VS 比例高时差别更大。随着乳化剂浓度增加, 乳液的吸光度和凝絮率降低, 吸水率升高, 但反应性乳化剂体系升高较小, 当乳化剂达到一定浓度时, 再增加, 吸光度和凝絮率反而上升, 吸水率出现突变, 增加幅度变大。因为无论是何种乳化剂, 它们都具有亲水基团, 其用量增加均使胶膜耐水性下降, 但反应性乳化剂以共价键的方式结合在乳液粒子表面, 而不再是靠物理吸附结合, 有效地避免乳化剂的表面迁移问题, 乳液多方面的性能均得到改善。
从聚合的空间效应来看, 共聚单体中疏水链长增加, 均
22广 东 化 工2005年第8期
综上所述, 用量为1. 4%的DNS -86/DNS-458/NP-9
体系能明显改善纯丙微乳液聚合, S VS/SDS/NP-9体系则有一定改善。
2. 3乳化剂配比
当反应性乳化剂和传统乳化剂复合使用时, 三类乳化剂交替地吸附在乳胶粒表面上, 乳胶粒子不但有双电层的稳定
表2 乳化剂配比对乳液及其涂膜的影响
配比m (DNS -86) ∶m (DNS -458) ∶m (NP -9)
1∶1∶12∶2∶12∶1∶13
1
作用而且也有水化层的稳定作用, 在离子型乳化剂和反应性
乳化剂之间楔入了非离子型乳化剂, 这样一方面拉大了乳胶粒表面上乳化剂离子之间的距离, 另一方面非离子型乳化剂的静电屏蔽作用, 大大降低了乳胶粒表面上的静电张力, 增大了乳化剂在乳胶粒上的分布, 使乳液稳定性提高, 粒径变小。
吸光度
0.
0. 139
吸水率/%
16. 020314. 7514. 70
-1
0. 00. 0120. 014
Ca 2+稳定性/mL
52. 7676. 6389. 7491. 7293. 64
注:固含量, 由表2可知, -86比例增加, 吸光度、吸水率和凝絮率下降, 钙离子稳定性增加, 当到一定比例时, 继续增加, 吸光度和凝絮率反而增大, 吸水率和钙离子稳定性变化不明显。因为反应性乳化剂比例过高, 易在水相共聚, 或形成分子量较大的富含亲水基团的水溶性聚合物, 易于同时吸附几个粒子造成凝聚使乳胶粒粒径增大。由此可知, 反应性乳化剂的使用存在一个最佳的比例, 当DNS -86∶DNS -458∶NP
-9=2∶1∶1时, 乳液及其涂膜的性能均较好。
-1-1
、1455. 82c m 和1386. 53c m 出现了甲基和
亚甲基上C -H 的反对称伸缩振动吸收峰、对称伸缩振动吸收峰、面内弯曲振动吸收峰和面外弯曲振动吸收峰。由文献可以知道, 3085～3025c m -1是与C =C 相连的C -H 伸缩振动吸收峰, 1680～1600c m -1是C =C 的伸缩振动吸收峰。而上图这两个特征的吸收峰已经消失, 证明聚合物中没有双键的存在, 所有单体都参加自由基聚合。
2875. 90c m
2. 5D SC 分析
图3是纯丙乳胶膜的DSC 图, 从图中可以看出只有一个玻璃化转变区间, Tg 为16. 70℃。已知2种均聚物P MMA, P BA 的Tg 分别是:106和-54℃, 现在DSC 曲线均无此种转变, 可说明共聚良好, 不存在相应的均聚物。乳胶粒的玻璃化温度与乳胶能否成膜及膜的性能密切相关, 只有在较低的玻璃化温度下, 乳胶粒才会相互接触, 碰撞, 变形和融合成连续的薄膜。乳胶粒的玻璃化温度越低越容易成膜, Tg 高涂膜硬度高, 抗污性能好, 为了兼顾两方面的性能, Tg 既不能太高, 也不能过低。研究发现大多数丙烯酸酯类涂料的MFT 低于其Tg, 本文的涂料乳液的Tg 适中,MFT 比较低, 这对施工十分有利。
2. 4FT I R 分析
图2 纯丙乳液的FT I R
3 结论
采用DNS -86/DNS-458/NP-9=2∶1∶1乳化体系,
用量为1. 4%可以合成粒径仅为40～60nm, 固含量高达37%的丙烯酸酯微乳液, 其涂膜的性能远远优于传统乳化剂。
参考文献
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图3 纯丙乳液的D SC
在图2中, 1250. 86c m -1和1067. 92cm -1分别为酯基中C -O -C 的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰;
-1-1
1747. 45c m 和1715. 77c m 分别为C =O 的不对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰, 在3547. 96c m -1和
-1-1
3444143c m 则分别是它们的倍频峰; 在2965. 37c m 、
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