乳液聚合新技术的研究进展
徐东方
(华中师范大学化学学院2009210437, 湖北武汉,430079)
摘要:乳液聚合方法具有广泛的应用范围, 近期几年备受关注。本文首先介绍了乳液聚合的基本情况,并着重介绍了一些新的乳液聚合方法和研究成果。 关键词:乳液聚合;进展
乳液聚合技术的开发始于本世纪20年代末期,当时就已有和目前生产配方类似的乳液聚合的专利出现。30年代初,乳液聚合已见于工业生产。随着时问的推移,乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性,在许多聚合物如合成橡胶、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物等的生产中,乳液聚合已经成为主要的生产方法之一,每年通过该方法制作的聚合物数以千万吨计。【1】
1.乳液聚合基本情况 1.1乳液聚合定义
生产聚合物的方法有四种:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合,体系主要由单体、介质(水) 、乳化剂及溶于介质(水) 的引发剂四种基本组分组成。目前的工业生产中,乳液聚合几乎都是自由基加成聚合,所用的单体几乎都是烯烃及其衍生物,所用的介质大多是水,故有人认为乳液聚合是指在水乳液中按照胶柬机理形成比较独立的乳胶粒中,进行烯烃单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术。但随着聚合理论的逐步完善,对乳液聚合比较完整的定义应该为:乳液聚合是在水或其他液体作介质的乳液中,按照胶束理论或低聚合物机理生成彼此孤立的乳
胶粒,并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。 1.2乳液聚合的特点
聚合反应发生在分散在水相内的乳胶
粒中,尽管在乳胶粒内部粘度很高,但由于连续相是水,使得整个体系粘度并不高,并且在反应过程中体系的粘度变化也不大,这样的体系由内向外传热就很容易,不会出现局部过热,更不会暴聚,同时低粘度体系容易搅拌,便于管道输送,容易实现连续化操作。
乳液聚合能够满足高反应速率和高分子量聚合产物的要求。高的反应速率会使生产成本降低,而高的分子量则是生产高弹性合成橡胶所必需的。
乳液过程大多数是以水作介质,避免了采用昂贵的溶剂以及回收溶剂的麻烦,同时减少了引起火灾和污染的可能性。再者,如水乳胶、粘合剂、皮革、纸张、织物处理以及乳液泡沫橡胶等,均可直接使用乳液,明显改善了施工环境。
在需要固体聚合物的情况下,需经凝聚、洗涤、脱水、干燥等一系列后处理工序,才能将聚合物从乳液中分离出来,这就要增加成本。
产品中乳化剂残留,会使产物的电性能和耐水性下降。乳液聚合的多变性,使操作难度增大。由于加入了溶剂或介质而减少了
反应器的有效利用空问。【2】
1.3乳液聚合的优缺点
乳液聚合有很多优点:以水作介质,环保安全胶乳粘度低,便于混合传热、管道传送和连续生产;聚合速率快,可在较低的温度下聚合,同时产物分子量高;胶乳可直
接使用,如水乳漆,粘结剂,纸张,织物,皮革的处理计等。
乳液聚合也有若干缺点:需要固体产品时,胶乳须经凝聚、洗涤、脱水、干燥等多道工具,成本较高;产品中留有乳化剂杂质,难以完全消除,有损电能。 2. 乳液聚合最新研究进展
随着高分子合成技术的不断发展,特别是二十世纪70年代以来,四大传统自由基聚合方法的不断进步和改进,乳液聚合也诞生出了多种合成新技术。 2.1核壳乳液聚合
核壳结构乳液(Coreshell Emulsion Polymerization 属于异种分子复合乳液,乳液颗粒内部的内侧和外侧分别富集不同种成分,通过核、壳的不同组合,得到一系列不同形态的非均相粒子,使其具有一般无规共聚物、机械共混物难以拥有的优异性能。【3】
根据壳层单体不同的加入方式,核壳乳液聚合方法可分为间歇法、半连续法和预溶胀法。间歇法是按配方将种子乳液、单体、水及补加的乳化剂同时加入反应器中,然后加入引发剂进行壳层聚合;半连续法是将引发剂加入种子乳液后,壳层单体以一定的速度恒速滴加,导致聚合期间没有充足的单体;预溶胀法是将单体加入到乳液体系中,在一定温度下溶胀一定时间,然后引发聚合。袁显永等的研究表明:温度对核壳型胶乳的成膜及其性能有重要影响,升高温度能
加快胶乳的成膜速率。【5】
2.2互穿聚合网络
互穿聚合物网络(Inter penetrating Polymer Net—work ,简称IPN) 是由两种或两种以上分别形成的聚合物通过大分子链段间永久缠结或相互贯穿形成的具有特殊结构的聚合物合金。理想的IPN 体系是各自形成聚合物网络在分子水平上的互穿,而实际上因为聚合物长链的混合熵极小,多数呈相分离状态,互穿结构仅发生在相交界处。吴明红等用顺序IPN 方法合成了核一壳结构的P(BA—MMA) 伊(EA—AA ~NMA) 复合乳胶,结果表明:辐射引发乳液聚合可制得核一壳界面明显且相分离完全的复合乳胶,所得复合乳胶的拉伸强度、伸长率、耐水压、稳定性、成膜性等都得到了很大的改善和提高【4】
;单海峰61利用乳液聚合技术制备了PST /PBA 胶乳型互穿聚合物网络,研究结果表明:采用配比为4/1的SDS /OP 一10复合乳化剂,当乳化剂、引发剂、交联剂DVB 、交联剂EGDM 用量分别为2%~3%、0.4%、0.5%、0.6%,采用平衡溶胀法加入壳层组分,可获得涂料用性能优良的PST /PBA UPN 复合乳液;韩怀芬等采用种子乳液聚合技术,合成了Ps /PBA /P(BA—AA) 胶乳型互穿网络聚合物,结果表明:以二乙烯基苯为交联剂,苯乙烯乳液聚合反应速率
Roc[E][I],透射电镜观察表明,合成的聚
合物具有明显的核壳结构,且粒径均匀。【6】
2.3无皂乳液聚合
无皂乳液聚合(Emulsifier-free Emulsion Polymerization ,EFEP) 是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂且浓度小于临界胶束浓度(CMC)的聚合方法。无皂乳液聚合中的乳化剂是聚合过程中形成的双亲性(或亲水性) 低聚物,或是用非极性单体与含表面活性基的单体共聚形成的两性聚合物。
传统乳液聚合的产物中残留有乳化剂,一方面导致高分子材料的耐水性及其表面光泽性下降。另一方面也造成了环境的污染,人们试图用少量乳化剂或不加乳化剂的方法进行乳液聚合,由此产生了无皂乳液聚合。唐宏科等以P(VAC/AANA) 两亲聚合物为乳化剂、醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的单体配比为70:30、引发剂为单体用量的0.5%、乳化剂为单体总质量的3%、反应温度为70℃、反应时间为3.5 h、再保温1 h、实验得到的无皂聚(丙烯酸丁酯/乙酸乙烯酯) 乳液固含量高、黏度大、稳定性好、具有良
好的乳液性能。【7】
2.4微乳液聚合
微乳液聚合(Microemuision
Polymerization) 一般而言需首先将单体、分散介质、乳化剂及各种辅助剂等配制成一定类型的微乳液,然后再采用热引发、辐射、光照等适当的方法引发单体聚合,最终趋向于形成均匀透明或半透明、粒径在10~100 nm 稳定的聚合物分散体系。微乳液聚合成核的场所主要在单体液滴中,也可以通过均相
成核。在反应后期,胶束也成为成核的重要场所,聚合物粒子与含单体的胶束相互碰撞融合,进一步促进了单体的增长。微乳液聚合产物的组成与转化率无关,说明反应场所的单体比例与共聚物分子的序列分布近似于伯努利分布,并产生均一的微结构f131。刘祥[14l等,通过反相微乳液聚合反应制得了质量分数为3l %、相对分子质量为6.8×106、透明、稳定的P(AM—co —AMPS) 反相微乳胶,结果表明:P(AM—co —AMPs) 反相微乳胶的驱油效率高于与之相对分子质量
相当的PAM 反相微乳胶;张翠梅【8】
用改进的微乳液聚合方法,合成出聚合物,乳化剂大于15:1、粒径尺寸为34.3nm 、多分散性为0.176的纯丙微乳液,并考察了聚合工艺,结构表明:聚合过程中要缓慢搅拌并严格控制滴加速度。 2.5原位乳液聚合
原位聚合法(Insitu Polymerization)是指在挠曲
性聚合物(或其单体) 中溶解刚直棒状聚合物分子单体,然后就地聚合,生成的刚棒聚合物分子均匀地分散在高分子基体中而形成分子复合材料。在无机纳米粒子存在下,聚合物单体进行原位乳液聚合是制备有机无机纳米复合乳液的有效途径。戚栋明等通过吸附于水相分散纳米SiO 2:粒子表面的2,2’-偶氮(2-脒基丙烷) 二氢氯化物(AIBA)的引发作用,进行丙烯酸丁酯(BA)的原位乳液聚合,制备聚丙烯酸丁酯(PBA)/纳米SiO 2:复合乳胶粒,研究表明:采用原位乳液聚合得到的复合粒子中纳米SiO 2:与聚合物的结合牢度远大于以AIBA 为引发剂合成的PBA 乳液与纳米SiO 2:分散液直接混合所能达到
的结合牢度;杨晋涛【9】
等采用原位乳液聚合法制备聚合物/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,为了实现蒙脱土片层的有机化处理和纳米复合材料的形成一步完成,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为乳化剂原位乳液聚合制备了PS /MMT 纳米复合材料,XRD 、RIEM 等分析表明:聚苯乙烯已插入蒙脱土的层间;孙文兵以(NH)2SO 4。为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂、苯胺(An)为单体,原位乳液聚合制备了聚苯胺(PAN)/聚甲基丙烯酸甲酯(PAMM)导电复合材料,分析表明:复合物粒子为纳米级核/壳结构。
2.6基团转移聚合
1983年美国杜邦公司在美国化学会186次会上宣读了“基团转移聚合反应”(Group Transfer Polymerization)简称GTP 。所谓GTP 指的是以带有硅、锗、锡烷基基团的化合物作为引发剂,用阴离子或Lewis 酸作为催化剂,在有机溶剂中聚合仅、B 一不饱和酯、酮、酰胺或腈等单体的反应,整个聚合过程分为引发、增长和终止三个步骤。G1P 的独特之处在于它能有效地把增长链末端的活性基团迅速向单体转移,以获得预期的链结构和得到分子量分布均匀的聚合物。聚合过程中,增长质点的活性保持不变,对单体的进攻保持专一性。只要活性基团不被消除,它将永远保持活性,直到遇上与之相作用的物质发生链终止反应。李鹏采用假卤原子N ,N 一二乙基硫代氨基甲酰硫基团转移的原子转移自由基聚合(ATRP)得到窄分布的精确结构聚合物(分子链m 一端含有光敏基团的S :CNET :) ,该聚合物可引发乙烯类单体的常温光聚合。 2.7反相乳液聚合
反相乳液聚合(Inverse Emulsion Polymerization) 是将水溶性单体溶于水中,借助乳化剂的作用使之分散在非极性液体中形成“油包水”(w,O) 型乳液而进行的聚合。采用反相聚合方法制备的反相乳胶粒子很容易反转并溶解与水中,便于很多领域的应用。采用二元共聚反相乳液法制备阴离子型聚丙烯酰胺,采用丙烯酰胺和丙烯酸钠两个单体共聚,所获得的乳液型聚丙烯酰胺与国内生产的粉状产品相比具有分子量高、溶解速度快、稳定性高、絮凝效果好等特点;韩玉贵等选用过硫酸钾(KPS)/四甲基已二(TMEDA)氧化还原引发体系,以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钾(AKK)为原料,在室温下制备了高相对分子质量和高固含量的AM /AAK 共聚物胶乳,聚合后乳液颗粒的粒径较聚合前增大了4倍,乳胶产品在水中溶解速度较粉剂产品快,共聚物溶液具有较明显的聚电解质性质;张丹等在水/Span80- Op10/甲苯反
相乳液体系中制备出了粒径小且分布较窄(Microlatex)不仅固含量高、溶解快、粒径的银纳米粒子,利用XRD 对所制备的银纳米小且均一、并且高度稳定。反相微乳液聚合粒子的形态和晶体结构进行了表征,结果表的成核场所存在多种方式,既有液滴成核,明:此种方法得到的银,存在形式与反应条也有均相和胶束成核的存在,只是在不同的件、油水比、表面活性剂用量、搅拌速度及体系中成核方式的主导地位不同。 温度有密切联系,渴望达到对金属银纳米粒3. 结语 子的可控制备与性能调控。 综上所述,乳液聚合技术是一个值得重2.8反相微乳液聚合 视、研究、开发的领域。而的确乳液聚合技
反相乳胶的粒径分布很宽且容易凝聚,术在新时代不断地发展着,多种聚合方法的所以研究者把目光从常规反相乳液聚合转复合是其必然的发展趋势,采用复合的方法向了反相微乳液聚合,通过反相微乳液聚合可以综合多种方法的优点而使得产品达到得到的高相对分子质量聚合物微胶乳更优的性能指标。 参考文献 【1】 Blackley D C.Emulsion polymerization
[M].London:Applied Science Published Limited,1975
【2】
李晓光(吉林石化公司电石厂)
乳液聚合技术概述, 唐建东, 刘焱楠, 迟秀海,
【3】 徐小琳,邵谦.核壳型乳液聚合研究进展[J]
胶体与聚合物,2006,24(1):36—39.
【4】 吴明红; 包伯荣; 陈捷; 徐引娟辐射引发丙烯酸
酯互穿聚合网络(IPN)的研究 1998(04)
【5】 袁显永; 霍东霞; 张丽; 王芳温度对核壳胶乳涂
膜形成及性能的影响, 高分子材料科学与工程 2007(03)
【6】 韩怀芬; 张诚PS/PBA/P(BA-AA)胶乳型互穿网
络聚合物的合成及其反应过程表观动力学的研究-高分子材料科学与工程 1997(06)
【7】 Aslamaziova T R.Emulisifier-free latexes
and ploymers on their base[J].prgress in organic Coatings ,1995,25:109-166
【8】
液的研究-化学建材 2007(02)
张翠梅微乳液聚合法合成高固含量纯丙微乳
【9】 杨晋涛; 范宏; 卜志扬; 李伯耿阳离子表面活性
剂为乳化剂原位乳液聚合制备PS/MMT纳米复合材料-高分子材料科学与工程 2006(03)
乳液聚合新技术的研究进展
徐东方
(华中师范大学化学学院2009210437, 湖北武汉,430079)
摘要:乳液聚合方法具有广泛的应用范围, 近期几年备受关注。本文首先介绍了乳液聚合的基本情况,并着重介绍了一些新的乳液聚合方法和研究成果。 关键词:乳液聚合;进展
乳液聚合技术的开发始于本世纪20年代末期,当时就已有和目前生产配方类似的乳液聚合的专利出现。30年代初,乳液聚合已见于工业生产。随着时问的推移,乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性,在许多聚合物如合成橡胶、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物等的生产中,乳液聚合已经成为主要的生产方法之一,每年通过该方法制作的聚合物数以千万吨计。【1】
1.乳液聚合基本情况 1.1乳液聚合定义
生产聚合物的方法有四种:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合,体系主要由单体、介质(水) 、乳化剂及溶于介质(水) 的引发剂四种基本组分组成。目前的工业生产中,乳液聚合几乎都是自由基加成聚合,所用的单体几乎都是烯烃及其衍生物,所用的介质大多是水,故有人认为乳液聚合是指在水乳液中按照胶柬机理形成比较独立的乳胶粒中,进行烯烃单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术。但随着聚合理论的逐步完善,对乳液聚合比较完整的定义应该为:乳液聚合是在水或其他液体作介质的乳液中,按照胶束理论或低聚合物机理生成彼此孤立的乳
胶粒,并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。 1.2乳液聚合的特点
聚合反应发生在分散在水相内的乳胶
粒中,尽管在乳胶粒内部粘度很高,但由于连续相是水,使得整个体系粘度并不高,并且在反应过程中体系的粘度变化也不大,这样的体系由内向外传热就很容易,不会出现局部过热,更不会暴聚,同时低粘度体系容易搅拌,便于管道输送,容易实现连续化操作。
乳液聚合能够满足高反应速率和高分子量聚合产物的要求。高的反应速率会使生产成本降低,而高的分子量则是生产高弹性合成橡胶所必需的。
乳液过程大多数是以水作介质,避免了采用昂贵的溶剂以及回收溶剂的麻烦,同时减少了引起火灾和污染的可能性。再者,如水乳胶、粘合剂、皮革、纸张、织物处理以及乳液泡沫橡胶等,均可直接使用乳液,明显改善了施工环境。
在需要固体聚合物的情况下,需经凝聚、洗涤、脱水、干燥等一系列后处理工序,才能将聚合物从乳液中分离出来,这就要增加成本。
产品中乳化剂残留,会使产物的电性能和耐水性下降。乳液聚合的多变性,使操作难度增大。由于加入了溶剂或介质而减少了
反应器的有效利用空问。【2】
1.3乳液聚合的优缺点
乳液聚合有很多优点:以水作介质,环保安全胶乳粘度低,便于混合传热、管道传送和连续生产;聚合速率快,可在较低的温度下聚合,同时产物分子量高;胶乳可直
接使用,如水乳漆,粘结剂,纸张,织物,皮革的处理计等。
乳液聚合也有若干缺点:需要固体产品时,胶乳须经凝聚、洗涤、脱水、干燥等多道工具,成本较高;产品中留有乳化剂杂质,难以完全消除,有损电能。 2. 乳液聚合最新研究进展
随着高分子合成技术的不断发展,特别是二十世纪70年代以来,四大传统自由基聚合方法的不断进步和改进,乳液聚合也诞生出了多种合成新技术。 2.1核壳乳液聚合
核壳结构乳液(Coreshell Emulsion Polymerization 属于异种分子复合乳液,乳液颗粒内部的内侧和外侧分别富集不同种成分,通过核、壳的不同组合,得到一系列不同形态的非均相粒子,使其具有一般无规共聚物、机械共混物难以拥有的优异性能。【3】
根据壳层单体不同的加入方式,核壳乳液聚合方法可分为间歇法、半连续法和预溶胀法。间歇法是按配方将种子乳液、单体、水及补加的乳化剂同时加入反应器中,然后加入引发剂进行壳层聚合;半连续法是将引发剂加入种子乳液后,壳层单体以一定的速度恒速滴加,导致聚合期间没有充足的单体;预溶胀法是将单体加入到乳液体系中,在一定温度下溶胀一定时间,然后引发聚合。袁显永等的研究表明:温度对核壳型胶乳的成膜及其性能有重要影响,升高温度能
加快胶乳的成膜速率。【5】
2.2互穿聚合网络
互穿聚合物网络(Inter penetrating Polymer Net—work ,简称IPN) 是由两种或两种以上分别形成的聚合物通过大分子链段间永久缠结或相互贯穿形成的具有特殊结构的聚合物合金。理想的IPN 体系是各自形成聚合物网络在分子水平上的互穿,而实际上因为聚合物长链的混合熵极小,多数呈相分离状态,互穿结构仅发生在相交界处。吴明红等用顺序IPN 方法合成了核一壳结构的P(BA—MMA) 伊(EA—AA ~NMA) 复合乳胶,结果表明:辐射引发乳液聚合可制得核一壳界面明显且相分离完全的复合乳胶,所得复合乳胶的拉伸强度、伸长率、耐水压、稳定性、成膜性等都得到了很大的改善和提高【4】
;单海峰61利用乳液聚合技术制备了PST /PBA 胶乳型互穿聚合物网络,研究结果表明:采用配比为4/1的SDS /OP 一10复合乳化剂,当乳化剂、引发剂、交联剂DVB 、交联剂EGDM 用量分别为2%~3%、0.4%、0.5%、0.6%,采用平衡溶胀法加入壳层组分,可获得涂料用性能优良的PST /PBA UPN 复合乳液;韩怀芬等采用种子乳液聚合技术,合成了Ps /PBA /P(BA—AA) 胶乳型互穿网络聚合物,结果表明:以二乙烯基苯为交联剂,苯乙烯乳液聚合反应速率
Roc[E][I],透射电镜观察表明,合成的聚
合物具有明显的核壳结构,且粒径均匀。【6】
2.3无皂乳液聚合
无皂乳液聚合(Emulsifier-free Emulsion Polymerization ,EFEP) 是指不含乳化剂或仅含少量乳化剂且浓度小于临界胶束浓度(CMC)的聚合方法。无皂乳液聚合中的乳化剂是聚合过程中形成的双亲性(或亲水性) 低聚物,或是用非极性单体与含表面活性基的单体共聚形成的两性聚合物。
传统乳液聚合的产物中残留有乳化剂,一方面导致高分子材料的耐水性及其表面光泽性下降。另一方面也造成了环境的污染,人们试图用少量乳化剂或不加乳化剂的方法进行乳液聚合,由此产生了无皂乳液聚合。唐宏科等以P(VAC/AANA) 两亲聚合物为乳化剂、醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的单体配比为70:30、引发剂为单体用量的0.5%、乳化剂为单体总质量的3%、反应温度为70℃、反应时间为3.5 h、再保温1 h、实验得到的无皂聚(丙烯酸丁酯/乙酸乙烯酯) 乳液固含量高、黏度大、稳定性好、具有良
好的乳液性能。【7】
2.4微乳液聚合
微乳液聚合(Microemuision
Polymerization) 一般而言需首先将单体、分散介质、乳化剂及各种辅助剂等配制成一定类型的微乳液,然后再采用热引发、辐射、光照等适当的方法引发单体聚合,最终趋向于形成均匀透明或半透明、粒径在10~100 nm 稳定的聚合物分散体系。微乳液聚合成核的场所主要在单体液滴中,也可以通过均相
成核。在反应后期,胶束也成为成核的重要场所,聚合物粒子与含单体的胶束相互碰撞融合,进一步促进了单体的增长。微乳液聚合产物的组成与转化率无关,说明反应场所的单体比例与共聚物分子的序列分布近似于伯努利分布,并产生均一的微结构f131。刘祥[14l等,通过反相微乳液聚合反应制得了质量分数为3l %、相对分子质量为6.8×106、透明、稳定的P(AM—co —AMPS) 反相微乳胶,结果表明:P(AM—co —AMPs) 反相微乳胶的驱油效率高于与之相对分子质量
相当的PAM 反相微乳胶;张翠梅【8】
用改进的微乳液聚合方法,合成出聚合物,乳化剂大于15:1、粒径尺寸为34.3nm 、多分散性为0.176的纯丙微乳液,并考察了聚合工艺,结构表明:聚合过程中要缓慢搅拌并严格控制滴加速度。 2.5原位乳液聚合
原位聚合法(Insitu Polymerization)是指在挠曲
性聚合物(或其单体) 中溶解刚直棒状聚合物分子单体,然后就地聚合,生成的刚棒聚合物分子均匀地分散在高分子基体中而形成分子复合材料。在无机纳米粒子存在下,聚合物单体进行原位乳液聚合是制备有机无机纳米复合乳液的有效途径。戚栋明等通过吸附于水相分散纳米SiO 2:粒子表面的2,2’-偶氮(2-脒基丙烷) 二氢氯化物(AIBA)的引发作用,进行丙烯酸丁酯(BA)的原位乳液聚合,制备聚丙烯酸丁酯(PBA)/纳米SiO 2:复合乳胶粒,研究表明:采用原位乳液聚合得到的复合粒子中纳米SiO 2:与聚合物的结合牢度远大于以AIBA 为引发剂合成的PBA 乳液与纳米SiO 2:分散液直接混合所能达到
的结合牢度;杨晋涛【9】
等采用原位乳液聚合法制备聚合物/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,为了实现蒙脱土片层的有机化处理和纳米复合材料的形成一步完成,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为乳化剂原位乳液聚合制备了PS /MMT 纳米复合材料,XRD 、RIEM 等分析表明:聚苯乙烯已插入蒙脱土的层间;孙文兵以(NH)2SO 4。为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂、苯胺(An)为单体,原位乳液聚合制备了聚苯胺(PAN)/聚甲基丙烯酸甲酯(PAMM)导电复合材料,分析表明:复合物粒子为纳米级核/壳结构。
2.6基团转移聚合
1983年美国杜邦公司在美国化学会186次会上宣读了“基团转移聚合反应”(Group Transfer Polymerization)简称GTP 。所谓GTP 指的是以带有硅、锗、锡烷基基团的化合物作为引发剂,用阴离子或Lewis 酸作为催化剂,在有机溶剂中聚合仅、B 一不饱和酯、酮、酰胺或腈等单体的反应,整个聚合过程分为引发、增长和终止三个步骤。G1P 的独特之处在于它能有效地把增长链末端的活性基团迅速向单体转移,以获得预期的链结构和得到分子量分布均匀的聚合物。聚合过程中,增长质点的活性保持不变,对单体的进攻保持专一性。只要活性基团不被消除,它将永远保持活性,直到遇上与之相作用的物质发生链终止反应。李鹏采用假卤原子N ,N 一二乙基硫代氨基甲酰硫基团转移的原子转移自由基聚合(ATRP)得到窄分布的精确结构聚合物(分子链m 一端含有光敏基团的S :CNET :) ,该聚合物可引发乙烯类单体的常温光聚合。 2.7反相乳液聚合
反相乳液聚合(Inverse Emulsion Polymerization) 是将水溶性单体溶于水中,借助乳化剂的作用使之分散在非极性液体中形成“油包水”(w,O) 型乳液而进行的聚合。采用反相聚合方法制备的反相乳胶粒子很容易反转并溶解与水中,便于很多领域的应用。采用二元共聚反相乳液法制备阴离子型聚丙烯酰胺,采用丙烯酰胺和丙烯酸钠两个单体共聚,所获得的乳液型聚丙烯酰胺与国内生产的粉状产品相比具有分子量高、溶解速度快、稳定性高、絮凝效果好等特点;韩玉贵等选用过硫酸钾(KPS)/四甲基已二(TMEDA)氧化还原引发体系,以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钾(AKK)为原料,在室温下制备了高相对分子质量和高固含量的AM /AAK 共聚物胶乳,聚合后乳液颗粒的粒径较聚合前增大了4倍,乳胶产品在水中溶解速度较粉剂产品快,共聚物溶液具有较明显的聚电解质性质;张丹等在水/Span80- Op10/甲苯反
相乳液体系中制备出了粒径小且分布较窄(Microlatex)不仅固含量高、溶解快、粒径的银纳米粒子,利用XRD 对所制备的银纳米小且均一、并且高度稳定。反相微乳液聚合粒子的形态和晶体结构进行了表征,结果表的成核场所存在多种方式,既有液滴成核,明:此种方法得到的银,存在形式与反应条也有均相和胶束成核的存在,只是在不同的件、油水比、表面活性剂用量、搅拌速度及体系中成核方式的主导地位不同。 温度有密切联系,渴望达到对金属银纳米粒3. 结语 子的可控制备与性能调控。 综上所述,乳液聚合技术是一个值得重2.8反相微乳液聚合 视、研究、开发的领域。而的确乳液聚合技
反相乳胶的粒径分布很宽且容易凝聚,术在新时代不断地发展着,多种聚合方法的所以研究者把目光从常规反相乳液聚合转复合是其必然的发展趋势,采用复合的方法向了反相微乳液聚合,通过反相微乳液聚合可以综合多种方法的优点而使得产品达到得到的高相对分子质量聚合物微胶乳更优的性能指标。 参考文献 【1】 Blackley D C.Emulsion polymerization
[M].London:Applied Science Published Limited,1975
【2】
李晓光(吉林石化公司电石厂)
乳液聚合技术概述, 唐建东, 刘焱楠, 迟秀海,
【3】 徐小琳,邵谦.核壳型乳液聚合研究进展[J]
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